特殊矿岩物理力学性质相关性与分级研究

对于可凿性可爆性不一致的特殊矿体,不能采用目前常用的评价标准比较单一的矿岩坚固性分级方法,须对其可凿性和可爆性分别评价以确定凿岩爆破参数.其可凿性和可爆性可用其物理力学性质分别进行评价.利用线性和高次回归方法,对所测定出的特殊矿岩的物理力学性质进行相关性研究,发现矿岩的波阻抗Z、弹性模量E和抗拉强度σL最能反映矿岩可凿性可爆性,并对凿岩爆破工作提出了可行建议.图5,表2,参10.     

基于多元线性回归理论的矿岩可爆性指数模型的优化与分级

为了准确地对矿岩的可爆性进行分级,在收集爆破试验数据的基础上,利用相关性分析对影响矿岩可爆性的因素进行了优化,通过多元回归分析得到了矿岩可爆性指数的线性回归方程.同时,将该方法与其它方法所得的结果进行了对比,结果表明,本文计算所得的矿岩可爆性指数与爆破试验值更加吻合,且对矿岩可爆性分级的准确率达到了76.79%.     

基于GCRN的矿岩可爆性分级模型及其应用

为了准确反映岩体可爆性等级,构建了由弹性波阻抗、坚固性系数、平均裂隙距和标准爆破漏斗炸药单耗4个因素组成的评价体系,采用改进的灰色关联分析法对传统的岩体可爆性等级划分标准进行优化。利用灰色关联相对贴近度(GCRN)来反映各可爆性等级之间的差别,确定各可爆性等级对应的灰色关联相对贴近度区间,以此划分新的岩体可爆性等级。采用基于GCRN的矿岩可爆性分级模型对武钢资源集团公司程潮矿业有限公司东、西区矿体的可爆性级别进行评价,评价结果与实际情况基本一致,表明利用灰色关联相对贴近度来划分矿岩可爆性等级的方法是可行的。     

基于熵权属性识别模型的岩体可爆性分级评价

为克服在岩体可爆性分级评价中确定评价指标权重系数带有专家打分的主观偏向性,利用Shannon熵理论客观地确定可爆性评价指标的熵权系数,并结合属性识别理论,建立工程爆破中岩体可爆性分级判别的属性识别模型;选取岩石的密度、抗拉强度、冲击动载强度以及岩体完整性系数作为属性识别的判别指标;以14组岩体实测数据进行分级判别,建立属性空间矩阵并根据信息熵理论计算各评判指标的权重,计算属性测度,利用置信度准则和评分准则对模型进行识别。研究结果表明:熵权属性识别模型可以有效地解决岩体可爆性难易程度的评判问题,且评价结果合理,为工程爆破中岩体可爆性分级评价提供了一条新思路。     

岩体可爆性未确知测度分级模型研究与应用

基于未确知测度计算理论和熵权方法,建立岩体可爆性未确知测度分级模型.首先选取岩石抗压强度、抗拉强度、粘聚力、弹性模量、岩石质量指标(RQD)作为岩体可爆性分级指标,构建合理的未确知测度函数,然后根据测度函数,采用信息熵理论计算各岩体可爆性分级指标的未确知测度,得到可爆性综合测度;最后采用置信度判别准则对可爆性综合测度进行识别评测,完成岩体可爆性未确知测度分级评测.将该模型应用于福建上杭紫金山金铜矿岩体可爆性的分析,从而选择合理的露天台阶深孔爆破炸药单耗,为低成本规模化开采矿石资源提供理论依据.研究表明:岩体可爆性未确知测度分级模型是一种科学合理的岩体可爆性分级方法,确保了评测对象信息的完整性和评测结果的客观性、准确性、可靠性,为工程爆破岩体可爆性分级提供了一种新思维,具有工程实践指导意义.     

爆堆矿岩块度分布测试方法概述

爆堆矿岩块度分布是评价爆破效果重要的指标之一.准确地测定出爆破后矿岩的块度分布,既是正确评价爆破质量的前提,又是建立爆破块度计算模型和优化爆破参数的基础.关于爆堆矿岩块度分布研究已经历了半个多世纪.本文对于爆堆矿岩块度分布的现有的测试方法,进行了系统的归纳总结,介绍了爆堆矿岩块度分布测试方法的发展历史和研究现状,将有助于该领域的深入研究.     

