采空区稳态流场及温度场的数学模型

对采空区中气体流动的复杂情况进行了适当简化,建立了三维采空区内混合气体非线性渗流方程,并给出三种不同的边界条件,根据所得到的速度场,建立了采空区温度场的数学模型,为实现采空区三维稳态流场及温度场的计算机模拟提供了理论基础。     

综放采空区自燃带的三维数值模拟研究

通过建立综放采空区三维非稳定风流场、温度场及热力风压的联合解算数学模型,运用有限单元和有限差分法进行较深入的数学模拟分析和数值解算,结合现场观测及分析结果,得出了综放采空区内可能的遗煤自燃区域分布范围、空间形态及其影响因素。并就模拟原型的实际情况,给出其合理的工作面推进速度。     

采空区多参数流-固耦合温度场模拟研究

在煤的生产过程中,工作面长度、推进速度、漏风强度等都是影响采空区自然发火的重要因素,各因素之间相互联系、相互作用,根据热平衡原理,建立采空区温度场多参数流-固耦合数学模型。利用有限体积算法进行对偶划分,编制多参数界面的模拟软件,模拟分析不同采掘工艺参数下采空区温度场的变化规律,进而确定影响采空区温度场变化的主要参数及其影响程度,为确定采煤工艺参数、防止采空区自然发火提供重要的数据参考,结合采空区遗煤环境提出了防治自然发火的方法。     

基于C-ALS的三维激光扫描技术在采空区探测中的应用

进行精确的采空区探测是进行采空区稳定性分析和治理的前提。基于三维激光扫描探测技术,采用采空区探测系统C-ALS对雅满苏地下矿采空区形态进行精确探测,建立了可视化采空区三维实测模型,获取了采空区三维形态、空间位置、空区体积、顶板暴露面积等关键信息。根据三维激光探测结果,结合3DMine矿业软件耦合建立了完整矿区现状三维模型。实践表明该探测系统能够对地下空区进行精确的全方位扫描,操作简单、安全,探测结果可为下一步采空区稳定性分析和处理方案的确定提供重要依据。     

海州立井3315工作面液氮降温灭火数值模拟

通过建立采空区模型,确定液氮降温灭火工艺参数,利用计算机对采空区进行数值模拟,对采空区防灭火的液氮运移规律分析,实现了采空区冒落空间内的温度场及氧分布场的数值模拟,对矿井液氮降温灭火效果起到预测作用。     

采空区注氮软件模拟及开发研究

为了防止采空区遗煤自燃,基于有限体积法,建立采空区注氮氧浓度场、温度场数学模型,利用VB语言编制采空区注氮解算系统,开发软件。模拟研究采空区注氮前后温度场、氧浓度场的变化规律。结果表明:在氧浓度场中,采空区注氮后,氧化带宽度变窄并向工作面方向推进,并出现氧浓度急剧下降的凹点。在温度场中,注氮前后的采空区深部温度差较大,由70℃降低到40℃,且采空区温度与深度呈正比例关系。注氮后,采空区深部温度明显降低,且最高温度集中于回风巷深部附近。最后通过现场工程应用验证了研究结果,为以后煤层自燃治理提供技术支持。     

某铁矿山隐伏采空区精准探测方法

为消除采空区给铁矿山人员和生产带来的巨大安全隐患,对采空区精准探测方法进行了研究。在深入分析高密度电阻率法采空区探测工作原理的基础上,建立了采空区探测模型,据此总结出采空区在电阻率剖面图中所具有的高阻异常和电阻率突变的识别特征。以五台-吕梁地区某大型铁矿山采空区为例,进行了精准探测。根据采空区识别标志圈定了采空区异常的分布范围,采空区在探测成果图中有较明显的反映,电阻率异常特征与解译标志基本符合;钻探验证表明,通过高密度电阻率法可有效识别出采空区;结合采空区三维激光扫描成果,建立了采空区三维模型,精确地获取了采空区的空间特征信息。研究结果表明：采用高密度电阻率法圈定异常、钻探验证和三维激光扫描建模的综合探测方法可对铁矿山采空区进行高效、经济、精准探测。     

