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2025年6月理工论文模板范文八篇(最新版)
2025-06-27 03:25:18 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【

理工论文优秀范文1

双幅棚洞防护路基高边坡的施工技术-理工论文-免费论文
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双幅棚洞防护路基高边坡的施工技术

某高速公路的K14+605-K14+895段路线设计为路堑的形式,整个路段全长290m,路基宽度为24.5m,此路段中自然山坡高陡,地形比较复杂。参照设计及相关的要求,可以将此路段的路基边坡分成六级进行挖掘,其中,刷坡的高度最大是56.25mK14+780),而同类型的工程在施工时刷坡的高度一般都会在48~56.25m之间。在初期的设计中,此路段的路堑边坡比率为10.5,每级坡高8m,设计中第一级和第六级边坡为主动防护网,第二级至第五级边坡为锚杆框格梁,其中第二级和第三级的坡面锚杆长6m,第四级和第五级的坡面锚杆则长9m

如果参照原来的路堑设计方案加固本路段,则有可能出现下面两个问题:

1)开挖本段高陡路堑的过程中一共发生过4次坍塌,且处置难度大,对坍塌路段进行加固时周期比较长、投资大,并不能彻底消除安全隐患。

2)此地5~10月为雨季,周期比较长,长时间的阴雨天气势必会让工期有所延误。

2滑坍高陡边坡处置方案的选定

以现场的实际勘察为基础进行方案的对比和选择,通过对多种方案的综合评估,最后选择了双幅封闭式拱形棚洞来对此路段进行防护,最直接的目的就是要减少因边坡的滑坍而放缓对边坡的开挖和加固进程,同时还要让施工对山体产生的破坏在最大程度上减少,有效保存和保护土体中的原生植被[1]。棚洞不但能支挡滑坍的边坡,在作用和功效上和公路隧道保持一致,还能让整个工程的投资成本有所节约,消除安全隐患,确保了公路在建设和运营时的安全。

棚洞与隧道拱墙结构的内轮廓是相同的,但因为山体和棚洞的边墙中间有施工遗留的缝隙,用规格为C15的片石混凝土对此缝隙进行填充并对其进行压实作业。在此段路堑中,开挖已经基本完成并已基本成型,为了使棚洞结构能更安全更可靠,一般完工后会用规格为C20 的片石混凝土对棚洞的右侧和偏压挡墙进行二次填充并压实,而其他地方则和公路隧道在设计上保持一致。双幅棚洞的设计开挖、支护及回填断面图如图1所示。

3双幅棚洞防护路基高边坡施工的优化技术

3.1双幅棚洞常规施工及问题

对棚洞进行施工时,可以采用明挖的方式,用一部衬砌台车分左幅和右幅进行施工,下面是施工的步骤:(1)挖掘用于施工的临时边坡并对其进行防护;(2)对棚洞的仰拱、中墙基础和外边墙进行施工;(3)进行仰拱回填施工;(4)对靠近山体一侧的衬砌和中墙进行整体浇筑;(5)对远山侧的衬砌进行施工;(6)对中墙顶部的混凝土进行填充作业并为其铺盖顶板;(7)对防水层进行施工;(8)对洞顶及挡墙的外侧进行反压和回填施工;(9)完成路面铺筑,完成电线槽、水沟等相关附属工程[2]

将施工分成左幅和右幅,会让施工的工序变得繁琐复杂,而且会在一定程度上削弱结构的整体性。在对中墙的上部进行施工时,会产生纵向的施工缝,这也会让施工的难度增大,让防排水的施工质量在一定程度上受到影响。若分部进行开挖,也会增加施工的工序,让施工整体变得更复杂,而且一定会让施工的周期比原计划延长很多,特别是进入当地的雨季后,因为雨水的不断冲刷,高陡边坡在失稳坍塌方面的概率会呈现出直线上涨的趋势,这也会让雨季中施工的安全风险迅速上涨。

3.2双幅棚洞的施工优化方案

3.2.1双幅棚洞施工内容及优化步骤

以下是对双幅棚洞在施工内容和步骤进行的优化:(1)在棚洞范围内对路基边坡进行挖掘作业,还要对其加强临时的防护;(2)分段进行中墙、偏压挡墙基础混凝土的浇筑及棚洞的仰拱、填充施工;(3)运用两部改装车对左幅洞身、右幅洞身、顶板的混凝土、中墙的钢筋混凝土、中墙顶部需要回填的混凝土进行同时的浇筑作业;(4)对棚洞右侧的偏压挡墙进行施工;(5)对棚洞顶部的防水层进行施工;(6)铺筑路面,铺设好电线槽、水沟。

3.2.2双幅棚洞施工优化方案优点

1)运用两部已经改装完毕的衬砌台车对顶板混凝土、中墙钢筋混凝土、中墙顶部混凝土及洞身完成回填作业,在作业过程中需要进行左右幅的同时浇筑,让洞身结构的整体受力状况有了大幅度提升。

2)优化棚洞的施工方案,不但能在一定程度上降低施工的难度,让施工的速度加快,还能将雨季给施工带来的安全隐患和风险进行有效的减少和避免。

3.3双幅棚洞施工技术要点

1)高且陡是路堑滑坍边坡独有的特点,所以,可以按照边坡的滑坍开裂及其分布状况,按照从上到下的顺序,对松动的浮石、危岩进行清除,并且对危岩体采用点锚进行锚固,确保施工和运营的安全。

2)对棚洞衬砌台车进行有效的改装,改装完成后的棚洞台车在操作程序上虽然和常规的隧道台车没有太大的差别,但其却具有使用方便、安装简单、灵活机动等优点,有效降低了施工的成本和难度,同时还促进了施工效率的提升。

3)要对基础开挖和棚洞仰拱作业进行监督和严格的控制,确保一次性开挖的长度≤5m,而且要对左幅和右幅进行分部开挖。

4)棚洞中基础地基的承载力必须要>250kPa,而且要保持基坑的干燥和干净。

5)需要对棚洞的洞身和中墙混凝土进行左右幅的同时、分层、对称浇筑,确保分层的高度在1m之内,同时还要保证衬砌台车和支架的受力保持均匀和稳定。

4结束语

综上所述,使用双幅棚洞不仅能让滑塌的高陡边坡在处置过程中加快速度,还能让其难度减小,在很大程度上对处置高陡边坡的成本进行了有效的节约,同时能在完成棚洞回填后周围的生态有所恢复,还在一定程度上美化了高速公路。改进和优化棚洞的施工方案后,有效降低了棚洞的施工难度,还让整个工程在施工时既快速、简单,又安全、可靠,在更大程度上确保了高速公路在建设期间和运营期间的安全,此方法很适合在进行山区高速公路建设时使用,也值得推广。

参考文献:

[1]崔伟良,黄振燕,李红.隧道棚洞施工工艺[J].中外公路,2012S1):138-140.

[2]付大喜.西沟隧道棚洞方案比选[J].交通标准化,201108):44-47.

作者简介:王煜(1973.11-),男,山西代县人,本科,工程师,从事公路工程施工。

 

  





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理工论文优秀范文2

配电网无功补偿方案比较-理工论文-免费论文
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配电网无功补偿方案比较

配电网无功补偿方案比较

摘要:无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。配电网规模巨大,负荷情况复杂,使用环境条件差,合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大,补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。本文重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案的特点,由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用,因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量,能有效提高系统的电压稳定性,保证电网的电压质量,提高发输电设备的利用率,降低有功网损和减少发电费用。

我国配电网的规模巨大,因此配电网无功补偿对降损节能,改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题,重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点。

[关键词]:配电网 无功补偿 补偿方案 无功优化

1 配电网无功补偿方案比较

配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。

1 变电站集中补偿

变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步补偿器等,主要目的是平衡输电网的无功功率,改善输电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10KV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,但这种补偿方案对10KV配电网的降损不起作用。

为实现变电站的电压/无功综合控制,通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明,投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命,增大运行维护工作量,通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大,因此变电站高压电压/无功控制技术仍有待进一步改善和研究。

鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数,维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用,因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量,运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下,尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。

2 配电变低压补偿

配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大,通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数,实惠无功就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高,降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工程的投资圈套,运行维护工作量大,也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本,提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大, 影响电容器和接触的使用寿命; 用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题,但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗,需要安装风扇和散热器来通风与散热,而散热器会增大装置的体积,风扇则影响装置的可靠性。低压补偿装置安装地点分散、数量大,运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题;另外,配电系统负荷情况复杂,系统可能存在谐波、三相不平衡,以及防止出现过补偿等问题。

3 )配电线路固定补偿

大量配电变压器要消耗无功,很多公用变压器没有安装低压补偿装置,造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担,大量的无功沿线传输使得配电网损居高难下,这种情况下可考虑配电线路无功补偿,线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站,因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此,线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象;保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要是提供线路和公用变压器需要的无功,工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量,线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点,适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿,因此存在适合能力差,重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。

4 用电设备随机补偿

10KV以下电网的无功消耗总量中,变压器消耗占30%左右,低压用电设备消耗占65%以上。由此可见,在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明,低压设备无功补偿的经济效果最佳,综合性能最强,是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备,故对于油田推油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机,应该实施就地无功补偿,即随机补偿。与前三种补偿方式相比,随机补偿更能体现以下优点:

a) 线损率可减少20%

b) 线损率可减少改善电压质量,减小电压损失,进而改善用电设备启动和运行条件;

c)释放系统能量,提高线路供电能力。

由于随机补偿的投资大,确定补偿容量需要进行计算,以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因,目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此,对随机补偿需加强宣传力度,增强节能意识,同时应针对不同用电设备的特点和需要,开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。

根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论,我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表 1 所示。

1 四种无功补偿方法的特点比较

补偿方式

变电站集中补偿

配电变低压补偿

配电线路固定补偿

用电设备随机补偿

补偿对象

变电站无功需求

配电变无功需求

配电线路无功基荷

用电设备无功需求

降损范围

主变压器及输电网

配电变及输配电网

配电线路及输电网

整个输配电系统网

调压效果

较好

较好

较好

最好

单位投资

较大

较大

较小

较大

设备利用率

较高

较高

很高

较低

维护方便性

方便

较方便

方便

不方便

『参考文献』

[1]赵登福,司哲,杨靖等,新型变电站电压无功综合控制装置的研制[J],电网技术。

 [2]刘连光,林峰,姚宝琪,机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用[J],电力自动化设备。

