岩土钻掘工程学 第4章PPT课件
【采矿课件】煤矿4d
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2)观测内容: (1)了解观测点的地质背景。 (2)区分构造节理和非构造节理。 (3)分析节理发育程度与岩层的岩性、厚度、构造应力的关系。 (4)区分节理期、节理组和节理系: (5)描述节理的特征: 3)节理的测量记录: 2、节理资料的整理:
对野外观测获得的节理原始资料,应及时在室内加以整理,进 行统计,编制成有关图件,以供分析节理发育的特点、规律以及 与有关构造的关系。整理和统计节理的方法一般是按观测点分别 编制节理玫瑰花图、节理极点图、节理等密度图。
断距与断层的延伸长度、切割深度共同表示断层规模的大小。 在煤矿生产中断距表明了煤层被错开后相隔的距离,因此,断距 是开采矿产不可缺少的资料。
1、真断距
断层面上的某个点,随上、下盘 相对位移的距离。
真断距代表了断层两盘相对位移 的总距离,故又称总断距。
真断距ab:是一个向量,可沿不同 方向分解成各个分量:ab的铅垂分量ad—铅垂断距;水平分量bd— 水平断距。以上两个分量位于包含ab线的铅垂面内。
相信相信得力量。20.12.182020年12月 18日星 期五9 时29分4 9秒20. 12.18
谢谢大家!
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每一次的加油,每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 1820.1 2.18Friday , December 18, 2020
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天生我材必有用,千金散尽还复来。2 1:29:49 21:29:4 921:29 12/18/2 020 9:29:49 PM
变窄,下降盘变宽。平移断层切割褶曲,两盘宽度不变,但各地 层界线平行错开。斜移断层,既有平面错开,也有宽度变化。 4、牵引褶曲
断层两盘沿断层面相对错移时产生的摩擦力,拖动断层附近的 岩层,使之弯曲而形成的褶曲。
《岩土工程勘察》幻灯片PPT
![《岩土工程勘察》幻灯片PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/aad510fdfc4ffe473268aba4.png)
勘探与取样
勘探指的是坑探、钻探和工程物探(地球物理勘探)。 坑探
当需要直接了解地表下岩土层的情况时,可采用坑探。 坑探就是用人工或机械挖掘探井、探槽、竖井、平洞或大口 径钻孔,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间的 接触关系,并能采取接近实际状态的原状岩土样,还可利用 坑槽作岩土体原位试验。
勘察阶段的划分
(1) 可行性研究勘察阶段:主要搜集场区和附近地区的工程 地质资料,通过踏 勘初步了解场地的地层构造、岩土 性质、不良地质现象和地下水情况等,对拟建场地稳定 性和建筑适宜性作出评价。 选择场地时,一般应避开以下地段:不良地质现象 发育,对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段;地 基土性质严重不良的地段;对建筑抗震不利的地段;洪 水或地下水对建筑场地有严重威胁或不良影响的地段; 地下有未开采的有价值的矿藏或不稳定的地下采空区。
钻探过程
钻探过程有三个根本程序: 〔1〕破碎岩土:采用人力和机械方法,使小局部岩土脱离 整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土被 破碎是借助钻头冲击、回转、研磨和施压来实现的。 〔2〕采取岩土:用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲 到孔外,或者用钻具 〔抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土 器、岩芯管等〕靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于 地面。 〔3〕保全孔壁:为了顺利地进展钻探工作,必须保护好孔 壁,不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。