综放工作面采空区自燃危险区域监测技术及应用研究

基于综放采空区自然发火隐蔽高温区难以识别的问题,提出了分布式光纤温度探测技术监测火源高温点以及井下近距离抽气束管探测技术监测气体异常点。根据综放工作面采空区遗煤分布特征及漏风规律,布置符合现场实际情况的温度及气体测点,现场研究了采空区内不同时期分布式光纤测温监测的温度,通过三维绘图软件绘制出采空区温度场分布规律,研究了采空区内O_2及CO分布情况。结果表明:光纤测温结合近距离束管抽气的监测结果符合煤氧复合机理及采空区漏风规律。     

低价值矿体复杂采空区群治理技术研究

来龙矿区方解石矿山采空区群体积已经达到了350万m3,矿体低价值的属性造成了采空区治理安全与经济的矛盾。为了有效地治理采空区,首先对350万m3的采空区进行了三维测量,建立了三维模型,然后对矿区的工程地质进行了调查,对采空区稳定性进行了评估,开发了采空区围岩稳定性连续监测系统,在矿区采空区群治理中得到了很好的应用。     

采空区三维探测技术在安庆铜矿的应用

介绍了采空区三维探测系统的基本组成、工作原理以及在安庆铜矿的应用情况。在建立采空区三维模型的基础上,计算出了采空区的体积和超欠量,掌握了采空区顶板、片帮的现况。为安庆铜矿采空区的监测、二步回采方案的设计与爆破、控制超欠量以及对采空区顶板、片帮等方面,提供了科学依据。     

煤炭地下气化温度场和裂隙场的演化规律

对国内某煤炭地下气化现场气化煤层的顶底板岩石不同温度下的热力学参数资料进行了收集整理,建立了岩石及煤比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,并采用COMSOL模拟了研究区地下气化的温度场分布。根据温度场模拟结果运用FLAC~(3D)软件对研究区的覆岩裂隙场进行了数值模拟,证明了数值计算模型及其结果的合理性。     

Field Parametric Geostatistics

Many techniques have been proposed for gold grades and ore reserve estimation but none is satisfactory. Even Indicator Geostatistics needs as many variograms as there are the chosen cutoffs and may lead to order relation problems. Here we present a method, the Field Parametric Geostatistics (FPG), that needs only one variogram, generally well behaved, brings no order relation problems, and transforms gold ore reserve estimation into an easy task. FPG deals simultaneously with both distribution function and spatial arrangement. The method applies also to any other Geosciences’ variable having highly skewed values. When used for non-skewed variables, the results are similar to Classical Geostatistics, with a smaller spread of the error. It seems that FPG can replace former Geostatistics with advantages in all cases, and Classical Geostatistics can be seen as a particular case of FPG.     

矿体与巷道的渗流场与应力场分析

渗流场与应力场的分布对矿体和巷道的结构稳定有重要的影响。利用ANSYS热分析功能来比拟渗流场,分析了矿体和巷道的渗流场与应力场分布。模拟结果表明,矿体考虑了渗流场的影响后,应力场有所增加。巷道最大应力区域出现在巷道两侧,得出巷道的破坏往往最先发生在巷道的两个肩与两底角的结论。     

采动岩体应力场与损伤场数值模拟

运用ANSYS数值模拟软件对某矿110工作面开采扰动条件下的应力场与岩体损伤场分布与演化规律进行了数值模拟实验。实验结果表明,由于煤壁前方15 m左右存在1个采动峰值压力带,因此随着工作面向前推进煤壁附近的煤体破坏较充分;直接顶首次深度损伤在30 m左右,之后每隔10 m左右产生1次深度损伤,由此可以确定初次来压及周期来压步距;基本顶的深度损伤并未出现在煤壁附近,而是在采空区后方作周期性损伤和触矸。