 [3]张勇军,任震,廖美英等,10kV长线路杆上无功优化补偿[J],中国电力。  

 [4]曹光祖,应系统地重视分散和终端无功补偿[J],低压电器。

 

 

 

  





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理工论文优秀范文3

以预控防范为先导的水力发电设备检修管理-理工论文-免费论文
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以预控防范为先导的水力发电设备检修管理

以预控防范为先导的水力发电设备检修管理

贵州乌江水电开发有限责任公司索风营发电厂

概况

索风营发电厂地处贵州省修文县与黔西县交界处的乌江干流六广河河段,在乌江流域梯开发的第三级水电站,装机容量为3×200MW发电机组,保证出力166.9MW,年设计发电量20.11亿kw.h。电站总库容为2.012亿m3,属日调节水库,在系统中担负着调频、调峰和事故备用作用,电站于2002726日开工建设,2005817日首台机组投产发电,200663台机组全部完成投产运行。截止2011930日,连续安全生产2235天,累计发电 100.3 亿kW.h

安全责任重于泰山,尤其是在我们发电行业,安全管理不单单是领导干部的事情,而是全体员工齐心合力,共同创造的结果。索风营发电厂自200569日成立电厂以来,上下齐心,坚持把安全贯穿于整个生产始终,按照安全第一、预防为主,综合治理的安全生产工作方针,严格执行行业规范,认真落实集团公司、乌江公司安全生产工作指示精神,切合自身实际创新地组织开展安全生产工作,提出坚持三严三新,创建本质安全的安全工作理念,始终把控制风险、预防事故、保证安全放在安全生产管理工作的首位,20086月开始,提出以预控防范为先导的水力发电设备检修管理,营造了良好的安全氛围,真正使安全管理取得实效。检修管理得到了很大的提升,获得华电集团公司安全生产先进单位文明单位标兵等荣誉称号。

一、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理提出的背景

安全是电力企业永恒的主题,是生产管理中的头等大事,一旦发生安全事故,不仅会给国家、企业造成重大损失,而且会给职工和家属带来灾难性的伤害。无数的经验、教训证明安全就是生命、安全就是效益、安全就是幸福。有关理论指出,危险点是指在作业中有可能发生危险的地点、部位、场所、设备等。它包括三个方面:一是有可能造成危害的作业环境,二是有可能造成危害的机器设备等物体,三是作业人员在作业中违反安全技术或工艺规定,随心所欲地操作。作业环境中存在的不安全因素,机器设备等物体存在的不安全状态,作业人员在作业中发生的不安全行为,都可能直接或间接导致事故的发生,应把它们看作是作业中存在的危险点,应采取措施加以防范或消除。

(一)认真贯彻集团公司设备安全检修管理要求的需要

近年来,电力生产对危险点预控工作也越来越重视,中国华电集团公司《工作票和操作票管理使用规定》(试行)第三条规定:在电力生产现场、设备、系统上从事检修、维护、安装、改造、调试、试验等工作,必须执行危险点分析预控制度、工作票制度、工作许可制度、工作监护制度以及工作间断、转移和终结制度 中国华电集团公司《水电检修管理办法》第二十条(九)款:开展检修风险管理,对风险实施有效控制,降低风险发生概率和风险损失。检修主要风险因素有:安全、质量、进度、费用、环境等方面的风险。乌江公司《安全生产工作规定》第四十三条规定:各单位应实行危险点分析制度,在实施各项具体的工作任务,如检修维护、施工安装、运行操作等之前,对工作任务全过程进行危险点分析,查找工作任务全过程可能存在的危害,制定切实可行的预防和控制措施,办理工作票、操作票,并严格执行。危险点分析工作应在办理工作票、操作票之前进行。索风营发电厂在认真执行上级规定的同时,结合本厂实际,逐步开展危险点分析与预控。

(二)克服设备复杂、检修环境差带来风险的需要

1、设备本身存在不安全状态

任何一台设备既有其先进性,同样也存在不足,世上没有十全十美的东西。由于索风营发电厂是新厂、新设备,在设计、安装、调试中由于考虑不周等原因,设备本身存在这样那样的不足是在所难免的。索风营的机电设备有他的共性,同时有其特殊性。一是主设备的特殊性:3×200MW水轮发电机采用单元接线,水轮机HLF134m1-LJ-590是天津阿尔斯通公司生产的,发电机SF200-52/13600是哈尔滨电机厂生产的,三台主变SSP10-240000/220是湖南衡阳变压器公司生产的。二是电气主系统操作的复杂性:索风营电气主系统采用的是双母线分段联络运行,三相母线共箱式,三进二出接线正常方式运行,组合电器是西安高压电气股份有限公司生产的,断路器6台,隔离刀闸19组,接地刀闸21组。三是辅助设备分布广:中压气机2台、低压气机4台,主要排水泵12台,大型风机6台,桥机门机5台,进水口工作门、泄洪闸门、检修门共10扇,推力、主变外循环冷却器27台等。

2、检修工作环境条件限制

由于水电厂受地理环境的特殊限制,使水电厂安全生产工作受到一定的制约。索风营发电厂属等大(二)型工程,枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、右岸引水系统及地下厂房等组成。地下厂房长135.50m、宽24.0m、高58.41m,机旁盘柜布置紧奏,人员活动空间较狭窄;地下房渗漏水点多难治理,时刻威胁着设备安全运行;地下厂房照明局部不足等都是影响安全生产的因数。

(三)规范员工作业行为的需要

部分人员对两票三制认识不足,对两票的严格要求认为是多余,认为执行两票三制既浪费时间,又耽误工作开展;班组长、安全员工作前不深入分析现场工作环境、人员配置、设备性能,不开展人员安全思想教育,人员安排不合适;工作许可人不严格审查工作内容、不严格办理工作许可手续,不开展安全技术交底工作,不到工作现场向工作人员交代现场安全措施。检修人员办理工作许可手续马虎了是,无票工作现象时有发生,错误的认为只要能做好工作,完成工作任务就算完事的心态。工作开工前不认真查阅设备台帐、资料,设备使用说明书;部分人员在工作前不开展隐患分析、不采取有效的防范措施,错误的凭借以往经验盲目开展工作。

经过对事故的追查分析,有相当数量的事故原因主要是人为造成的,属责任事故。由于职工安全意识不强,缺乏安全知识,违章指挥、违章操作、违反劳动纪律,造成三违事故。

二、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的内涵和做法

索风营发电厂以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的内涵是:以集团公司、乌江公司关于水电生产、检修管理规定,组织正常安全生产、检修管理,结合索风营发电厂管理机制、设备、环境、人员素质特点,在常规管理的基础上,创新管理举措,编制演练事故预案、规范日、周、月巡视模式、编制检修工作预控措施等,从而把预防事故的各项措施超前设想、超前预防,切实达到控制各种事故的发生。其做法有:

(一)以电力安全生产工作规定组织常规管理。

1、以责任制为抓手, 强化安全管理。电厂每年初制定全厂各级安全生产责任书,各级安全生产第一负责人与部门、班组、个人层层签订安全生产责任书,实施上级对下级监督管理。

2、狠抓两票管理, 推进标准化作业。电厂投产后,狠抓两票管理, 建立了标准票库,推进了标准化作业,完善了办票的流程,使两票管理不断标准化、程序化、制度化,有力地保证了安全生产。

3、认真开展安全检查, 保障全厂安全稳定运行。扎实开展季节安全检查、专项安全检查、节假日及重大节日检查、周五安全文明生产检查。

4、加强安全培训和安全文化建设。电厂从筹建起,就高度重视员工的安全培训工作,主要采取请进来、走出去的方式和自主培训。为了形成具有特色的企业安全文化,2010年电厂精心策划安全文化蓝图, 根据本厂的安全工作特色,提炼汇编了《安全文化手册》,把员工的思想意识、行为习惯融入安全文化之中。

5、加强监督体系的建设, 加大监督力度。安监人员不定期深入生产现场监督各项工作是否严格按照《安规》等有关标准执行;同时开展反违章管理,大大减少了违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的发生。

(二)结合日调节水电厂特点,不断推出安全生产管理新举措。

1、切实做好建管结合。从电站建设开始就执行乌江公司建管结合,无缝连接,平稳过渡的要求,建设期间,生产准备人员积极参与设备的选型和优化、监造和出厂验收、安装调试和启动试验,为接管生产作好了组织上、人员上、制度上、技术上和物质上的准备,为顺利接管电厂生产打下良好的基础。

2、水情调度远程集控管理。索风营水库是在乌江梯级水电站洪水调度管理实行集中调度、统一管理、协调配合的原则下进行,电厂主要负责根据集控中心下达的洪水调度命令进行闸门操作。

3、积极编制演练预案,提高突发事件处置能力。通过开展实际演习和桌面推演方式进行预案培训演练。在07年编写的基础上,09年进行了修编,共修编收集了1个综合预案,16个专项预案,18个现场处置方案并成册《索风营发电厂典型突发事件应急预案》。电厂在088.10小区暴雨和116.17大暴雨自然灾害中得到了应用检验,大大提高了全厂人员的应急、应变和突发事件的处置能力。

4、规范日、周、月巡视模式。20088月起实行日巡视、周巡视、月巡视三种巡视检查模式,组织编写了《索风营发电厂设备巡视检查规范》,规范了维护班组和运行班组的巡视检查时间和周期,规范了设备具体的巡视检查内容、检查标准和检查要求,提高了设备巡视检查质量,确保设备安全稳定运行。

5、切实抓好大修技改,攻克设备技术薄弱环节。自投产以来,主设备出现过一些影响正常发电的缺陷,例如导叶中轴套磨损漏水偏大;转子磁极间U型连接板过热发黑;机组大轴中心补气阀弹簧断裂;220kvⅡ2524避雷器C相异常声响等;通过大修、技改或临时检修都得以解决。提高了主设备的可高性,从而保证了机组开得出,稳得住,带得满

