鞍千矿矿岩特性与可钻性研究

摘要

矿岩的可钻性研究是凿岩领域的基础性课题,同时也具有重要的实际意义。矿岩可钻性是选择破岩工具、预测钻速、实现生产定额管理的重要依据。
　　 毗邻齐大山矿的鞍千矿处于初始开采阶段,与齐大山矿位于同一铁矿带的不同两端,但其钻头消耗却是齐大山矿的一倍,针对鞍千矿在凿岩的过程中,存在钻头磨损严重、钻头寿命短,穿孔效率低,矿岩难凿、难磨,生产成本居高不下的现状,对其矿岩可钻性进行研究十分必要。
　　 为了对比,本次研究分别选择鞍千矿和齐大山铁矿的主要岩种,分别磨制了光片(19)个和薄片(29)个,并对其矿物组成、粒度、结构构造、胶结方式、细微构造等进行显微镜下观察和描述；通过把矿样磨细至200目以下,进行X—Ray衍射和二次荧光光谱分析。在细观结构观测的基础上本次试验对已加工的61个矿样共100多个岩芯分别进行了矿样密度、纵波速度、容重、吸水率、抗压强度和抗拉强度测试,对其中33个岩芯进行了弹性模量、泊松比等参数的测试。分别在鞍千矿和齐大山矿进行了现场凿测试验,通过测定矿岩的凿碎比功a和钎刃磨钝宽度b对18种矿岩的可钻性进行分级,结合采掘计划图进行了鞍千矿矿岩的可钻性分区,并在现场对纯凿岩速度和每米炮孔钎头消耗量进行标定,凿测试验数据与现场标定结果相吻合；验证了凿碎比功法进行可钻性分级的科学合理性。
　　 本文研究成果,找到了鞍千矿矿岩难钻、钻头寿命低的根本因为;在与齐大山矿进行对比的基础上,给出了量化的指标和参考依据；结合生产实际对鞍千矿矿岩进行了可钻性分级；通过数值分析,建立了预估特定矿岩条件下钻头寿命的数学模型,对科学、合理地制订劳动生产定额和材料消耗定额提供了技术依据,进而指导优化穿孔工艺技术参数。本文研究对提高钻头寿命、降低穿孔成本、提高管理决策的科学性具有重要的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 岩石分级研究概述

1.3 岩石可钻性分级

1.3.1 岩石可钻性概述

1.3.2 我国岩石可钻性分级研究现状

1.3.3 国外岩石可钻性分级研究现状

1.3.4 冲击凿岩可钻性研究的分折

1.4 小结

第二章 矿岩细观特性与结构研究

2.1 矿(岩)样选取及光、薄片制作

2.2 矿岩矿物成份特征

2.3 矿物粒度与矿石组构特征

2.4 矿岩的后期改造作用

2.5 鞍千矿和齐大山矿的矿物组成和化学成份分析

2.5.1 X-Ray衍射分析

2.5.2 二次荧光分析

2.6 小结

第三章 矿岩物理力学性质试验研究

3.1 地质概况

3.2 岩样的采集与加工

3.2.1 采样地点以及岩样编号

3.2.2 岩样加工以及岩样编号

3.3 岩样物理性质的测定

3.3.1 实验参考标准

3.3.2 矿样密度ρ的测定

3.3.3 矿样容重γ的测定

3.3.4 矿样吸水性的测定

3.3.5 纵波速度C和波阻抗Z的测定

3.4 岩样力学性质测定与结果分析

3.4.1 岩石单向抗压强度测定

3.4.2 巴西劈裂实验

3.4.3 岩石变形指标及其测定

3.4.4 部分力学实验岩样破坏结果及其全应力-应变图

3.5 岩石物理力学性质实验结果

3.6 小结

第四章 矿岩可钻性试验研究

4.1 凿碎法岩石可钻性分级

4.2 凿碎比功法试验结果与分析

4.3 纯凿岩速度和每米炮孔钎头消耗量测试

4.4 小结

第五章 鞍千矿矿岩特性与可钻性变化规律

5.1 岩样性质各参量之间的内在相关性

5.1.1 矿岩细观特性与结构对其可钻性的影响

5.1.2 矿岩物理力学性质与可钻性的关系

5.1.3 凿碎比功a值和钎刃磨钝宽度b值与可钻性的关系

5.2 鞍千矿和齐大山矿主要矿岩钻头预估寿命的相关结果

5.3 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

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