爆堆矿岩块度分布测试方法概述

爆堆矿岩块度分布是评价爆破效果重要的指标之一.准确地测定出爆破后矿岩的块度分布,既是正确评价爆破质量的前提,又是建立爆破块度计算模型和优化爆破参数的基础.关于爆堆矿岩块度分布研究已经历了半个多世纪.本文对于爆堆矿岩块度分布的现有的测试方法,进行了系统的归纳总结,介绍了爆堆矿岩块度分布测试方法的发展历史和研究现状,将有助于该领域的深入研究.     

一种基于加权聚类分析的岩体可爆性分级方法

在对岩体可爆性影响因素进行综合归纳分析的基础上,对14种岩石静载和动载特性参数、岩石容重以及岩体完整性系数测试与计算的结果进行了线性相关性统计分析. 结果发现,岩石静载抗拉强度、容重和岩体整体性系数三个指标线性相关性较低或基本不相关,可以同时采用且仅采用这三个指标对岩体的可爆性进行可靠描述. 基于此结果,同时考虑到岩石爆破破坏的动载特性,对本钢矿业公司某矿山的14种岩石容重、静载抗拉强度、岩体整体性系数、动载冲击强度进行了加权聚类分析,提出了该矿山岩体可爆性分级的方法.     

自然崩落法矿岩崩落特性及崩落规律

介绍了矿岩崩落机理，矿体崩落规律，矿体可崩性综合评价与可崩性分级，矿石三级块度预测和放出块度实测，崩落控制方法等一系列理论和技术研究成果。     

不同应力条件下爆破开挖对围岩损伤效应的数值模拟研究

根据芦岭矿的工程地质资料,拟定了硬岩和软岩的典型物理力学参数,并依托芦岭矿现场爆破参数,结合ANSYS/LS-DYNA软件,通过隐式-显式连续求解,完成了不同初始应力条件下硬岩和软岩巷爆破开挖的模拟. 计算结果表明,在5~25 MPa应力水平时,随着地应力的增加,近爆腔处围岩的损伤程度并不发生变化,而远离爆腔处围岩损伤程度明显减小,地应力对爆炸载荷所造成损伤抑制作用明显;相同爆破参数下,软岩爆破较硬岩更易受地应力的作用.     

徐深气田火成岩储层岩石可钻性分布规律研究

大庆油田火成岩地层是世界级难钻地层,钻进过程中该地层岩石表现为可钻性值极高,地层与钻头适应性差。预先评价未打开地层的岩石可钻性分布规律,对钻井施工提供指导是有实际意义的。本文以随机分形理论为基础,先应用分形维数解释模型计算岩屑取样点的岩石可钻性,再应用分形插值理论建立井间地层岩石可钻性预测模型,两模型的结合使用实现了井间岩石可钻性分布规律的评价,经过现场的应用验证,该方法能够有效的再现岩石可钻性的分形分布规律,预测准确,满足工程精度要求。     

基于SDCQGA优化BP神经网络的岩石可钻性建模

针对智能钻井优化控制过程中岩石可钻性提取存在的建模难、非实时性、精度差等问题,提出基于自适应双链量子遗传算法优化BP神经网络结构的岩石可钻性提取建模方法.依据目标函数在搜索点处的变化率,建立了快速自适应双链量子遗传算法;采用新算法优化BP神经网络结构,以克服BP神经网络受初始权值/阀值影响和泛化能力差的问题.通过对邻近钻井区域的大量测量数据和实验数据的统计分析和预处理,建立岩石可钻性提取模型,有效地解决了复杂地形岩石可钻性提取难的问题.对不同岩性的可钻性参数提取实验结果证明,该建模方法不仅提高了参数提取的精度和模型的泛化能力,而且在相邻实际参数提取时,具有很好的实时性和适应性.     

冻土爆破作用与特性分析

从理论上分析了冻土的爆破作用,爆腔周围依次形成四个区：流体区、破裂区、弹塑性变形区、弹性区。根据相似理论和利文斯顿爆破漏斗理论进行了冻结粘土、砂土不同温度下的爆破漏斗试验,对爆破漏斗几何参数、块度、漏斗形式及扩腔进行了分析,并进行了最佳药量及最佳深度的计算。得出结论对冻土爆破设计有一定的参考价值     

岩石可钻性各向异性的微钻头试验研究

本文利用岩石的室内试验,研究了沉积岩层的不同角度的微钻头可钻性的变化规律,建立了这种变化与地层各向异性指数h的关系,并测定了部分岩芯的各向异性参数。文中提出用简易的岩石可钻性仪器测定及计算h值的新方法,具有可靠、实用的特点,有一定的现场使用价值。     