1)、1号发电机组机旁动力盘由于安装原因,存在接线错误,随时可能发生双电源同时供电的危险,必须立即对该缺陷进行处理。在处理中还要保证机组的正常运行和检修人员的人身安全,工作危险因素很多,如果安全措施、技术措施、危险点预控措施不到位,就可能发生设备损坏和人身伤亡事故。根据工作需要,索风营发电厂制定了特殊工作危险点预控措施,首先,根据《检修工作预控措施》和现场实际情况提出安措和危险点,将安措和预控措施落实到实际工作中。其次采用定点定员监护和安全员定时检查制,在整个检修工作过程中未发生任何不安全情况,顺利完成了本次安装缺陷技术改造。

2)、220kV索干I回231线路在检查中发现出线电缆终端接头有放电现象,必须立即进行处理。由于是临时性抢修工作,部分安全措施是由工作人员在工作场所临时装设,此类临时安措的装设,在拆除时容易引起漏项。针对环境、设备、系统运行情况,全面开展事故预想和制订详细的危险点控制措施,主要采取措施:一是现场悬挂临时危险点预控措施标示牌;二是开工前,组织专职安全组到现场检查运行人员所做安全措施和危险点预控措施是否全面;三是工作现场设置专职安全监护组;四是工作结束后,核对安全工器具数目是否与开工前一致;五是核实工作现场设置的安全措施是否全部撤除,检修设备是否具备带电条件。经过连续奋战,使这一危险性大、工期时间短的电缆终端接头更换工作顺利完成,确保了设备和电网安全运行。

3)、在大修、小修、设备技改中,由于油管上的表计、阀门等设计安装不合理,需进行改造,在动火作业中,严格执行《检修工作预控措施》,确保了这一危险性大的改造工程未发生火警及其他不安全情况。

4)、缺陷率的降低、设备稳定运行

20058月首台机组发电到2008年底,设备缺陷发生率一直处于高位,设备无法稳定运行,先后发生了1号机水导油槽漏油、2号机接力器漏油、1号主变高压侧CT极性接反等设备被迫停止运行事件,员工整日忙于处理缺陷和检修设备,始终无法降低缺陷发生率。2008年底通过对缺陷的统计、分析和总结,加强缺陷管理,及时组织编写了《检修工作预控措施》,缺陷发生率得到有效控制,从2007289项、2008261项下降到2009142项、2010137项,保证了设备的稳定运行,促进安全生产稳步好转。

5)、设备管理规范化

为夯实安全生产基层基础,推动管理上水平,对设备检修采取了一系列措施。一是对检修过程进行安全检查并严格执行三级验收制度。二是对检修后的设备进行质量跟踪考核。三是积极与运行人员进行沟通,及时反馈设备运行情况,实现设备缺陷闭环管理。

6、根据检修环境不足,制定措施治理

1)、地下厂房顶拱长期渗漏,给生产造成一定的影响,于20096月开始进行治理,采取上层排水廊道及右岸上坝交通洞打排水孔引排、Sikafill C弹性合成防水涂料上铺Sika Top Seal200聚合物改性水泥防水涂料保护层等方法,厂房、副厂房、开关站等部位渗漏得到了有效的治理。

2)、现场工作照明不足、不完善,经过增加、改造,满足了现场工作的需要。09年增加完善了大坝廊道和电梯楼道1 -15楼节能光源,1-3号主变室和1-3号水车室防爆灯共129盏;同时在副厂房公用LCU室增加了逆变事故照明电源,从而提高了现场任何情况下照明。

3)、在主厂房、副厂房、开关站地面安装了PVC卷材,其优点是节约投资、美观、防滑。同时在机组检修工作区域铺绝缘胶垫,起到保护地面、和设备,防滑的作用。对一些坑、孔、洞采取封、堵、盖、加装固定遮拦,吊物孔采用中太比雅生产一种新型的围栏式安全省力盖板,这样既可以保证机组安全、可靠的运转,又给机组大修及日常维护带来极大方便。

(三)结合检修工作,编写预控措施

结合索风营典型检修工作及人员、环境特点,深入分析客观存在的危险源及危险因数,2010年组织编写了《索风营发电厂典型检修工作预控措施》,一方面提高了生产人员的业务技术水平,另一方面规范了检修维护管理工作。

1、成立机构、组织学习规程、规定及二十五项反措

为了做好检修预控措施的编写工作,20086月开始,成立了检修工作预控措施编写小组,由厂长任组长,生产副厂长任副组长,各部门主任为成员的领导小组,成立办公室挂靠安全监察部,在安全监察部主任的统一策划下、由各部门安全专职、班组安全员组成编写小组。具体负责培训、收集、编写、修订、推广应用等工作。

组织所有职工进行安全知识及技术知识培训,安全方面主要培训了《国家电网公司电力安全工作规程(变电站和发电厂电气部分)》、《国家电网公司电力安全工作规程(热力机械部分)》、《发电企业安全监督工作手册》(中国华电集团公司)、《一个规定两个办法》(乌江公司)、《二十五项反事故措施(国家电网公司)》、《乌江公司无违章创建管理办法》、《索风营发电厂无违章典型事例》等。技术方面主要培训了《索风营发电厂检修规程》、《索风营发电厂运行规程》及相关设备技术资料。经过安全及技术培训,职工的安全生产意识及专业技术能力有了明显提高,职工对检修工作的流程熟练掌握,全面了解检修工作中的安全措施,知晓检修工作中存在的危险点。

2、统计检修工作项目

20089月,编写小组根据设备检修预试要求及维护特点,要求各班组统计历年来的检修工作项目,重点强调检修工作的典型性、规范性、指导性。从三性出发,确定每个设备的检修项目。先由设备维修部班组提出,再由专职进行每个项目的审查,最后报编写小组长审批。以报告的形式报厂安全监察部确认后索风营发电厂检修工作项目共63项。根据班组性质及设备管理分类,共分成四大类:机械及辅助设备、电气一次设备、电气二次设备、工业电视及通信设备,均以1号设备为例共统计64项。

3、分析危险因数

根据相关规程、规定及二十五项反措等资料以及电力行业事故、障碍、异常等不安全现象中暴露的问题,确定不安全因数主要是人、设备、环境三个因素。要求第一个项目编写的负责人充分学习检修流程,掌握检修关键点,仔细思考检修前、检修中、检修后各个环节存在的危险点。并重点从人、设备、环境三个方面进行分析。

1)人员方面:要求考虑检修人员对设备的熟悉程度、人员身体状态、工作情绪、工作责任心、人员违章现象等方面;

2)设备方面:要求考虑设备存在的不足,坠落损坏、设备搬运受损、检修设备损伤、设备伤人等因数;

3)环境方面:要求考虑照明不足、工作环境空间不充分、人员滑倒摔伤、走错间隔等因数。

4、编写预防控制措施

为了让每一个技术人员都能通过编写检修工作预控措施,提高自己的技术能力和安全意识,设备维修部编写小组根据专业技术人员分工,将检修项目进行分解,指定责任人,明确要求落实危险点分析的详细内容和针对措施。编写后经小组审查,不行的打回去重新进行编写。全部审查合格并达到一定质量后,提交到运行发电部由值长对每个检修工作预控措施进行,重点进行安全措施、危险点分析及预防危险点发生的措施方面进行完善。能达到工作票的要求后才算完成了本检修项目措施的编写工作。经过安监部、设备维修部、运行发电部、生产技术部四个部门共同努力,《索风营发电厂检修工作预控措施》于20093月形成试行版投入使用。

5、实际检修工作应用情况

20089月开始进行检修工作预控措施编写,20093月试行,索风营的检修工作一直进行危险点分析及措施的落实,经过近一年的实践,证明了《检修工作预控措施》对检修工作非常重要,同时也发现一些不完善的地方,于20106月再一次修订,201011月正式发布实施。

首先,检修工作开展速度明显提高。一是检修人员开工作票的速度明显加快。以前开一张工作票,因为安全措施不全、危险点分析不清楚、预防措施不当等原因重复修改,造成开票慢。经常重复两三次才能办完一张工作票。二是运行值长办票速度明显提高。至从执行《检修工作预控措施》后,填写工作票时直接找到范本。开工作票错项、漏项明显减少,修改的地方减少,工作票合格率明显提升。

其次,检修工作安全和质量得到了保证。

1)运行人员及检修人员在落实措施时排除了技术能力不强、责任心不强造成安全措施遗漏或不到位的情况发生。

2)从根本上消除环境因素对人员、设备产生的安全隐患,在开展工作前,与工作许可人、工作班成员一同深入生产工作现场,了解掌握现场工作环境,设备位置、设备带电情况、施工环境、照明状况、安全防范措施,并进行现场安全措施交底,结合现场与工作许可人一同组织编制施工方案,现场检查使用的安全工器具配置、布置是否合符现场开展检修工作要求。

6、检修工作预控措施实例

1号水轮发电机组大修预控措施:

1.检修项目名称:

1号水轮发电机组大修

2.检修前应做安全措施:

2.1 1号水轮发电机组在停机状态;

2.2 断开1号水轮发电机组0212110211011开关,将0211011开关拉至检修位置;

2.3 拉开1水轮发电机组21112112211302130210刀闸;

2.4 1号机出口0214甲、0214乙、0214丙、0214PT1号主变低压侧0214PT拉至检修位置;

2.5 合上1号水轮发电机组2112921139211902190211901192110接地刀闸;

2.6 0211开关下端至1号高厂变01B高压侧之间搭接壹组三相短路接地线

2.7 2110210211011开关、21112112211302130210刀闸操作把手上悬挂禁止合闸,有人工作标示牌;

2.8 2113921129211902190211921100119接地刀闸;0211开关至1号高厂变01B高压侧之间接地线处悬挂已接地标示牌。

2.9 1号水轮发电机组进水口快速闸门;

2.10 1号水轮发电机组进水口检修闸门;

2.11 排空1号水轮发电机组压力钢管及蜗壳内的积水;

2.12 1号水轮发电机组尾水检修闸门;

2.13 1号水轮发电机组尾水管和蜗壳内积水;

2.14 退出1号水轮发电机组推力外循环油泵;

2.15 退出1号水轮发电机组技术供水供水;

2.16 退出1号水轮发电机组电气和机械保护;

2.17 退出1水轮发电机组机励磁系统;

2.18 退出1水轮发电机组机压油系统;

2.19 退出1水轮发电机组机计算机监控系统;

2.20 退出1水轮发电机组机顶盖排水系统。

3. 检修工作存在的危险点:

3.1人员因素

3.1.1对设备原理不熟悉;

3.1.2人员身体不适;

3.1.3工作情绪低落;