建筑物总平面布置、选择主要建筑物地基根底方案和不ຫໍສະໝຸດ 良地质现象的防治对策进展论证。
勘察阶段的划分
(3) 详细勘察阶段:详细勘察密切结合技术设计或施工图设 计,按不同建筑物或建筑群提出详细的工程地质资料和 设计所需的岩土设计参数,对建筑地基作出岩土工程分 析评价,为根底设计、地基处理、不良地质现象的防治 等具体方案作出论证、结论和建议。
《岩土钻掘工程学》课件
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地下水开发目的: 满足人类生活、 生产用水需求
地下水开发方法: 钻井、抽水、监 测等
地下水开发实例 :某地地下水开 发项目
地下水开发效果 :提高地下水供 应能力,改善水 质,减少污染
矿产资源开发实例
矿产资源类型:煤炭、铁矿、铜 矿等
钻掘工程技术:钻探技术、采矿 技术、运输技术等
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土的渗透性:土中水通过的能力
土的压缩性:土在外力作用下体积 减小的特性
土的抗剪强度:土抵抗剪切破坏的 能力
土的力学性质
土的强度:抗压强度、抗剪强度、抗拉强度等 土的变形:压缩变形、剪切变形、拉伸变形等 土的渗透性:水在土中的渗透速度、渗透系数等 土的抗冻性:土在低温环境下的抗冻性能、抗冻系数等
01
01
岩土钻掘工程施工技术
岩土钻掘施工方法
钻孔:使用钻机进行钻孔,包 括钻头、钻杆、钻具等
钻孔液:使用钻孔液进行冷却、 润滑、清洗等
取芯:使用取芯器进行取芯, 包括取芯器、取芯管等
岩土钻掘施工技术:包括钻孔、 钻孔液、取芯等步骤,以及钻 孔液的配比、钻具的选择等
钻孔施工过程控制
钻孔设备选择:根据工程地质条 件和钻孔深度选择合适的钻孔设 备
岩石的力学性质
岩石的强度: 抗压、抗拉、
抗剪等
岩石的变形: 弹性、塑性、
脆性等
岩石的稳定 性:抗滑移、
抗倾覆等
岩石的渗透 性:水、气 等流体的渗
透能力
岩石的抗腐 蚀性:抵抗 酸、碱等化 学物质的侵
蚀能力
岩石的物理 性质:密度、 孔隙率、吸
水性等
土的物理性质
土的密度:单位体积内土的质量
土的含水量:土中水的质量与干土 质量的比值 土的孔隙率:土中孔隙体积与土总 体积的比值
《岩土钻掘工艺学》教学大纲3
![《岩土钻掘工艺学》教学大纲3](https://img.taocdn.com/s3/m/978061f9650e52ea541898ad.png)
岩土钻掘工艺学一、课程说明课程编号:010205Z10课程名称:岩土钻掘工艺学/Rock & Soil Drilling and Tunneling课程类别:专业课学时/学分:64/4先修课程:《地质学基础》、《机械制图》、《理论力学》、《材料力学》等适用专业:地质工程教材、教学参考书:1.鄢泰宁. 《岩土钻探工艺学》长沙:中南大学出版社2014,32.汤风林. 《岩心钻探学》武汉:中国地质大学出版社19963.李世忠. 《钻探工艺学》(上册)北京:地质出版社1992,64.鄢泰宁. 《岩土钻掘工程学》武汉:中国地质大学出版社2001,85.张绍和. 《钻探事故预防与处理知识问答》长沙:中南大学出版社2010,3二、课程设置的目的意义岩土钻掘工艺学课程是为地质工程专业设立的构建专业必备知识体系的专业课程。
课程设置的目的是让学生通过学习岩土钻掘工艺学这门重要的专业课程,了解岩土钻掘工艺施工方法、钻探工程质量保证措施和技术手段、相关钻具和仪器的结构和工作原理,熟悉在钻探工程、工程地质、岩土工程、土木工程等领域施工中如何选用合理的钻探工艺和钻具,关注岩土钻掘工艺方法的特点和在使用中存在的不足,有利于创新性地改进和研制满足现代岩土钻掘工艺需求的技术手段和施工器具,为从事地质工程领域及相关行业工作时,正确合理地设计、选用、改进、评价、使用各类岩土钻掘工艺和器具等奠定基础。
