地表倾斜变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表倾斜变形与铁塔内力和变形特征关系进行了研究,分析了不同地表倾斜变形情况下高压线铁塔内力、位移和基础支座反力和临界地表倾斜值．结果表明：随着地表倾斜值的增加,高压线铁塔杆件的轴向压应力及拉应力最大值均呈二次方关系增加,高压线塔倾斜度及横担歪斜度呈线性关系增加．当采动引起的地表倾斜变形超过安全临界倾斜变形值时,铁塔杆件最大轴向应力超过其许用应力,处于不安全状态;高压线铁塔基础支座反力呈显非线性变化．这些研究为采动区高压线铁塔的安全性分析与评价提供了理论依据．     

采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

采动区建筑物下保护煤柱开采优化设计研究

采用岩层移动角进行留设保护煤柱的传统方法,增大了保护煤柱呆滞量,造成了煤炭资源的巨大浪费.为了探讨综放开采条件下保护煤柱留设的最优尺寸,基于潞安矿区王庄煤矿的地质采矿条件,提出了根据建筑物采动损害允许的临界变形值进行优化设计保护煤柱的新思路.按照概率积分法,预测计算开采工作面位于不同停采线位置时保护煤柱留设的合理尺寸,分析了不同开采方案下建筑物所受采动的影响面积、地表下沉程度及倾斜变形、拉伸变形等地表移动变形对建筑物采动损害的影响程度.通过11个方案的分析比较,结合经济与社会效益,给出了建筑物下保护煤柱留设的最优方案,为综放开采条件下建筑物压煤开采提供了科学依据.     

侧限条件下非饱和土增湿压缩试验研究

采动区建筑物局部地基增湿可减缓地表曲率变形,为研究非饱和土体增湿过程中的压缩变形规律,对侧限条件下不同初始含水量、荷载作用和渗水点位置等影响土体增湿压缩变形的因素进行了室内试验研究.试验结果表明,施加载荷和渗水点位置对土体渗水量和渗水速度有影响.在荷载作用下,非饱和土体增湿过程的压缩量与土体初始含水率、增湿时间、渗水量以及渗水点位置有密切关系.初始含水率越大土体增湿变形开始的时间越短;增湿时间越长,渗水量越多,施加载荷越大,土体的最终变形量越大;渗水点越接近载荷施加面,增湿变形的效果越显著.增湿变形具有3个阶段和可控性,研究结果对消除采动地表曲率变形对建筑物影响和建筑物结构纠偏等具有理论和实践指导意义.     

采动区可升降点式基础房屋抗变形理论探讨

提出了采动区可升降点式基础建筑物在地表移动和变形作用下的设计思想,导出了其附加作用力计算的基本公式,进行了可升降点式基础的设计．通过对比分析,此方案改善了传统的“条形基础抗采动房屋”的结构性能,使得建筑物能更有效地吸收和抵抗地表移动和变形．     

地表水平变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表水平变形与铁塔内力和变形的关系进行了研究.分析了高压线铁塔在不同地表拉伸、压缩变形影响下铁塔内力和位移的变化规律.研究表明,随着地表水平拉伸变形值的增加,高压线铁塔内杆件的轴向压应力和拉应力均呈二次方关系增加;随着地表水平压缩变形值的增加,高压线铁塔内杆件最大压应力和最大拉应力均呈对数关系递增.地表拉伸变形对高压线铁塔的影响大于地表压缩变形的影响;地表水平变形对高压线铁塔倾斜度及横担歪斜度影响相对较小.     

叠层橡胶支座竖向刚度退化对隔震结构的影响

隔震结构在地震作用下,叠层橡胶支座竖向刚度随剪切变形增加而不断退化,对整体隔震结构产生的影响尚不明确.为此,通过ABAQUS建立不同层数、层高、柱距的隔震框架结构,支座本构采用修正的双弹簧模型结果.通过ABAQUS用户单元子程序UEL,采用FORTRAN语言编写了能够考虑支座竖向刚度退化的支座单元程序;输入实际罕遇地震波,对结构进行弹塑性动力时程分析,研究支座竖向刚度退化对结构地震响应的影响.结果表明:支座竖向刚度退化对结构柱底剪力、轴力、弯矩及梁弯矩有一定影响,地震响应放大系数结果为1.1～1.3;支座竖向刚度退化对支座剪切变形及上部结构层间位移影响较小.研究结果可为今后进行罕遇地震作用下隔震结构的计算分析提供重要依据.     

采动影响下厚湿陷性黄土层拉伸裂缝预测研究

在受到采动影响下,为了预计湿陷性黄土地表生成裂缝的区域,提出了湿陷性黄土极限抗拉强度与采动影响而形成的拉伸变形相结合的方法,判断地表生成裂缝的区域.如果在采动影响下的拉伸变形量大于湿陷性黄土极限抗拉强度,则在该区域生成地表裂缝,否则不生成裂缝.利用概率积分法求得移动变形分量,并推导出了最大拉伸变形和最小压缩变形;根据黄土的力学参数,求得地表产生裂缝的极限抗拉变形.以常村矿为例,得到在该工程地质条件下,地表产生最小拉伸变形为3.9 mm/m,裂缝角为60°.     