3.1.4工作责任心不强;

3.1.5习惯性违章。

3.2 设备因素

3.2.1设备坠落损坏;

3.2.2设备焊接防火;

3.2.3设备挤压受伤;

3.2.4重物砸伤;

3.2.5防止触电;

3.2.6突然来水;

3.2.6设备固有缺陷。

3.3 环境因素

3.3.1照明不足;

3.3.2空间不够;

3.3.3滑倒摔伤;

3.3.4走错间隔;

3.2.5检修现场受限。

4.预防危险发生的措施

4.1人员因素

4.1.1工作前开检修动员会,熟悉掌握大修工艺、流程技术;

4.1.2合理安排技术人员搭配;

4.1.3工作必须保持两个或两个以上人员;

4.1.4工作前应对工作负责人或工作班成员交代具体工作内容、安全措施布置情况和现场安全注意事项。

4.2设备因素

4.2.1坠落损坏:吊装绑扎牢固,信号准确,配合良好,加装防护栏,并悬挂小心坠落标示牌;

4.2.2设备焊接防火:办理动火工作许可手续,做好防火措施及事故预想,严格在指定的区域内动火;

4.2.3设备挤压受伤:设备摆放整齐、有序;

4.2.4重物砸伤:工器具、备件搬运有序,做好安全防护措施,戴好安全帽;

4.2.5触电:搭接临时电源时,做好安全措施;

4.2.6突然来水:落下进水口检修闸门和关闭总尾水排水阀,断开动力电源。

4.3环境因素

4.3.1照明不足:保证充足的照明;

4.3.2空间不够:装坼物件摆放整齐,有序;

4.3.3滑倒摔伤:及时清理油滑地面;

4.3.4走错间隔:在指定的区域内工作,装设检修围栏。

三、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的实施效果

安全生产是电力企业各项工作的基础,是电力企业一个永恒不变的主题。特别是在当前电力形势十分严峻的情况下,安全生产确保电网稳定运行显得尤为重要。索风营面对人员少、工作量大,影响安全生产的危险点客观存在或潜伏于各个环节中, 20093月,根据自身企业生产的特点,在检修工作预控措施规范和指导下,全面实行安全生产综合预控,并在实践中不断总结、深化和发展,取得了显著的成效。

(一)人员安全技能得到提高  

索风营发电厂通过《检修工作预控措施》的培训宣传教育,来提高广大职工的安全素质,从要我安全到我要安全、我会安全的风格转变,体现在实际工作中主要有:

1、开工前结合《检修工作预控措施》分析作业点、工作内容、人员精神状态中存在的危险因素和安全注意事项。在作业全过程中,全体工作人员严格遵守安规的规定,认真执行各项措施要求。工作结束后能总结危险因素控制措施执行中存在的问题,以便改进工作。

2、工作票用语、安全措施、危险点预控准确、周密,工作票的执行有力,工作监督认真、仔细,从《检修工作预控措施》实施以来,历经两年多时间,索风营发电厂工作票合格率达到100%

(二)设备隐患得到有效控制和改进

索风营发电厂自2009年3月开始实施《检修工作预控措施》以来。加强缺陷管理处理情况监督,逐步实现设备管理模式由缺陷处理为主到以预防性定检为主的转变。设备缺陷率逐年下降,对设备的维护量降低,设备状况一直保持在健康良好状态,为延长检修周期,缩短检修时间起到了技术保证。

(三)工作环境得到进一步治理

通过预控措施的实施,三年来,生产环境得到不同程度的治理,先后治理了厂房渗漏水、工作照明得到改进、检修采用防滑垫等。

(四)常规管理与创新管理结合,保证了长周期安全生产。索风营发电厂面对人员少、工作量大,影响安全生产的危险点客观存在或潜伏于各个环节中,根据电力安全生产工作要求,强抓基础管理,同时不断推出新的管理举措,特别是应急管理;日、周、月巡检模式;典型检修工作危险点分析及预控措施。全面实行安全生产综合预控,并在实践中不断总结、深化和发展,取得了显著的成效。

截止2011930日,索风营发电厂已连续安全生产2235天,累计开、停机11618次,完成机组大修4台次,机组小修15台次,完成各类技术改造61项,消除设备缺陷共计1080项,从人员、设备、环境三方面做到超前控制,把危险点分析透,把预防措施做到位,为电厂长周期安全生产创造了有利条件。据统计,截止2011930日,索风营发电厂累计发电量100.3亿kW.h,创工业总产值20.31亿元,为企业创造了巨大的经济效益和社会效益。总之,三年来,索风营发电厂以预控防范为先导的水力发电设备检修管理应用,从人员、设备、环境三方面做到超前控制,把危险点分析透,把预防事故发生的措施作到位,为提高电厂长周期安全生产创造有利条件,从而创造可观的经济效益。

 

  





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理工论文优秀范文4

钻井液除气工艺技术-理工论文-免费论文
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钻井液除气工艺技术

钻井液除气工艺技术

时志国

***钻井公司

一、引

在钻井过程中,钻开天然气层后,气体有可能侵入钻井液;振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后,会造成钻井液密度降低;会增加钻井液上返速度,引起循环罐过满或外溢;会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作,甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。

人们一直在探索去处气侵钻井液中气体的方法,最初人们发现,向气侵钻井液中加水,会使钻井液密度上升(钻井液密度回复说明气体离开了钻井液),于是产生了最原始、最简单的除气办法;向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后,人们发明了除泡剂代替水除气,并一直沿用至今。

在没有发明除气设备之前,一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气,这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪40年代产生了除气设备,发展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备,并形成了成熟的除气工艺流程。

二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂

 

无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采用的除气原理怎样不同,所有除气设备的基本除气原理都是一样的,就是使气泡浮至钻井液表面破裂。

侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中,要想去除这些气体,必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态(如图1),根据阿基米德定律,气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量:

其中,F——气泡浮力, g

 r——气泡半径,cm

 γ­——钻井液的密度,g/cm3

可以看出,在同一钻井液中,气泡的浮力与气泡半径成正比,也就是说:大气泡比小气泡更容易浮上液面(见图2),

1、气泡上升过程 2、在高粘度钻井液中的小气泡

不能浮起来

3 气泡在钻井液中的状态 4 紊流将气泡带至液面破裂

但由于钻井液是高粘度、高切力的液体,气泡浮到液面需要很长时间,直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以,处在钻井液中的气泡有两种状态(见图3):一种是气泡能浮到钻井液液面,并最终破裂;另一种是气泡被裹在钻井液中,既不能浮动,也不能聚集在一起形成大气泡。

产生气侵后钻井液中的小气泡特别多,要想去除钻井液中的气体,必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液,所增大的钻井液液面是有限的,而且效率很低。要想清除全部气体,必须使所有的钻井液都搅到表面,并且分布很薄,才能释放出气泡。于是产生了除气设备。所有除气设备的设计原则都是增大钻井液液面面积,使钻井液产生紊流,将气泡带至钻井液表面、使之破裂(见图4)。

三、除气设备布置方案

根据现用除气设备清除气泡直径的大小,可将除气设备分为两类:液气分离器和真空除气器。

循环罐内的气侵钻井液含有很多很多的小气泡,直径很小(≤1/16英寸),它们被裹在钻井液中,既不能浮动的,也不能聚集。所谓的大气泡是指起钻抽吸气或地层气体气侵形成的,大部分或全部充满井眼的环形空间某段钻井液的膨胀性气体,大气泡将造成环空排量增大,使钻井液管线过载,使钻井液从钻台钻盘喷出。当在循环罐内采用浅没式泥浆枪或搅拌器充分搅拌时,通常这些大气泡(直径在1/91英寸)会浮到钻井液表面。

液气分离器用于清除环空钻井液中的大气泡,处理量大于井口出口管线钻井液的排量。经液气分离器处理后的钻井液,还含有小气泡,可先经过振动筛除掉部分气泡,然后流入循环罐内。处理循环罐内气侵钻井液中小气泡的任务由真空除气器来完成。

液气分离器不属于正常循环系统的设备,一般只有当发生井涌时才使用。液气分离器安装在振动筛之前,进口管线同井口出口管线或防喷器的节流管汇连接,从液气分离器分离出的钻井液进入振动筛或直接流入沉砂罐;分离出的气体通过排气管线引到安全距离顺风排掉,或引入火炬管线燃烧。在设计液气分离器时,应保证能够处理可能产生的最大气体流量,为防止未除气的钻井液再次循环到井中,需在液气分离器上装一根旁通管线,一旦出现实际气体流量超过液气分离器处理能力的危险情况,就将未经除气的钻井液直接排入废浆池丢弃。

6 吸入口、流量平衡器的正确安装位置

5 除气器从沉砂罐后的第一个罐吸浆

真空除气器属常规除气设备,安装除气器时应使除气器从沉砂罐后的第一个钻井液罐中吸取气侵钻井液(见图5),经除气器处理过的脱气钻井液排入下游排浆罐中。 除气器的吸入口应位于吸入罐的下部(见图6),并且需在吸入罐中安装搅拌器,以保证真空除气器吸入的是搅拌均匀的气侵钻井液,需在真空除气器的吸浆罐和排浆罐之间需安装流量平衡器,安装位置要高一些,接近罐的顶部,这样来自排浆罐的脱气钻井液从上部进入吸浆罐,保证位于吸浆罐底部除气器的吸浆口吸入的是气侵钻井液。

7 流量平衡器在底部

液气分离器的安装位置是固定的,应在井口和振动筛之间;而真空除气器是撬装设备,安装的灵活性比较大,在现场中出现了一些安装错误:

8 用钻井液枪搅拌钻井液

有些井队将流量平衡器安装在罐的底部(见图7),这样脱气钻井液由底部进入吸浆罐,由于脱气钻井液较气侵钻井液密度高,容易沉在罐底,使吸浆口吸入密度高、含气量小的钻井液,而含气量高、密度低的钻井液在罐内的上部,很难被吸入,使除气器的工作效率降低。

不安装搅拌器,用泥浆枪搅拌气侵钻井液(见图8)。除气器的处理能力是根据钻井液的循环量来设计的,用泥浆枪搅拌气侵钻井液,会使吸入罐中的钻井液量增加,超过除气器的设计处理量,使除气器不能正常工作。