三、课程的基本要求知识:掌握岩土钻掘工艺学的基本概念;从钻掘工艺的角度,熟悉岩石的各种性能特别是可钻特性,了解岩石在钻进时的破碎机理;掌握钻探施工中的钻孔结构及其施工设计;知晓钻探过程中所用的杆柱及其受力状况;根据硬质合金钻进、金刚石钻进等工艺方法的特点,学会根据岩石情况和钻孔用途合理选择钻进施工方法,并熟知每种钻进方法的碎岩过程;学会特种情况如坑道钻探、水文水井钻探等的施工特点和技术手段。
了解钻探工程质量的重要性,能够根据岩矿心采取率等质量要求,在钻探施工中设计选用合理的取心钻探方法和技术措施,熟悉各类取心钻探工具和方法的性能和使用目的及范围,并能根据钻探矿区的岩性,选用各种测斜仪器,根据孔斜情况提出防斜治斜方法。
最新岩土工程PPT课件
![最新岩土工程PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/adce70201fb91a37f111f18583d049649b660e89.png)
3.生产方式停留在手工劳动阶段,施工消耗巨大的人力物力,施工周期长,效率低下。著名的历史遗址,如埃及金字塔、中国长城等,每项工程都历时几十年,动用数以万计的劳动力,耗资巨大。 4.建筑材料以天然材料为主,石灰和砖瓦在当时已是最好的人工材料,材料限制了建筑物的高度与体量,对地基承载力的要求一般不高。
第一历史时期 我国夏代大禹治水,分土地为九个等级,从疏导入手,换来九州平安,这是在4 200余年前的一项非凡的防治水患的岩土工程。 约旦西部边境的耶利哥城是世界上现存最古老的城市,已有9 000年的历史;在河南新密市古城寨村发现一座保存相当完好的4 000多年前的古城址,据推测,很可能是黄帝的故都。该城址东南部原为低洼地带,筑城时大面积填土夯实以筑墙基,其最深处达10m之深,墙基宽度大多在60m至100m之间。 由于城市的兴建,道路和桥梁渐渐为人类生活、生产和战争所必需,于是形成了与岩土工程密切相关的又一重要领域。 距今1 300多年的隋朝石匠李春主持修建的赵州石拱桥,是世界桥梁史上一座杰出的名桥,至今保存完好,仍在使用。其桥台设置于密实粗砂层上,若不是当时处理地基得当,何能至今仍在使用。 在河南南阳发现的大规模古石城是战国时代楚国长城的遗址,应是我国最早的长城。在江南,浙江临海保存着始建于东晋(距今1 600余年)的古城墙墙基,长达4 671m,并有7道城门,8座敌台,17座平台,其形态、功能与八达岭长城十分相似。
岩土工程这一术语之所以被我国接受,俞调梅教授认为,“这可能是由于在50年代初期,学习了苏联的文献资料,把通常说的土(砂土、粘土)称之为疏松岩石或疏松土,因此曾经用岩土力学这一名词来代替土力学,而岩土工程这一名词就可能由此产生的”。从上述历史回顾中可以看出,岩土工程是以土力学与基础工程为基本内容逐步发展起来的,同时讲到了要重视工程地质学,也说到了岩石力学的出现与发展。俞词梅教授对从1773年至1982年漫长的200多年岩土工程学科形成的这一回顾言简意赅,阐述了组成岩土工程的三个基本学科的历史关系。
《井巷掘进与支护》PPT课件
![《井巷掘进与支护》PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/646b628cc850ad02df804195.png)
级 别
坚固性程度
岩
石
坚固性系数 (f)
Ⅰ
最坚固的岩 石
最坚硬、最致密的石英岩及玄武岩,其它最坚硬的岩 石
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Ⅱ
极坚固的岩 石
极坚硬的花岗质岩石;石英斑岩,极坚硬的花岗岩、 砂质板岩、较软的石英岩;最坚硬的砂岩及石灰岩; 极硬的铁矿石
15
Ⅲ
致密的花岗岩类;极坚硬的砂岩及石灰岩;石英质矿 脉,坚硬的砾岩;坚硬的铁矿石
精选PPT
8
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CGJ220.2型掘进凿岩台车
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二、爆破材料
(一)矿用炸药
分类:煤矿许用炸药;岩石炸药;露天炸药。