村镇砖混住宅抗采动变形的结构保护体系研究

以二层三开间砖混结构住宅为研究对象,在地表土移动对基础底面的作用机理研究成果基础上,对地表发生采动变形,特别是曲率变形的情况,采用有限元方法分析了无抗采动结构保护措施建筑物的破坏机理,以及现有抗采动变形措施的保护作用与机理．在分析结果基础上,提出了以经济、安全为目的的抗地表采动变形的结构保护体系．     

某类铅芯橡胶支座的端部水平动静比研究

为了研究铅芯橡胶支座的端部水平动剪力与静剪力的关系,提出了动静比,并对于橡胶剪切模量为0.6 MPa的铅芯橡胶支座进行动静比的初步分析,依据建筑抗震设计规范对铅芯橡胶支座竖向设计荷载的规定,采用非线性模型对常用的铅芯橡胶支座进行动力时程响应分析,研究了铅芯橡胶支座的直径、屈服后刚度与屈服前刚度比及其竖向设计荷载等参数对地震作用下铅芯橡胶支座端部水平动静比的变化趋势和分布状态的影响,主要探讨了各种参数下剪切变形与动静比的变化关系,给出了动剪力的简化计算的一般公式.研究表明随着铅芯橡胶支座剪切变形的增大,其动静比逐渐的在降低,动剪力和静剪力逐渐接近.当剪切变形达到250%时动静比在1.25以内,此时动剪力简化计算结果与数值分析结果变化趋势基本一致,具有一定的可靠性.     

利用固体充填开采方法保护建筑群安全的研究

我国煤矿建筑物下压煤量占总压煤量的69%,同时每年要向地面排放4.5亿t以上的固体废弃物,因此,研究利用固体废弃物充填开采方法,在保证地表建筑物安全性的基础上,高效开采出下压煤炭资源意义重大.文章应用数值模拟方法,对建筑物下压煤开采所引起的岩层移动过程进行模拟,系统分析了采场围岩塑性区分布及地表沉陷量变化规律,由计算结果分析得知,应用固体充填开采法与无充填直接开采相比,采场围岩破坏单元数较少,围岩稳定性受影响较小,减少地表沉陷量效果明显.以数值模拟结果作为参考,研制了长臂综采矸石充填开采工艺的配套设备,并在某矿建筑物下压煤炭开采的实际应用中取得良好效果,有效控制了地表变形,保证了建筑物的安全性和资源的高效开采.     

采动区钢框架结构柱脚的内力变化规律

以煤矿采动区采动过程地表的动态变形规律为基础,采用有限元软件模拟了地表钢框架结构柱脚在整个地表动态变形过程中的内力变化规律.分析了柱脚内力与地表变形之间的关系及其柱脚最大内力值对应的地表位置,并将地表变形引起的框架结构柱脚附加内力和初始内力值进行对比,结果表明抗采动钢框架结构柱脚设计应当考虑附加内力的影响.     

渭北采动沉陷区地表裂缝规律及村镇抗变形民宅设计分析

以蒲白矿务局南井头矿4501工作面为例，介绍了地表裂缝的形成过程，分析了地表裂缝规律及其对面建筑物的影响，在此基础上，通过对12501面上试验房屋抗变形设计的研究，探讨了厚黄土覆盖抗变形设计技术措施，并对村镇抗变形建筑物的适用性进行了分析和总结，为渭北煤田的“三下”开采工作创造了有利条件。     

Comparative study of mining methods for reserves beneath end slope in flat surface mines with ultra-thick coal seams

The paper aims to identify a reasonable method for mining ultra-thick coal seams in an end-slope in surface mine, With a case study of Heidaigou surface coal mine(HSCM), the paper conducted a comparative research on three mining methods, namely Underground Mining Method(UMM), Highwall Mining System(HMS) and Local Steep Slope Mining Method(LSSMM). A model was firstly established to simulate the impact that UMM and HMS exert on monitoring points and surface deformation. The way that stripping and excavation amount varies with different slope angle, and the corresponding end slope stability were analyzed in the mode of LSSMM. Then a TOPSIS model was established by taking into account six indicators such as recovery ratio, technical complexity and adaptability, the impact on surface mining production, production safety and economic benefits. Finally, LSSMM was determined as the best mining method for mining ultra-thick coal seams in end slope in HSCM.     