有些井队将真空除气器安装在除砂器、或除泥器之后(见图9),这是非常不可取的。气体侵入钻井液,会使钻井液密度降低、体积膨胀,将真空除气器安装在振动筛之后可尽快清除气体,减少钻井液溢出循环罐的可能。除砂器、除泥器、离心机、钻井液枪等固控设备都要求用离心泵供给钻井液,而气侵钻井液可能造成离心泵叶轮气锁,使钻井液无法进入到离心泵中,造成由离心泵供浆的固控设备无法工作。

四、常用除气设备

1、液气分离器

一般常用的液气分离器有两种类型:封底式和开底式。

1)、封底式(见图10

10、封底式液气分离器

除气罐底部封闭,钻井液通过一根U型管线回到循环罐内。除气罐内钻井液面的高度,可通过U型管的高度增减来控制。

2)开底式(见图11

11、开底式液气分离器

分离器除气罐无底,下部半潜入钻井液中。罐内的液面依靠底部潜入深度来控制,这种分离器国外俗称“穷孩子”,说明其简易性。

目前最简单、最可靠的液气分离器是封底式的。开底式分离器次之,因为它的钻井液柱高度受到循环罐内液面高度的限制。

2、常压除气器(见图12

12 由阀控制的钻井液冲击层

 常压除气器出现于上世纪70年代初,它通过浸入气侵钻井液中的泵将气侵钻井液送到罐内,在阀板的作用下,使气侵钻井液产生足够高的速度,形成钻井液薄层冲击罐的内壁,使气泡脱离钻井液破裂,钻井液与气体的分离。

13 卧式真空除气器

3、卧式真空除气器(见图13)

卧式真空除气器有一个长的卧式罐,在罐内有两块较长的向下倾斜的挡板,进口管线将气侵钻井液引至罐上部的槽内,两块挡板将钻井液分布开形成很薄的钻井液层(1/8英寸到3/8英寸),大部分气泡都能从薄层钻井液表面逸出并破裂。

4、立式真空除气器(见图14)

14 立式真空除气器 15 罐内锥体结构和钻井液薄层

 立式真空除气器有一个矮的立式大直径的罐,罐内的锥体结构非常有特点(见图15),它由几个层叠在一起的圆锥体组成,结构紧凑,能提供较大的分离面积,气侵钻井液流经层叠的圆锥体表面形成钻井液薄层,气泡溢出破裂。

5、离心真空除气器(见图16)

16 离心真空除气器

离心真空除气器利用真空泵的抽吸作用,在真空罐内形成负压,钻井液在大气压的作用下,通过吸入管进入旋转的空心轴,再由空心轴四周的窗口,呈喷射状甩向罐壁,在碰撞、真空及气泡分离器的共同作用下,浸入钻井液中的气泡破碎,气体逸出,真空泵抽出气体并将之排往安全地带,除气后的钻井液则由于自重进入排空腔,经旋转的叶片排出罐外。

五、结束语

通过以上内容我们了解到:所有气侵钻井液都必须经过脱气处理,必须保证提供给每台离心泵不含气体的钻井液,以确保离心泵的正常可靠运转,坚决杜绝再次将气侵钻井液循环至井内的情况发生。

要去除钻井液中所含气体,必须使钻井液中的气泡浮至钻井液液面破裂。所有的除气设备,无论它有什么样的外形、有什么样的内部结构,运用什么样的原理,它们的目的只有一个:将气泡带至钻井液表面破裂。产品的不断开发和性能的不断提高是永无止境的,研制出处理能力强、除气效率高、性能稳定、易于维护操作的除气设备,永远是研发人员追求的目标。

参考文献:

龚伟安著《钻井液故乡控制技术与设备》石油工业出版社;

 

  





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理工论文优秀范文5

锚杆支护智能化无损检测技术研究与应用-理工论文-免费论文
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锚杆支护智能化无损检测技术研究与应用

为验证应用锚杆支护无损检测技术进行锚杆锚固参数无损检测的可行性和检测结果的准确率,项目工程应用选择在潞安环能股份公司王庄煤矿实施。通过与现场技术人员协商,选择在已受采动影响、巷帮顶煤体酥软的5204风巷进行锚杆锚固参数无损检测。检测中,不仅对刚施工的顶锚杆、帮锚杆、锚索进行动测,而且对已施工3个月以上的顶锚杆、帮锚杆、锚索进行测动,检测锚杆、锚索的锚固参数变化情况。

1 巷道工程概况

1.1 工程地质条件

本项目现场检测巷道为5204风巷,沿煤层底板施工,巷道设计总长度约1526米,巷道地表相对位置在常村疗养院南侧。5204风巷位于52盘区,沿东西方向布置,北侧为5206工作面,南为F114 断层及保护煤柱,东接52皮带、52轨道巷,西临井田边界。受5206工作面回采影响,该巷帮顶煤体酥软。该工作面所掘煤层为沁水煤田3# 煤,赋存于二叠系山西组中下部地层中,属陆相湖泊型沉积,煤层厚度稳定,平均厚度6.75m ,普氏硬度1—3,煤层倾角一般为2—5度,容重1.35t/m3 ,含加矸0—2层。3# 煤层直接顶为粉砂岩,厚度在1.69—3.29米,平均厚度2.36米,普氏硬度3—8,其上覆老顶为中砂岩及细砂岩,厚度在1.29—12.32米,平均厚度5.04米,普氏硬度3—8

1.2 巷道支护设计

5204风巷采用全锚支护方式,支护断面4.0*3.0米矩形断面。

1、顶板支护

每排采用ø20L2400mm的高强度螺纹钢锚杆5根,间距900mm,排距800mm,树脂药卷锚杆,每根锚杆采用双速2360Z2360各一支,锚固长度1400mm,铺设金属网和ø14mm圆钢焊制的长3700mm钢筋梯子梁。

锚索加强支护为每隔2.4m布置两根15.24mm的小孔径预应力锚索,锚索孔深度为8.0m,锚索长度为8.3m,每根锚索采用的树脂药卷为双速2360一支,Z2360二支,锚固长度2.1m,每根锚索采用一块400mm长的18#槽槽钢,一块规格为100*100*8mm的钢板,锁具一套。

2、两帮支护

内帮支护采用ø20L2000mm 高强度螺纹钢锚杆4根,间距为梁头往下300mm800mm800mm800mm300mm,排距800mm,树脂药卷加长锚固,每根锚杆采用CK2335Z2360各一支,锚固长度1000mm;外帮支护采用ø20L2000mm 高强度螺纹钢锚杆5根,间距为梁头往下200mm650mm650mm650mm650mm200mm,排距800mm,树脂药卷加长锚固,每根锚杆采用CK2335Z2360各一支,锚固长度1000mm;两帮均铺设金属网和ø14mm圆钢焊制的长2800mm钢筋梯子梁。

3、质量要求

1)顶螺纹钢锚杆锚固力不小于100KN

2)帮螺纹钢锚杆锚固力不小于70KN

3)锚杆间排距误差±50mm。锚索间距误差±50mm

4)锚杆外露长度:螺母以外大于20mm,且小于50mm

5)钻孔深度与锚杆有效长度(钻孔内锚杆长度)误差不大于30mm

6)锚杆安装扭矩不小于150N·m

7)锚杆角度:顶角锚杆角度不小于20度,上帮锚杆角度不小于20度,其余锚杆角度不超过设计的±3度。

8)巷道超高300mm,两帮各补打一根帮锚杆;巷道超宽300mm,顶板补打一根顶锚杆(与改位置的顶锚杆在同一排),补打锚杆的位置与帮的距离、锚杆角度和原设计相同,并用钢筋梯子梁与同一排的其它锚杆相连。

1 巷道支护参数表

 

杆体

锚垫

紧固装置

锚固力

锚固剂

网片

钢筋梯子梁

网丝

材质

规格

材质

规格

材质

规格

型号

/

材质

规格

材质

规格

顶板支护

螺纹钢锚杆

ø20L2400mm

钢板

100*100*10

A3圆钢

HYB型快速安装器

100KN

双速2360

1

小格型金属网

1000*4000

ø14圆钢

70*

3700

16#铅丝

Z2360

1

两帮支护

高强度螺纹钢锚杆

ø20L2000mm

 

M22

70KN

CK2335

1

1000*3000

70*

2800

Z2360

1

2 检测方法

为了实现对锚杆锚固系统的锚固长度、锚固位置、预应力以及锚固力进行 无损动力测试,建立如图2所示的检测系统。其主要工作原理是用力锤或超磁激振器敲击锚杆、锚索外露端正面,使锚杆、锚索产生一微小的纵向振动,由安装在传感器连接装置上的加速传感器采集锚杆、锚索微振动加速度,加速度传感器采集到的加速度信号过导线传输到KM-1型锚杆无损检测仪上,锚杆无损检测仪将该加速度信号转换成数字信号并存储,最后通过分析软件分析计算锚固长度、锚固位置、预应力以及锚固力。

预应力计算

首先打开分析软件,调出所测锚杆波形,选择波形中两条相似波形中的任一条波形,读取波形中入射波波峰值与反相反射波波峰值;计算反相反射波波峰值与入射波波峰值的比值。最后由式(1)计算预应力。

N=-74.27η+61.27 1

锚固极限力的计算

打开分析软件,调出任一锚杆波形,选择波形中两条相似波形中的任一条波形,读取波形中入射波与反相反射波之间的传播时间以及反相反射波与同相反射波之间的传播时间。先由入射波与反相反射波时间差的1/2乘以5175(锚杆杆体纵波波速)求得未锚固段长度,将锚杆长度减去未锚固段长度就得锚固段长度;然后由2倍锚固段长度除以锚固开始反相反射波与锚固结束同相反射波之间传播时间求得锚固段纵波波速;最后由式(2)计算锚杆(或锚索)的锚固极限力。

锚固极限力  2

 

式中: 为未端锚固长度; 为锚杆长度; 为锚固体纵波波速; 为动静对比系数,由动力测试和拉拔试验确定; 为杆体密度; 为树脂密度; 为树脂泊松比;为杆体树脂锚固体直径;杆体直径;锚杆工作载荷。

3 现场检测数据处理与分析

3.1 锚固位置、锚固长度检测

为了对潞安王庄矿的锚网梯、锚索联合支护进行支护质量评价,本项目随机抽取5204风巷中最近施工的顶锚杆、帮锚杆和锚索进行无损动力检测,其动力检测波形如图3456789101112131415161718192021222324252627所示;同时又对施工3个月以上顶锚杆、帮锚杆和锚索进行了无损动力检测,其动力检测波形如图282930313233343536373839404142434445所示。