1、煤矿许用炸药:共分5级多个型号。1、2级用于低瓦斯
矿;3级用于高瓦斯矿;4级用于突出矿井;5级用于溜煤眼
或石门揭煤。
(1)煤矿水胶炸药:坚硬岩石深孔爆破时使用。
(2)延期电雷管:通入足够电流后,雷管的起爆时间要延
迟一定的时间。以秒计的称为秒延期电雷管;以毫秒计的为
毫秒延期电雷管。
《煤矿安全规程》规定:在采掘工作面,必须使用煤矿许
用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。使用煤矿许用毫
秒延期电雷管时,最后一段的延期时间不得超过130ms。
精选PPT
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(三)起爆方法 通过电雷管、导线、起爆器组成的起爆网路来实现。 1、导线:母线;区域限(10-20m);连接线;端线;脚
1、岩石的变形特征:兼有弹性变形和塑性变形两种特征。
2、岩石的强度特征:岩石的强度决定其支护效果和稳定性。
3、岩石各种强度之间的关系:
三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压 强度>单向抗压强度>抗剪强度>抗拉强度。
土石方工程施工知识教学课件ppt
![土石方工程施工知识教学课件ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/facf4716bc64783e0912a21614791711cc7979fd.png)
土石方开挖与填筑
开挖方式
01
包括机械开挖、爆破开挖、钻孔桩开挖等,需要根据土石类别
、施工条件和工程要求选择合适的开挖方式。
填筑材料
02
选择合适的填筑材料,如土壤、岩石、碎石等,并了解填筑材
料的物理和力学性质。
填筑技术
03
根据填筑材料的不同,采用不同的填筑技术,如分层填筑、斜
坡填筑等。
土石方工程机械化施工
解决方案与措施
加强施工监管
加强现场施工监管,确保挖掘深度、宽度 等参数符合设计要求。
边坡加固
针对不稳定土壤,应采取加固措施,如增 加支撑、填实土壤等,以防止土方塌方。
排水设施建设
在挖掘过程中,应建设完善的排水设施, 及时排出地下水,确保施工质量和进度。
加强安全管理
严格执行安全规章制度,加强员工安全培 训,提高员工安全意识。
在施工过程中应注重环境保护,采取有效的措施防止 对环境造成破坏和污染。
应加强现场管理和安全管理,确保施工顺利进行和人 员安全。
02
土石方工程施工前的准备
现场勘查与测量
1 2
确定施工区域范围
对施工区域进行边界确定,了解工程用地情况 ,以便进行后续工作。
地质、地形勘查
了解施工区域的地质、地形情况,如土壤类别 、承载能力等,以确保施工的安全性。
特点
土石方工程施工具有作业环境复杂、施工条件恶劣、工程量 大、施工难度高、安全隐患突出等特点。
土石方工程施工的重要性
土石方工程施工是工程建设的重要环节,为项目的整体规划 和实施提供基础保障。
土石方工程施工的质量和进度直接影响到整个工程项目的施 工质量和进度,因此土石方工程施工管理显得尤为重要。
岩土钻掘工程课件
![岩土钻掘工程课件](https://img.taocdn.com/s3/m/02c30306777f5acfa1c7aa00b52acfc788eb9f4c.png)
岩土钻掘工程具有高风险、高投入、高技术含量的特点,需 要综合考虑地质、环境、工程和经济等方面的因素,对技术 和设备的要求较高。
岩土钻掘工程的重要性
资源开发
岩土钻掘工程是资源开发的重要手段,如矿产、石油、天 然气等资源的勘探和开发,需要通过岩土钻掘工程获取地 下信息。
基础建设
在基础设施建设领域,如交通、水利、建筑等,岩土钻掘 工程是必不可少的环节,用于地质勘查、基础施工和地下 空间开发等。
VS
详细描述
孔内事故的发生与地层条件、钻进参数、 钻具质量等因素有关。为了预防孔内事故 的发生,可以采用定期检查钻具、优化钻 进参数、采用孔内加固等技术措施,确保 孔内安全。
钻掘过程中的环境保护问题
总结词
岩土钻掘工程中产生的噪音、振动、粉尘等环境问题是不可忽视的。
详细描述