矿用液压支架掩护梁结构强度优化的研究

在整个采煤过程中,液压支架作为煤矿开采的支护设备,它的高强度性和高安全性直接决定了煤矿开采作业的生产安全。根据目前对液压支架整体结构研究和实际采煤作业中发现掩护梁是液压支架整体较薄弱部位,特别是在顶梁受扭转载荷时更为突出。利用Hyperworks软件针对扭转载荷下的掩护梁进行了静力学分析和拓扑优化分析,在此基础上提出了结构优化方案,并对优化方案进行了相同工况下的静力学分析。对比优化方案的分析结果显示方案四使最大应力减小了24.46%,同时重量降低194 kg,最大位移也有所降低,优化结果最理想。对液压支架的整体优化提供了技术支持,完成了强化结构的同时液压支架总体轻量化的设计目标。     

Assessment of potential impacts to surface and subsurface water bodies due to longwall mining

Ground movements due to longwall mining operations have the potential to damage the hydrological balance within as well as outside the mine permit area in the form of increased surface ponding and changes to hydrogeological properties. Recently, the Office of Surface Mining, Reclamation and Enforcement(OSMRE) in the USA, has completed a public comment period on a newly proposed rule for the protection of streams and groundwater from adverse impacts of surface and underground mining operations(80 FR 44435). With increased community and regulatory focus on mining operations and their potential to adversely affect streams and groundwater, now there is a greater need for better prediction of the possible effects mining has on both surface and subsurface bodies of water. With mining induced stress and strain within the overburden correlated to changes in the hydrogeological properties of rock and soil, this paper investigates the evaluation of the hydrogeological system within the vicinity of an underground mining operation based on strain values calculated through a surface deformation prediction model. Through accurate modeling of the pre- and post-mining hydrogeological system, industry personnel can better depict mining induced effects on surface and subsurface bodies of water aiding in the optimization of underground extraction sequences while maintaining the integrity of water resources.     

基于软真度的关联规则挖掘方法

软集是一种新的处理不确定性问题的数学工具。基于软集和逻辑公式,提出一种新的关联规则挖掘方法。将软真度引入软集数据关联规则挖掘,利用软真度描述属性集之间的量化关系;讨论软真度和支持度之间的联系,给出满足给定的支持度阈值和可信度阈值的软关联规则挖掘方法。实例分析结果表明,该方法可约简冗余,提高效率。     

基于数据仓库的智能决策支持系统结构

分析了传统决策支持系统的缺陷,介绍了数据仓库和数据挖掘技术,提出了基于数据仓库的智能决策支持系统的部件结构,阐述了各部分功能及其相互关系．本结构将数据仓库、数据挖掘技术与传统决策支持系统的“有机地结合起来,既有传统决策支持系统的辅助决策功能,又可通过数据挖掘来提高系统的智能性．     

Hydraulic support crushed mechanism for the shallow seam mining face under the roadway pillars of room mining goaf

While the fully-mechanized longwall mining technology was employed in a shallow seam under a room mining goaf and overlained by thin bedrock and thick loose sands, the roadway pillars in the abandoned room mining goaf were in a stress-concentrated state, which may cause abnormal roof weighting, violent ground pressure behaviours, even roof fall and hydraulic support crushed(HSC) accidents. In this case,longwall mining safety and efficiency were seriously challenged. Based on the HSC accidents occurred during the longwall mining of 3-1-2 seam, which locates under the intersection zone of roadway pillars in the room mining goaf of 3-1-1 seam, this paper employed ground rock mechanics to analyse the overlying strata structure movement rules and presented the main influence factors and determination methods for the hydraulic support working resistance. The FLAC3 D software was used to simulate the overlying strata stress and plastic zone distribution characteristics. Field observation was implemented to contrastively analyse the hydraulic support working resistance distribution rules under the roadway pillars in strike direction, normal room mining goaf, roadway pillars in dip direction and intersection zone of roadway pillars. The results indicate that the key strata break along with rotations and reactions of the coal pillars deliver a larger concentrated load to the hydraulic support under intersection zone of roadway pillars than other conditions. The ‘‘overburden strata-key strata-roadway pillars-immediate roof" integrated load has exceeded the yield load that leads to HSC accidents. Findings in HSC mechanism provide a reasonable basis for shallow seam mining, and have important significance for the implementation of safe and efficient mining.     

基于数据库垂直表示的高效用项集挖掘算法研究

传统的频繁项集挖掘用支持度来衡量项集的重要性会丢失一些支持度不高,但效用很高、用户很可能感兴趣的模式.高效用项集能反映用户的偏好,弥补传统频繁项集挖掘的不足.本文提出了一种基于数据库垂直表示的高效用项集挖掘算法,通过执行事务支持集的交运算来找寻候选高效用项集,通过扫描一遍数据库,从候选高效用项集中发现高效用项集.本算法利用了数据库垂直表示方法存储量小、运算快的优势.实验结果表明,该算法具有较高的挖掘效率和良好的可扩展性.