(一)最近施工的锚杆、锚索

2 最近施工的锚杆、锚索长度参数表

编号

48

49

50

 

51

61

62

63

64

36

37

40

41

42

锚杆(索)长

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

 

2.4

2.4

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

锚固位置

1.06

0.65

1.14

0.94

1.26

1.00

1.03

1.14

1.10

0.82

1.11

0.71

0.71

锚固长度

1.34

1.35

1.26

1.46

1.14

1.40

1.37

1.26

0.90

1.18

0.89

1.29

1.29

编号

43

44

39

52

53

54

55

56

57

58

 

59

60

 

锚杆(索)长

2.0

2.0

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

8.3

 

锚固位置

0.79

1.00

5.67

5.31

5.73

5.22

5.70

5.83

6.12

5.92

5.99

5.86

 

锚固长度

1.21

1.00

2.58

2.33

2.52

2.13

2.55

2.13

2.13

2.33

2.26

2.39

 

从表2可以看出:顶锚杆除50号、61号、64号锚杆的锚固长度较设计长度短90%以外,其余锚杆的锚固长度基本上达到要求;帮锚杆除36号、40号锚杆的锚固长度较设计长度短90%以外,其余锚杆的锚固长度基本达到要求;锚索的锚固长度基本达到要求。锚杆中只有49号锚杆锚固剂未锚固在端部,但有52号、54号、55号、56号锚索锚固剂未锚固在端部。

(二)施工3个月的锚杆、锚索

3 施工3个月的锚杆、锚索长度参数表

编号

1

3

7

8

11

12

15

16

19

锚杆(索)长

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

2.4

锚固位置

0.84

0.90

0.71

0.68

0.72

0.71

1.10

0.81

0.87

锚固长度

1.56

1.27

1.69

1.72

1.50

1.48

1.12

1.59

1.53

编号

75

76

77

78

79

80

69

70

71

锚杆(索)长

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

8.3

8.3

8.3

锚固位置

0.97

0.79

1.10

0.77

0.76

0.84

6.15

6.11

5.95

锚固长度

1.03

1.21

0.90

1.23

1.24

1.16

2.10

2.14

2.30

从表3可以看出:顶锚杆除3号、15号锚杆的锚固长度较设计长度短90%以外,其余锚杆的锚固长度基本上达到要求;帮锚杆除77号锚杆的锚固长度较设计长度短90%以外,其余锚杆的锚固长度基本达到要求;锚索的锚固长度基本达到要求。顶锚杆中有311号、12号、15号锚杆锚固剂未锚固在端部,帮锚杆、锚索均正常。

3.2锚固力检测

为检验上述锚杆的锚固力是否达到设计锚固力要求,我们在5204风巷随机施工了两根锚固长度分别为0.4米、1.0米左右的锚杆,先对这两根锚杆进行无损动力检测,测得其实际锚固长度和计算锚固长度,动测波形如图4647所示;最后对这两根锚杆进行拉拔试验测得其锚固极限力,具体如表4

4 动静对比锚杆长度、锚固极限力参数表

编号

锚杆长度/m

锚固位置/m

实际锚固长度/m

动测锚固长度/m

实际长度与动测长度比值

锚固极限力/ KN

25

2.40

1.43

0.57

0.53

1.08

50.00

 

28

2.40

0.82

1.18

1.03

1.14

150.00

理论分析可知自由锚固锚杆的波速计算公式为

 3

由式(3)计算锚杆直径20mm、孔径28mm的自由锚固体的波速为4853.2m/s;锚索直径15.24mm、孔径28mm的自由锚固体的波速为1524.3 m/s。由表1的实际长度与动测长度比值可得2528号锚杆实际锚固体波速为5241.5 m/s5532.6 m/s,将25锚杆锚固体波速和实际锚固极限力代入式(2)可得 2.2*10-7 ,最后将该 值和28号锚杆实际锚固体波速代入式(2)可求得28号锚杆的锚固极限力为162.0KN,误差8%10%以内。则按照此 值和式(2)计算上述检测锚杆的锚固力为表5。从表5中可以看出:顶锚杆的锚固力极限在93—179KN,锚固极限力低于123 KN的只有15号锚杆;帮锚杆的锚固极限力在84—164 KN,锚固极限力低于100 KN的只有44号、77号锚杆;锚索的锚固极限力在175—359 KN,锚固极限力低于120 KN的只有39/57号锚索。

3.3轴向工作载荷评价

轴向工作载荷主要根据入射波波峰值与反相反射波波峰值的比值来进行评价,在前面第四章的实验室试验中发现,直径20mm的锚杆的轴向工作载荷载60KN以上时,其反射波比值均在0.2左右,从前面波形分析知:新近施工的锚杆中4850516263364142的轴向工作载荷可能小于60KN;施工3个月的锚杆中顶锚杆只有12号的轴向工作载荷可能在60KN以下,而77787980等锚杆的轴向工作载荷可能小于60KN。按式(1)计算轴向工作载荷如表6,显然帮锚杆的轴向工作载荷(或预应力)偏低的比例较大,应在施工中采取措施提高帮锚杆的预应力。

5 锚杆、锚索锚固力计算表

编号

48

49

50

51

61

62

63

64

36

37

40

41

42

实际锚固长度/m

1.34

1.35

1.46

1.14

1.14

1.4

1.37

1.26

0.9

1.18

 

0.89

1.29

1.29

动测锚固长度/m

1.07

1.06

1.09

1.22

0.9

1.13

1.15

1.03

0.71

0.95

0.71

 

1.03

1.04

锚固极限力/ KN

171

178

133

169

149

174

157

153

118

148

113

164

161

 

编号

43

44

39

52

53

54

55

56

57

58

59

60

 

实际锚固长度/m

1.21

1

2.58

2.33

2.52

2.13

2.55

2.13

2.13

2.33

2.26

2.39

 

动测锚固长度/m

0.97

0.97

2.23

1.58

1.89

1.58

1.67

1.55

1.87

1.7

1.67

1.81

 

锚固极限力/ KN

153

84

220

331

336

 

250

359

261

175

285

268

270

 

编号

1

3

7

8

11

12

15

16

19

75

76

77

78

实际锚固长度/m

1.56

1.27

1.69

1.72

1.5

1.48

1.12

1.59

1.53

1.03

 

1.21

0.9

1.23

动测锚固长度/m

1.37

1.1

1.53

1.51

1.42

1.34

1.09

1.32

1.34

0.89

1.03

0.8

1.01

锚固极限力/ KN

162

136

164

179

132

144

93

187

160

111

135

92

148

 

编号

79

80

69

70

71

 

 

 

 

 

 

 

 

实际锚固长度/m

1.24

1.16

2.1

 

2.14

2.3

 

 

 

 

 

 

 

 

动测锚固长度/m

1.00

0.98

1.55

1.53

1.75

 

 

 

 

 

 

 

 

锚固极限力/ KN

155

131

250

273

264

 

 

 

 

 

 

 

 

6 小于60KN锚杆工作载荷计算表

编号

48

49

50

51

62

63

36

位置

比值

0.37

0.6

0.71

0.5

0.38

0.38

0.7

轴力/KN

51

 

38

32

43

50

50

31

编号

41

42

12

77

78

79

80

位置

比值

0.86

1.12

0.7

1.01

1.03

0.77

0.64

轴力/KN

23

14

31

16

15.5

28

36

4 结论

通过对5204风巷中的顶锚杆、帮锚杆及锚索进行锚固位置、锚固长度、锚固力、轴向工作载荷进行检测,5204风巷中施工的锚杆大部分达到设计要求,但仍有少部分锚杆未达到设计要求,如部分顶锚杆的锚固长度未达要求,较个别的锚杆的锚固力相对其它锚杆较低,施工的个别锚杆出现锚固在端部的现象;一个较为普遍的现象是:锚杆在施工中施加的预应力大多数较低,尤其以帮锚杆最为突出;施工后的顶锚杆的工作载荷普遍大于60KN,而帮锚杆的工作载荷一般较低。以上事实表明,将锚杆支护智能化无损检测技术应用于煤矿锚杆支护检测与效果评价是可行的,值得全面推广应用。

 

  





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理工论文优秀范文6

南方煤矿井下综采液压支架的装车方式-理工论文-免费论文
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南方煤矿井下综采液压支架的装车方式

南方煤矿井下综采液压支架的装车方式

李开学

(四川省川南煤业有限责任公司鲁班山南矿,四川筠连 645251

要:综采工作面在搬迁过程中支架起吊装车速度是影响搬迁速度的一个主要因素,在芙蓉集团综采工作面搬迁中分别采用液压支架起吊装车方式、外置提升装置装车方式均取得较好的效果,在川南煤业公司鲁班山南、北矿综采工作面搬迁时采用外置挂钩自行提升装车方式,这种方式具有结构简单、设备投入少、安全性能高、支架起吊速度快等优点。

关键词:支架吊装方式 综采工作面搬迁 南方煤矿井下

1、前言

随着机械化采煤方法在南方煤矿中的发展,综合机械化采煤方式也逐渐进入到南方的各大矿井中,为南方煤矿的稳定发展出了力。然而,由于南方地质条件差,综采工作面的走向长度均超不过1km搬家非常频繁,而液压支架又是综采工作面的主要设备,体积大,数量多,其搬迁的时间决定综采面的搬迁速度。在支架的搬迁过程中,支架起吊装车的速度又是影响搬迁速度的一个主要因素。为此,现将3种支架起吊装车方式作一分析,供参考。

2、液压支架起吊装车方式分析

2.1外力斜坡拉运装车方式

2.1.1装车硐室准备:

在工作面开采结束线外修整一个支架装车硐室,其规格为:5m(长)×2.5m(宽)×2.0m(高),用支护材料支护好顶板和巷帮。其底板用厚度100mm以上的混凝土硬化并形成一个10°的斜坡,将专用平板车轨道安装于斜坡前方,使平板车的上平面与混凝土斜坡终端上平面平齐。再在装车硐室前方10m以上位置安装一台814t回柱绞车作为牵引动力。吊装硐室示意图见图1