为了减少岩土钻掘工程对环境的负面影响,可以采用低噪音、低振动的钻机和工艺,加强粉尘治理和 废水的处理,同时合理规划施工场地,减少对周围环境的影响。
02
岩土钻掘工程的基本原理
岩石力学基础
01
02
03
岩石的物理性质
包括密度、孔隙度、含水 量、温度等,这些性质对 岩石的力学行为有重要影 响。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等 强度,以及弹性模量、泊 松比等弹性性质。
岩石的变形与破坏
研究岩石在不同应力水平 下的变形、破裂和失稳行 为。
土力学基础
建设的发展,岩土钻掘工程技术得到了迅速发展和广泛应用。
发展
近年来,随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,岩土钻掘工程技术也在不断发展。 新型钻探技术和设备的研发和应用,如定向钻进、冲击回转钻进、超声波破碎等,提高 了钻探效率和精度,同时也为岩土钻掘工程的应用拓展提供了更多可能性。未来,岩土
《岩土钻掘工程学》学习指南
![《岩土钻掘工程学》学习指南](https://img.taocdn.com/s3/m/f6387606b307e87101f69658.png)
《岩土钻掘工程学》学习指南一、课程的重点课程注重基础性、系统性和实用性,突出理论联系实际和工程理念。
课程的重点主要指:岩土钻掘破碎原理,现代钻掘工程设备、仪表的工作原理,浆液护壁堵漏原理,钻孔弯曲与定向钻进原理,施工过程最优化准则,钻探取样技术原理等内容。
二、课程的难点(1)教材的内容往往偏重于系统理论和成熟技术,但随着经济的繁荣,岩土钻掘新技术、新工艺不断涌现,如何处理传统工艺技术与现代新技术的关系是授课中的难点之一。
(2)相关专业多数学生来自农村,对各类钻掘机械和工具非常生疏,而理论和技术是通过钻掘机械与工具来体现的。
如何尽快帮助学生建立工程意识是难点之二。
(3)课程涉及到工程力学、流体力学、数理化、机械和电学,如何在有限的学时内,建立基础理论与专业技术之间的传承关系是难点之三。
三、解决办法(1)提炼知识结构:虽然新技术、新工艺层出不穷,但它们总是从原有技术中产生的。
本课程特别重视从已有的基础中提炼所需的知识结构,这对培养学生创造性运用知识的能力很有好处。
同时,指定反映国外最新技术的文献供学生阅读,将我们最近的科研成果及时融入课程教学中(例如,钻井液教学中融入了充气钻井液、暂堵型钻井液、特殊植物胶钻井液等新技术),以拓宽知识面。
另外,学生大量阅读专业学术期刊杂志文章,对课程学习帮助会较大。
(2)加强实践性教学环节:一是安排学生在本课程开始前进行3周教学实习,增加学生的感性认识;二是把某些章节安排在实验室上课,面对剖开的教学模具讲解工作原理,学生更容易掌握;三是安排学生在本课程结束后进行7周生产实习,培养学生理论联系实际的能力。
因此,学生需按《岩土钻掘工程学实验教学大纲》、《岩土钻掘工程学实验指导书》、《岩土钻掘工程学》实训大纲一(教学实习)、《岩土钻掘工程学》实训大纲二(生产实习)等的相关要求认真执行。
(3)课堂教学:在课堂教学过程中特别强调基础理论与专业技术之间的传承关系。
对于重点难点,采用“CAI+黑板演绎+案例探究”的方式,学生的思维需跟着教师走,通过理论联系实际,课堂互动的方式,激发学习兴趣。
岩土钻掘工程学—钻具与钻塔讲义课件
![岩土钻掘工程学—钻具与钻塔讲义课件](https://img.taocdn.com/s3/m/4d8901ce4a7302768f993944.png)
(3)钻杆柱围绕钻孔轴线旋转,但不是沿着孔壁滑动而是沿 着孔壁反向滚动(公转与自转的结合),钻杆柱同时围绕 自身轴线和钻孔轴线旋转。其磨损均匀,也受到交变弯曲 应力作用,但循环次数比第一种形式低得多。
2020/12/13
Hale Waihona Puke 第二章 钻具与钻塔岩土钻掘工程学
一般认为 呈半波弯曲的钻杆柱的主要形式是自转,也可能 产生:以自转为主+公转,以公转为主+自转。
二、钻杆柱的受力
1.
减压钻进时,上部钻杆柱受拉,其中孔口处拉力最大,向 下逐渐减小;下部钻杆柱受压,孔底压力最大。
轴向力等于零处称为零断面或中和点。应使其落在刚度大、 抗弯强的钻铤上。
2.