钻井地质环境因素描述技术及其应用

钻井地质环境因素的分布特征决定着钻井工艺技术的适用性。详细论述了岩石力学参数、岩石可钻性、地应力状态、地层压力体系等钻井地质环境因素的描述方法;并介绍了其在鄂尔多斯盆地富县探区的应用情况。针对富县气井复杂的钻井地质环境,在常规方法的基础上优化完善了可钻性、井壁稳定等计算模型,综合应用测井、钻井、物探、地质、测试等资料进行钻井地质环境因素精细描述,明确了各类因素的纵向和横向分布特征。以描述成果为依据提出工程建议方案,并取得了良好的现场应用效果。     

川西双鱼石构造须家河组岩石抗钻特性研究

川西北部双鱼石构造栖霞组是四川盆地天然气增产上储的重要层系,但该区块以须家河组为代表的难钻地层面临钻头破岩难、磨损快,机械钻速低,单只钻头进尺短的瓶颈问题,严重制约了栖霞组气藏钻井提速和整体勘探开发进程。选取区块须家河组下部(须二、须一段)露头岩样和出井岩屑,开展了岩石可钻性、研磨性和抗钻机理分析实验。结果显示：测试岩样的可钻性级值平均为8.45,须一段岩样均为最高的10级,标准杆件平均研磨量为16.26 mg,整体表现出极强的抗钻性。分析认为：须家河组下部地层孔隙度渗透率极低,石英含量高,胶结强度高,岩石抗压强度和硬度高,不利于钻头冲击/切削破岩和水力辅助破岩,是导致机械钻速极低的主要原因;宏观上的高强度高硬度以及钻屑颗粒在细观与微观尺度上的强研磨性,是导致钻头牙齿冲击破坏和研磨失效的关键因素,也是后续钻头研发和选型的重点攻关方向。     

砂土地基触地爆炸的SPH-FEM耦合分析方法

针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态的发展全过程,适合描述爆炸大变形问题。数值结果显示,爆炸波在近区表现的强间断冲击波,是造成土体流动大变形的重要因素; 土体参数在正常范围的浮动对爆坑尺寸具有一定影响,在设计应用时应予以考虑。利用SPH-FEM耦合法计算得到的爆坑形态和尺寸与ConWep程序经验数据基本一致,验证了SPH-FEM耦合法在分析触地爆炸问题中的正确性。     

川西须家河组二段岩石可钻性实验分析

川西坳陷须家河组存在可钻性差、机械钻速低等严重制约钻井效率的问题。以川西坳陷须家河组二段地层所采岩样为研究对象,利用自主研发的HTHP岩石可钻性试验仪对模拟井底围压及液柱压力条件下的岩样进行可钻性级值测试,并从岩样的岩石力学性质及微观组构等方面开展研究,以此分析其对岩石可钻性的影响。结果表明:围压及液柱压力的增加导致岩石可钻性级值及抗压强度的增加,抗压强度与可钻性级值成正比。高抗压强度条件下的可钻性级值增长率降低;岩石的研磨性及硬度会影响岩石的可钻性。岩石中石英含量越高、黏土矿物含量越少,岩石研磨性及硬度越高,岩石可钻性级值越大。     

PDC钻头钻进的岩石可钻性研究

用微型PDC试验钻头模拟全尺寸PDC钻头的切削破岩方式在岩样上钻孔,测定了石油钻井所遇地层岩心的微PDC钻头可钻性指数(PDT).研究了微PDC钻头可钻性指数和微牙轮钻头可钻性指数(UDT)的关系.研究表明,基于牙轮钻头钻进特点的油矿地层可钻性分级.同样适用于PDC钻头钻井.在岩石可钻性方面.PDC钻头对地层的适应性较差.PDC钻头钻进时,存在着极限等级值和有效等级值.当地层等级值大于极限等级值时。其破岩效果差,当等于或小于有效等级值时,效果最好.     

鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述难点及对策

鄂尔多斯探区的气井钻遇多套复杂地层,利用常规方法计算的地层坍塌压力、漏失压力、可钻性等钻井岩石力学特征参数误差较大,导致前期钻井施工中井壁垮塌与漏失严重、钻头选型效果不佳。针对鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述的难点,根据工区实际情况完善了水敏性泥页岩地层坍塌压力计算方法、破碎性地层漏失压力求取方法、岩性多变地层可钻性分析方法,利用测井、钻井、地质、测试等资料描述了坍塌压力、漏失压力、可钻性的分布特征;并依据其提出了工程建议。在富县、定北工区的现场应用情况表明该方法具有较好的适用性,为优质快速钻井技术提供了准确全面的基础信息。