2.1.2工作原理:

先人工将专用平板车用固定装置固定在硐室斜坡前方的轨道上,作好装车准备。液压支架通过工作面各种绞车拉运到装车硐室前,再用硐室前方的回柱绞车牵引,沿混凝土斜坡将支架直接拉运到提前固定在轨道上的专用平板车上,再通过移溜泵或单体支柱移动支架位置,调整支架的位态,再安装好紧固装置,用绞车牵引出装车硐室,交给下一个运输工序。

2.1.3优缺点

优点:

1)设备投入少,只用一台814t回柱绞车及其电控系统。

2)支架上车速度快。

3)工作人员少,只要3名(绞车司机1名,辅助工2名)即可装车。

缺点:

1)吊装硐室准备时间长。由于底板要硬化,必须提前3天以上施工,保证混凝土的养护时间,达到质量要求。

2)对巷道要求高。装车场所必须做到缓坡或无坡,长度为15m以上。

3)混凝土斜坡容易损坏。由于支架较重,每次拉运时,均要对斜坡造成磨损和损坏,斜坡使用时间较短。

4)支架在平板车上的紧固装置安装时间太长。由于平板车是相对固定在轨道上,有一定的活动范围,支架上车时容易造成支架与平板车偏移,甚至有支架侧翻的现象,安装孔对位困难,延长了紧固装置的安装时间。

5)工作人员只能远处操作,近处作业时,危险性较大。

2.2外置提升装置装车方式

2.2.1装车硐室准备

在工作面开采结束线外修整一个支架装车硐室巷道断面,其规格为:5m(长)×3.2m(宽)×2.4m(高),用支护材料支护好顶板和巷帮。再用单体液压支柱和长金属梁架设吊装架,使其有效空间尺寸为:5m(长)×2m(宽)×2.2m(高),吊装架中心线与轨道中心线重合,且与巷道中心线偏移200mm,以便在吊装架一侧留出人行安全通道。用40T刮板输送机链条和4根行程在400mm以上的支架油缸及挂钩作为起吊工具。吊装架及硐室布置见图2

2.2.2工作原理:

用各种绞车将立柱收到位的支架拉到装车硐室内,将油缸活柱全部伸出,用挂钩钩住支架底座上的起吊孔,缓慢收油缸,将支架提升达到能通过平板车的高度后停止,清除轨道面上的浮煤矸,推入平板车,再缓慢伸油缸,将支架放在平板车上,当支架即将接触平板车时,用联接螺栓插入支架和平板车的安装孔内,直到四颗螺栓全部对位即行放下支架,退出挂钩,紧固螺栓,用绞车牵引出装车硐室,交给下一个运输工序。

2.2.3优缺点

优点:

1)吊装硐室准备时间短。因只用单体支柱和金属顶梁作为起吊架,可在一个小班内就能将吊装硐室架设好,不需要养护。

2)吊装硐室支护性好,安全性高。

3)支架起吊平稳,速度快,不会侧翻,安全性高。

4)工作人员可近处作业,安全性高。

缺点:

1)设备投入较多:440T刮板输送机链条和油缸及供进回液的管路,操作阀1组,安装较复杂。

2)支架拉运到吊装硐室内,将大量的浮煤矸带入,易造成轨道变形,变位。支架起吊后浮煤矸堆积严重,清理时间长,影响装车速度。

3)由于挂钩挂在支架底座上,支架整体悬空,移动性差,联接螺栓对位不容易,影响装车速度。

2.3外置挂钩自行提升装车方式

2.3.1装车硐室准备

在工作面开采结束线外修整一个支架装车硐室巷道断面,其规格为:5m(长)×3.2m(宽)×2.4m(高),用支护材料支护好顶板和巷帮。再用单体液压支柱和长金属梁架设吊装架,使其有效空间尺寸为:5m(长)×2m(宽)×2.2m(高),吊装架中心线与轨道中心线重合,且与巷道中心线偏移200mm,以便在吊装架一侧留出人行安全通道。用40T刮板输送机链条和挂钩作为起吊工具。吊装架硐室布置见附图3

2.3.2工作原理:

用各种绞车将立柱收到位的支架拉到装车硐室内,利用支架的立柱将顶梁上升,达到挂钩位置时,将挂钩挂在支架顶梁的吊装孔内,然后收立柱,将支架底座提升达到能通过平板车的高度后停止,清除轨道面上的浮煤矸,推入平板车,再伸立柱,将支架放在平板车上,当支架即将接触平板车时,一边摇动支架一边用联接螺栓插入支架和平板车的安装孔内,直到四颗螺栓全部对位即行放下支架底座,继续伸立柱,退出挂钩,紧固螺栓,用绞车牵引出装车硐室,交给下一个运输工序。

2.3.3优缺点

优点:

1)设备投入少:440T刮板输送机链条和挂钩。

2)吊装硐室准备时间短。因只用单体支柱和金属顶梁作为起吊架,可在一个小班内就能将吊装硐室架设好,不需要养护。

3)吊装硐室支护性好,安全性高。

4)支架起吊平稳,速度快,不会侧翻,安全性高。

5)工作人员可近处作业,安全性高。

6)联接螺栓对位安装时安全,对位准确快捷,装车速度快。

缺点:

1)支架拉运到吊装硐室内,将部分浮煤矸带入,易造成轨道变形,变位。支架起吊后浮煤矸堆积较多,清理时间较长,影响装车速度。

3、结论

以上3种支架的吊装方式,在南方矿井(芙蓉集团、川南煤业公司等)井下多次使用,认为第3种方式(外置挂钩自行提升装车方式)最为实用,吊装1架支架后立即对吊装架进行加固,使起吊挂钩不发生变形和位移,固定好轨道,增加浮煤矸清理人员,可将原来2个小时吊装1架支架,缩短到1小时就能吊装1架支架,实现了快速吊装支架的目的。在川南煤业公司鲁班山南矿井下综采工作面回撤期间,使用该方法后,从原来需用40天左右才能回撤一个工作面缩短到20天左右就能完成,效果非常明显。值得所有南方矿井推广应用。

 

  





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理工论文优秀范文7

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对于柴油机水箱堵塞的分析及认识

对于柴油机水箱堵塞的分析及认识

我们施工的AT31井,是五开次勘探井,一二开都属于大井眼,特别是二开,444.5mm大井眼,304-3200m长裸眼段,施工难度大,现场动力设备一直处于高负荷运转,对设备的损耗相当的大,自开钻以来一直是双泵打钻,柴油机工作环境温度高,柴油机一直处于超负荷运转,二开后,在前期泵压在15-19Mpa时,柴油机水温正常,不需要浇水冷却;但在二开后期泵压上升到20-22Mpa时,水温开始不正常,对于济柴 190-2000系列,功率810KW的柴油机来说,再加上设备老化,导致柴油机多次高温停车,在此期间对4台柴油机分别进行检修,都没有发现什么问题,为了不耽误现场施工生产,采取了现场浇水降温的措施,但在此期间塔河井队多井队淡水供应不上,机房水罐小,储备量不足,只能用井场盐水进行浇水降温,达到井队正常生产需要的最低要求,由于此措施不当,导致柴油机水箱堵塞,处于高温运转状态。在机动科张志永张工上井期间,对于柴油机水温高的问题,分析节温器调节阀卡死在半关闭或关闭状态,阻碍或取消冷却水的大循环,水套的冷却水不能通过水箱冷却,致使机体温度上升。建议拆除调节阀,建立柴油机冷却水大循环,已达到降温效果,问题得到了一定的解决,但水箱已堵塞,只能送厂家清洗。

 对于此问题,我现已清楚的认识到,此措施的不当之处,由于自己思想觉悟不高,对重要事项重视严重不足。就算是有认识,也没能在行动 上真正实行起来。 思想觉悟不高的根本原因是因为本人对特殊施工是设备出现的突发问题认识不足,而且没有积极向公司相关科室积极反应,寻找解决办法。以导致现场拆卸水箱送修理厂清洗,造成井队工作量增大,各项工作处于被动局面。

 在犯错误的同时也叫我工作经验更进了一部,虽然代价有点高,在以后的工作中我会努力的工作,不断提高自己的业务技能水平!请领导继续关心监督、帮助我改正缺点,取得更大的进步。

 70717钻井队

杨延芳

2011-8-7

 

  





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理工论文优秀范文8

全站仪的基本操作与检查和校正-理工论文-免费论文
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全站仪的基本操作与检查和校正

全站仪的基本操作与检查和校正

**永荣矿业有限公司永川煤矿 张华平

基于全站仪在矿山测量中应用越来越广的实际情况,为解决仪器在实际应用中可能出现的一些问题,介绍了全站仪的基本操作与使用方法,并对全站仪一系列重要参数的检查和校正做了阐述。

关键词 全站仪 操作 检查和校正

1 全站仪简介

全站型电子速测仪简称全站仪,它是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和数据处理,由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置,仪器便可以完成测站上所有的测量工作,故被称为全站仪

全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统,即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机(CPU)是全站仪的核心部件,主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作,执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作,保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口),输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。

目前,世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。

2 全站仪的操作与使用

 不同型号的全站仪,其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。

2.1 水平角测量

1)按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标A

2)设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″

3)照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

2.2 距离测量

1)设置棱镜常数

测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正。

2)设置大气改正值或气温、气压值

光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃760mmHg是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm。实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值(也可直接输入大气改正值),并对测距结果进行改正。

3)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

4)距离测量

照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式,测量时间约2.5S,最小显示单位1mm;跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S;粗测模式,测量时间约0.7S,最小显示单位1cm1mm。在距离测量或坐标测量时,可按测距模式(MODE)键选择不同的测距模式。应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。 中国3S 3s8.cn

2.3 坐标测量

1)设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

2)设置棱镜常数。

3)设置大气改正值或气温、气压值。

4)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

5)照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

3 全站仪的检查和校正

3.1 长水准器的检查和校正

3.1.1 检查

1)将仪器安放于较稳定的装置上(如三脚架、仪器校正台),并固定仪器;

2)将仪器粗整平,并使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行,调整该两个脚螺丝使长水准器水泡居中;

3)转动仪器180°观察长水准器的水泡移动情况,如果水泡处于长水准器的中心,则无须校正;如果水泡移出允许范围,则需进行调整。

3.1.2 校正

1)将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;

2)粗整平仪器;