在孔口处承受的扭矩最大,在孔底最小。
钻杆柱
2020/12/13
第二章 钻具与钻塔
岩土钻掘工程学
3. 已弯曲的钻杆柱在轴向力作用下,受到弯矩作用,如绕自身
轴旋转则会产生交变的弯曲应力。 如钻杆柱公转,则产生离心力。离心力又将加剧钻杆柱的弯
曲变形。 4. 孔底跳跃式碎岩引起钻柱纵振,共振钻杆柱容易疲劳破坏。 破岩回转阻力不断变化引起钻柱扭振,产生交变剪应力。 在某一临界转速下,钻杆柱会出现摆振,其结果是迫使钻杆
柱公转,引起钻杆柱严重的偏磨。 不难看出,钻杆柱受力严重部位是下部、孔口处和零断面附近。
§4.钻塔(自习)
2020/12/13
钻塔的主要任务是升降钻具和套管。钻塔的高度 应与钻杆立根的长度相匹配。
2020/12/13
第二章 钻具与钻塔
§1.钻杆柱的功能与组成
岩土钻掘工程学
把钻压和扭矩传递给钻头,实现连续给进; 为清洁孔底和冷却钻头提供输送冲洗介质的通道; 更换钻头、 提取岩心管和进行事故打捞的工作载体。 在绳索取心和水力反循环连续取心钻进中是岩心的通道; 用孔底动力机钻进时,钻杆柱承担孔底动力机的反扭矩。 二、钻杆柱的材质 (自习) 三、钻杆柱的结构 (自习)
国家课程岩土钻掘工程学土样与岩矿心的采取课件
![国家课程岩土钻掘工程学土样与岩矿心的采取课件](https://img.taocdn.com/s3/m/774d37793868011ca300a6c30c2259010202f399.png)
国家精品课程
岩土钻掘工程学
第一节 土样的采取(另一门课程将展开,自习)
第二节 岩矿心采取
钻探工程是获得实物地质资料的唯一手段,直接影响着判断 地质构造、岩层性质、矿产资源及水文地质与工程地质的准 确性与可靠性。 对提交地质调查及矿产储量有重要意义;
工程地质勘察中取岩土样,了解地层的物理力学性质; 抽心验桩时,取心样以检查桩基的质量; 硬岩层中钻大直径钻孔时,为提高钻速也可采取取心钻进以
绳索取心钻具配套设备较多,一次性投资较大。 地质条件:适于各种地层,在6~9级中硬岩层中效果最好。
一般不宜钻10~12级岩石。这时钻效极低,钻头极易磨损, 不能充分发挥绳索取心钻进的优越性。
绳索取心与液动冲击器相配合,钻进硬地层有良好的前景。 绳索取心一般在深孔中采用。通常钻孔越深其经济技术效果
岩土钻掘工程学
双管钻具结构特点
为减弱机械力对岩 心破坏,钻具中设 置避振缓冲装置.
为减轻对岩心冲刷 作用,钻具中设置 隔水和分流装置.
为防止或缓解岩矿心互磨,双管钻具中增加减磨防磨装置. 为防止岩矿心污染,设置隔浆活塞、压入式内管钻头、密封
装置等.
为防止岩矿心脱落,设置爪簧、压卡装置、隔水球阀等.
倒,影响岩矿心的完整性,歪曲岩矿心的层次。
三、岩矿心取心难度分类
根据我国目前钻探工作所遇到的岩矿层,可大致分为五 类。是研究选用取心方法和工具的依据(表7-2)。
2024/3/3
国家课程岩土钻掘工程学——土样与岩 矿心的采取课件
第七章 土样及岩矿心的采取
国家精品课程
岩土钻掘工程学
第三节 常用取心工具及方法
2024/3/3
国家课程岩土钻掘工程学——土样与岩 矿心的采取课件
工程岩土学四
![工程岩土学四](https://img.taocdn.com/s3/m/475eda20453610661ed9f48e.png)
一.结构面的成因类型 ( P83,表4-7)
(一)原生结构面——在岩石的生成过程中
产生的结构面。可分为沉 积结构面、火成结构面、 变质结构面。
§4.5 岩体的结构面 (重要) 岩体是由结构面和被结构面所分隔的岩石
构成的整体,即结构面是岩体的重要组成 部分。岩体的工程地质性质是由结构面和 岩石共同控制的,结构面的存在和它的特
征对岩体的工程地质性质影响非常大。
结构面定义 ——岩体中具有一定产状、两
向延伸、厚度小、力学强度相对较低的地质界 面。如层面、节理面、断层面等。 由于这种界面中断了岩体的连续性,故又称不 连续面。
岩石密度值和岩石的颗粒密度值比较接近, 反映出其空隙度较低。 岩石密度值与岩石的颗粒密度值相差较大, 反映出其空隙度较高。
(表4-3,表4-4,表4-5)
2.吸水率W1——质量表示法,岩石在常压下
饱水(即大开空隙饱水)时所能吸入的水的质量与 干燥岩石质量之比,以“%”表示,与大开空隙 度n0b有关。
花 岗 岩
砾 岩
粘 土 岩 可 以 用 挖 掘 机 开 挖
2.胶结物成分
硅质胶结(蛋白石、玉髓或石英) 铁质胶结 钙质胶结(方解石和白云石)
胶结能力强 胶结能力较 弱,抗水能 力低
粘土质(泥质)胶结
胶结能力逐渐降低!
对于具有胶结联结的岩石来说,颗粒胶结的牢 固程度往往与胶结物成分和胶结类型有关。
在自然条件下,组成岩石的颗粒的大小变化范 围很广,它们决定了表面能和颗粒边界的总量,从 而对颗粒之间的联结牢固程度,对岩石的抗风化能 力和抗溶蚀能力,以及在应力作用下裂纹在岩石中 的发展速度,都有着相当重要的意义。
国家精品课程岩土钻掘工程学第4章——回转钻进用钻头PPT演示课件
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在Py 和Px 共同作用下的切入比Py单独作用
下切入更容易,也切入的更深。
30.09.2020
第一节 硬质合金钻进孔底碎岩过程
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岩土钻掘工程学
(二)弹塑性岩石的孔底破碎过程
弹塑性岩石是硬质合金钻头的主要钻进对象。理论上,切 削具切入需要很大的轴向力,而在双向力的同时作用下实 际的Py力为(1/6~1/13)。
(3)针状和薄片状硬质合金:主要用于镶焊自磨式钻头,在硬 地层或研磨性岩石中使用。
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硬质合金钻进孔底碎岩过程
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二、硬合金钻进的孔底碎岩过程
硬合金钻进的过程,实际上是切削具在轴向力的作用下, 压入岩石;在回转水平力的作用下,沿孔底切削碎岩;
在轴向力和水平力的共同作用下,孔底岩石以薄的螺旋
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选择切削具形状的一般原则是:
(1)片状硬质合金:刃薄易于压入和切削岩石,但抗弯能力差, 适用于Ⅰ~Ⅴ级软岩;
(2)柱状硬质合金:抗弯能力较强,压入阻力也较小,主要适 用于Ⅳ~Ⅶ级中硬岩石;八角柱状合金的抗崩能力强,利于排粉 和破岩,并易于焊牢,在裂隙发育和较硬地层中应用广泛;
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2、回转切削过程
切削具切入岩石并回转,在水平力Px作用 下,压迫前面的岩石使发生塑性变形并不 断地向自由面滑移——切削作用。
在切屑的裂隙尚未发展到全面断裂之前, 下一切屑又发生滑移。因此切屑是连续、 平稳的,其切削槽宽与切削具刃宽相同。
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2、选用硬质合金切削具的基本原则 合金切削具形状主要有:薄片状、方柱状、八角柱状和针状等。
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第一节
硬质合金钻进孔底碎岩过程
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选择切削具形状的一般原则是:
(1)片状硬质合金:刃薄易于压入和切削岩石,但抗弯能力差, 适用于Ⅰ~Ⅴ级软岩;
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2、回转切削过程
切削具切入岩石并回转,在水平力Px作用 下,压迫前面的岩石使发生塑性变形并不 断地向自由面滑移——切削作用。
在切屑的裂隙尚未发展到全面断裂之前, 下一切屑又发生滑移。因此切屑是连续、 平稳的,其切削槽宽与切削具刃宽相同。
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塑性岩石中,切削具切入岩石如图示(切削具未磨钝),根据 各力的平衡关系,可推导出切入深度的关系式:
h0
Py bH y tg
式中:Py——切削具上的轴载力,N; b——切削具的刃宽,mm;
β——切削具的刃角,度;
概况三
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第四章 回转钻进用钻头
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岩土钻进(井)方法绝大多数是机械方式,主要有: ① 伴有循环冲洗介质的硬质合金、金刚石、钢粒、牙轮钻头
回转钻进和长螺旋干式回转钻进; ② 采用液动、气动孔底冲击器的冲击回转钻进; ③ 钢丝绳冲击钻进; ④ 振动钻进。 使用最广泛的是回转钻进。冲击回转钻进是在回转的基础上
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第四章 回转钻进用钻头
一、硬质合金钻头及其孔底的碎岩过程 二、金刚石钻头及其孔底碎岩过程 三、钢粒钻头及其孔底碎岩过程 四、牙轮钻头及其孔底碎岩过程 五、全面钻进与钻头
整体概述