3)转动仪器,使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行,并转动该两个脚螺丝,使长水准器水泡居中;

4)仪器转动180°,待不泡稳定,用校针微调正螺钉,使水泡向长水准器中心移动一半的距离;

5)重复34 步骤,直至仪器用长水准器精确整平后转动到任何位置,水泡都能处于长水准器的中心。

3.2 圆水准器的检查和校正

3.2.1 检查

1)将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;

2)用长水准器将仪器精确整平;

3)观察仪器圆水准器气泡是否居中,如果气泡居中,则无需校正;如果气泡移出范围,则需进行调整。

3.2.2 校正

1)将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;

2)用长准器将仪器精确整平;

3)用校针微调两个校正螺钉,使气泡居于圆水准器的中心。

注:用校针调整两个校正螺钉时,用力不能过大,两螺钉的松紧程度相当。

3.3 望远镜粗瞄准器的检查和校正

3.3.1 检查

1)将仪器安放在三脚架上并固定好;

2)将一十字标志安放在离仪器50 米处;

3)将仪器望远镜照准十字标志;

4)观察粗瞄准器是否也照准十字标志,如果也照准,则无须校正;如果有偏移,则需进行调整。

3.3.2 校正

1)将仪器安放在三脚架上并固定好;

2)将一十字标志安放在离仪器50 米处;

3)将仪器望远镜照准十字标志;

4)松开粗瞄准器的2 个固定螺钉,调整粗瞄准器到正确位置,并固紧2 个固定螺钉。

3.4 光学下对电器的检查和校正

3.4.1 检查

1)将仪器安置在三脚架上并固定好;

2)在仪器正下方放置一十字标志;

3)转动仪器基座的三个脚螺丝,使对点器分划板中心与地面十字标志重合;

4)使仪器转动180°,观察对点器分划反中心与地面十字标志是否重合;如果重合,则无需校正;如果有偏移,则需进行调整;

3.4.2 校正

1)将仪器安置在三脚架上并固定好;

2)在仪器正下方放置一十字标志;

3)转动仪器基座的三个脚螺线,使对点器分划板中心与地面十字标志重合;

4)使仪器转动180°,并拧下对点目镜护盖,用校针调整4个调整螺钉,使地面十字标志在分划板上的像向分划板中心移动一半;

5)重复34 步骤,直至转动仪器,地面十字标志与分划板中心始终重合为止。

3.5 望远镜分划板竖丝的检查和校正

3.5.1 检查

1)将仪器安置于三脚架上并精密整平;

2)在距仪器50 米处设置一点A

3)用仪器望远镜照准A 点,旋转垂直微动手轮;如果A 点沿分划板竖丝移动,则无需调整;如果移动有偏移,则需进行调整。

3.5.2 校正

1)安置仪器并在50 米处设置A 点;

2)取下目镜头护盖,旋转垂直微动手轮,用十字螺丝刀将4 个调整螺钉稍微松动,然后转动目镜头使A 点与竖丝重合,拧紧4 个调整螺钉;

3)重复检查3,校正2 步骤直至无偏差。

注:如果对分划板的竖丝进行的校正,则在完成后,请检查仪器的照准差和指标差是否发生了改变。

3.6 仪器照准差C的检查和校正

3.6.1 检查

1)将仪器安置在稳定装置或三脚架上并精密整平;

2)瞄准平行光管分划板十字丝或远处明显目标,先后进行正镜和倒镜观测;

3)得到正镜读数HI 和倒镜读数HR;计算照准差C=HI-HR±180°/2;如果C8”,则无需调整;如果C8”,则需进行调整.

3.6.2 校正

1)在倒镜位置旋转平盘微动手轮使倒镜读数HR=HR+C;

2)松开望远镜分划板调整螺钉护盖,调整左右两个调整螺钉,使望远镜分划板与平行光管或远处目标重合;重复进行检检和校正直至合格为止。

3.7 竖直度盘指标差I的检查和校正

请进行完十字丝校正和2C 差校正后,再进行本检校

3.7.1 检查

1)将仪器安置在稳定装置或三脚架上精密整平并开机;

2)用望远镜分别在正镜和倒镜位置瞄准垂直角为±10°左右的平行光管分划板或远处目标,得到正镜读数VI 和倒镜读数VR

3)计算:指标差为I=VI+VR-360°/2

4)如果指标差小于10”,则无须校正;如果大于10”,则需进行调整。

3.7.2 校正

 不同型号的全站仪,其校正方法略有不同,可根据各自的说明书具体进行。

3.8 电子补偿器的检查

放置仪器如下图所示:

 平行光管或

 基本水准远

 处点目标

A

B C

 ABC为基座脚螺旋

3.8.1 纵向补偿精度

1)盘左位置,整平仪器,精确照准平行光管水平丝,读取天顶距M1(照准读数3 次取平均)。

2)转动脚螺旋A,使仪器上倾2—3’(仪器补偿范围内)后,再用竖直微动螺旋,重新使望远镜照准平行光管水平丝,读取天顶距M2(照准读数3 次取平均)。

3)反向向转脚螺旋A,使仪器恢复水平后下倾2—3’,再用竖直微动螺旋使望过镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距M3(照准读数3 次取平均)。

4)转动脚螺旋A,使仪器恢复水平,又微动望远镜精确照准平行光管水平丝,读取天顶距M4(照准读数3 次取平均)。

5)计算纵向补偿精度

D1=M2-M1D2=M3-M1D3=M4-M1,取其中绝对值最大者为检定结果,当补偿的标准差为±1’时,其值应小于等于3”

3.8.2 横向补偿精度

1)盘左位置,整平仪器,准确照准平行光管水平丝,读取天顶距读数N1

2)同向转动脚螺旋C B,使仪器下倾2.5’后,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管的水平丝,读取天顶距读数N2(照准读数3 次取平均)

3)按相反方向同向转动脚螺刻C B,使仪器向上倾,回复水平后又上倾2.5,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距读数N4(照准读数3 次取平均)

4)转动脚螺旋C,使仪器恢复水平,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距读数N4(照准读数3 次取平均)。

5)以上补偿精度的测定也可以借助双向微倾台进行。

6)计算横向补偿精度

D1=N2-N1D2=N3-N1D3=N4-N1,取其中绝对值最大者为检定结果,其值均应小于等于3”

3.9 测角精度的检查

3.9.1 水平角检查

水平角测角精度的检查偶很多方法,在此,我们谈论的是多目标平行光管法。

室内中心位置设一稳定的仪器升降台,上面安置被检仪器;沿该仪器升降台水平方向的圆周上再设置4—6 个平行光管作为照准目标,精密调整平行光管的分划板及其倾斜度和轴线方向一致使各降台上仪器依次照准时,不需改变调焦均能看到最清晰明亮的平行光管分划板上的十字线呈像,而且竖线处于铅垂位置。观测过程中以表5 所列各项限差控制检测结果的准确度。如果半测回零差超限时,应重测该测回;一测回二倍照准差互差和各测回方向值互差超限时,应重测超限方向(带上零方向)或者重测一测回;一测回重测方向数超过该测回全问方向数的1/3 时,应重测全部测回。

检定结果的计算:

根据最小二乘法原理公式计算一测回水平方向标准偏差值。其结果应符合下表11

一测回水平向标准偏差按下式求得:

 

式中:m——测回数;

 n——照准目标数。

3.9.2 竖直角检查

采用标准竖直角法,装置如图,分别在12345 各点设置平行光管一个。

检定时,将仪器安置在升降工作台上,并调整到工作状态,以盘左位置自上而下依次照准5 个目标,并读记观测数据,每个目标读数两次,取平均植。用同样方法在盘右位置自上而下依次照准目标,并读记观测结果,然后,取盘左. 盘右平均值减去水平方向值,即得竖角观测值,此为一测回,共测4 测回,最后求得一测回竖直角标准偏差,其值应符合下表12 项:

计算公式:

 

式中: φ———观测值与已知值之差;

 m———测回数;

 n———标准竖直角的个数。

3.10 测距精度的检查

 首先要选择一处基线,共三段,10m100m,300 m,将仪器架设好,在10 m处架设棱镜,测出数据,根据标准值调整机器加常数,使其达到标准值,再测100 m300 m的数据,100 m的误差在2 mm以内,300 m的误差在4mm以内即为合格。

电子补偿器、测角精度、测距精度三项指标的任何一项检查不合格,都应该立即停止使用该全站仪,送返厂家进行维修,并在维修之后,重新检查合格后才能继续使用。

4 结语

 通过对全站仪的操作介绍,以及全站仪各项校正指标的检查和校正方法讨论,基本满足了全站仪在矿山测量中各项应用的需求。

参考文献:

[1] 陆国胜,等,2004. 测量学[M],北京:测绘出版社

[2] 杨正尧,2005. 测量学[M],北京:化学工业出版社

1 电子测角系统计量性能要求

序号

项目

仪器等级

Ⅰ/(〞)

Ⅱ/(〞)

Ⅲ/(〞)

Ⅳ/(〞)

0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

5.0

6.0

10.0

1

照准部旋转正确性

电子气泡10

长气泡0.3

 

电子气泡20.0

长气泡1.0

电子气泡30

长气泡1.5

电子气泡30

长气泡3.0

2

望远镜视轴与横轴垂直度/(〞)

6.0

8.0

10.0

16.0

3

照准误差C/(〞)

6.0

8.0

10.0

16.0

4

横轴误差i/(〞)

10.0

15.0

20.0

30.0

5

竖盘指标差I/(〞)

12.0

16.0

20.0

30.0

6

补偿器补偿范围/

2~3

2~3

2~3

2~3

7

补偿器零位误差/(〞)

10.0

20.0

30.0

30.0

8

补偿器补偿误差(横纵)/(〞)

3.0

6.0

12.0

20.0

9

望远镜调焦运行误差/(〞)

6.0

10.0

15.0

20.0

10

光学对中器视轴与竖轴重合度

光学对中器

0.8mm~1.5m范围内<1.0mm

激光对中器

0.8mm~1.5m范围内,光斑直径<2.0mm时按重合度<1.0mm执行

11

一测回水平方向标准偏差/(〞)

0.5

0.7

1.1

1.4

2.1

 

3.5

4.2

7.0

12

一测回竖直角测角标准偏差/(〞)

0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

5.0

6.0

10

 

 

  





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