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概况一
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概况二
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(2)柱状硬质合金:抗弯能力较强,压入阻力也较小,主要适 用于Ⅳ~Ⅶ级中硬岩石;八角柱状合金的抗崩能力强,利于排粉 和破岩,并易于焊牢,在裂隙发育和较硬地层中应用广泛;
(3)针状和薄片状硬质合金:主要用于镶焊自磨式钻头,在硬 地层或研磨性岩石中使用。
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第一节
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第一节 硬质合金钻进孔底碎岩过程
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一、钻探用硬质合金
1、硬质合金的特性 (1)钻探用的钨(WC) -钴(Co)合金,以碳化钨粉末为骨架,钴
粉末为粘结剂,用粉末冶金方法制成。称为YG类合金。 (2)牌号的意义:如YG8c:YG—钨-钴系硬质合金;8—钴
的百分含量为8%;c(x)—粗(细)粒合金。 (3)硬质合金特性: 含钴量↑——相对密度↓,硬度↓,耐磨性↓,抗弯强度↑,冲
击韧性↑; WC的颗粒↓——硬度↑,耐磨性↑; 反之WC的颗粒↑——则抗弯强度↑、韧性↑。
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(一)塑性岩石的碎岩情况
1、切入岩石的过程
钻头上切削具切入岩石的必要条件是:切削具与岩石接触
面上的单位压力必须大于或至少等于岩石的抗压入硬度。
即:
Py≥Hy F0
式中:Hy——岩石的压入硬度;
F0——切削具刃尖处与岩石的接触面积。
水井、工程施工孔和浅井。
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0、硬质合金钻进的基本概念与特点
1、硬质合金钻进的基本概念 利用镶焊在钻头钢体上的硬质合金切削具作为碎岩的 工具,这种钻进方法称为硬合金钻进。 硬合金钻进是岩土钻掘工程中的一种主要钻进方法, 它用于软岩层及中硬岩层的钻进(1—4级软的沉积岩、 中硬的5—7级及部分8级岩浆岩和变质岩)。
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二、硬合金钻进的孔底碎岩过程
硬合金钻进的过程,实际上是切削具在轴向力的作用下, 压入岩石;在回转水平力的作用下,沿孔底切削碎岩;
在轴向力和水平力的共同作用下,孔底岩石以薄的螺旋
层形式连续被破碎。Vm=60nmh1
根据所钻岩石的不同,其破碎方式也不相同,可分为塑 性岩石的碎岩和弹-塑性岩石的碎岩两种情况。
Hy——岩石的压入硬度; η——摩擦力影响系数(η小于1)。
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上式表明:
h0
Py bH y tg
塑性岩石的切入深度h0与轴向力Py成 正比,而与切削具的刃角β、刃宽b、 岩石的压入硬度Hy成反比。
虽然β角越小切削具刃尖切入岩石越 容易,但如果β很小则切削具会很快崩 裂,实际上β角的最小值为45°~50°。
实际上,由于振动、冲刷,岩屑将碎裂并 被冲洗液带至地表;
在Py 和Px 共同作用下的切入比Py单独作用
下切入更容易,也切入的更深。
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第一节 硬质合金钻进孔底碎岩过程
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(二)弹塑性岩石的孔底破碎过程
弹塑性岩石是硬质合金钻头的主要钻进对象。理论上,切 削具切入需要很大的轴向力,而在双向力的同时作用下实 际的Py力为(1/6~1/13)。
增加孔底冲击载荷;钢丝绳冲击钻进主要用于水井施工;振 动钻进、长螺旋干式回转钻进主要用于在土壤和软岩中打浅 孔(工程施工)。
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第四章 回转钻进用钻头
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回转钻进选择钻头的一般原则是: ① 在软岩和中硬岩层中用硬质合金回转钻头; ② 在中硬及部分中硬以上岩层中采用铣齿牙轮钻头; ③ 在硬岩中采用金刚石钻头或钢粒钻头; ④ 在硬脆岩层中采用镶齿牙轮钻头。 ⑤ 金刚石钻头主要用于59、76(75)、91 mm的小口径; ⑥ 钢粒钻头主要用于91mm以上的口径; ⑦ 硬质合金和牙轮钻头则既可钻进小口径,又可钻进大口径