基于EWM和PCA的底板突水危险性评价

依据熵权系数法(EWM)与主成分分析(PCA)的原理与方法,将2个方法相结合,选取含水层水压、隔水层厚度、含水层的富水性、地质构造4个影响因素,计算各个因素的综合权重,对鲁西煤矿17煤底板的突水危险性进行评价分析并分区,并与传统的突水系数法相比较分析,对17煤开采奥灰水防治具有指导意义。     

矿井TEM与地震联合反演导水陷落柱的试验研究

陷落柱对煤矿安全生产威胁极大,矿井TEM和地震勘探是2种主要的导水陷落柱探查方法,矿井TEM对富水性敏感,地震勘探空间分辨率高,为了充分利用2种方法各自优势,提出了基于矿井TEM和地震联合反演的导水陷落柱精细探测方法。首先,提出了基于镜像2D电阻率模型和全空间1D TEM正演算法的矿井拟二维(Pseudo-2D) TEM反演算法。矿井Pseudo-2D TEM反演算法既满足交叉梯度联合反演算法对2D模型的需要,又具有较快的反演计算速度。然后,通过去掉常规联合反演目标函数中的地震正演项,只在交叉梯度项中保留地震波阻抗模型参数,建立了单向交叉梯度联合反演算法。在单向交叉梯度联合反演算法中,地震波阻抗模型只对TEM反演进行约束,电阻率模型不对地震反演进行约束,地震波阻抗反演可以通过商业软件完成,TEM反演采用矿井Pseudo-2D TEM反演算法。通过对地震波阻抗模型进行双三次插值处理,实现地震波阻抗模型和电阻率模型之间的模型网格匹配。通过基于K-means算法的地震波阻抗模型聚类分割处理方法消除地震波阻抗模型中的次要结构变化,增加联合反演稳定性。最后,建立了含导水陷落柱地质-地球物理模型,采用有限差分方法分别进行了3D矿井TEM和3D地震勘探正演计算,对正演模拟数据进行了单独反演和联合反演计算。结果表明:联合反演能够同时重建理论模型的形状和电性特征,联合反演结果不仅具有较高的空间分辨率,而且能够反映陷落柱的富水性,优于单独TEM和单独地震方法反演结果。相比传统联合反演方法主要应用于大尺度目标体探测或浅地表成像,基于矿井TEM和地震的单向交叉梯度联合反演方法可以实现大深度小尺度目标体的精细探测。     

薄煤层工作面顶板运动及矿压显现规律研究

以开采锦丘煤矿16101薄煤层工作面为工程背景,对回采工作面压力以及巷道超前支护单体液压支柱的压力进行监测,确定了直接顶、基本顶的初次来压步距及基本顶周期来压步距,得到了支承压力的分布和显现规律,为确定需控岩层范围、巷道支护强度以及支柱的选型提供了科学依据。     

基于正交试验的地表沉陷主控因素敏感性分析

根据工程实践及大量实测地表沉陷数据,选取覆岩关键层层数、弹性模量和覆岩关键层位置作为地表沉陷主控因素。以阳城煤矿1306工作面的地质开采条件为工程背景,通过COMSOL Multiphysics数值模拟软件,对地表沉陷位移进行正交模拟,并对模拟结果分别进行方差分析。     

某无砟轨道桥梁地段施工技术探讨

无砟轨道由于其稳定性好、平顺性优良等特点得到了越来越广泛的应用。本文依托某铁路专线,探讨了无砟轨道桥梁地段施工技术,对施工通道设置、底座板的施工等进行了探讨,可为类似的工程提供有益的参考。     

碳纤维电地暖的智能温控及蓄能系统

碳纤维电地暖相较于其他地暖,在能源的消耗、对环境造成的压力和经济效益等方面具备明显的优势。为了在供暖过程中实现更加节能高效的目标,并同时满足各住户对不同舒适度的要求,我们将模糊PID控制器作为核心,构建智能温度控制及蓄能系统。我们将一个电能表单独与碳纤维电地暖串联,并在发热电缆周围放置精确的温度测量装置和信号转换器,供暖所消耗的电能和发热电缆的实时温度分别由电能表和温度测量装置测定,同时转换为电信号,并经过模糊PID控制器处理,用来动态合理的分配发热电缆的电能,实现在电能的使用上达到“移峰填谷”、节能减排的目的。     

采煤工作面空气幕隔热技术

针对采煤工作面降温时风流漏入采空区进行热交换,再将采空区的热量带入工作面,影响工作面降温效果的问题,提出了一种利用空气幕阻隔风流进入采空区的技术并对采空区漏风量及热量进行计算。在工作面液压支架下方两柱之间设置1组空气幕,防止风流进入采空区。选取唐口煤矿1302工作面作为仿真模型,运用ANSYS FLUENT软件对阻隔风流前后工作面三维空间内温度场的分布特点以及变化规律进行数值模拟。结果表明:采用空气幕后在漏风影响的区域内温度下降较为明显,温度降低接近2℃,此时工作面内大部分区域温度≤26℃。     

中心曲面锥型旋流器分离性能的数值模拟

针对普通旋流器所存在的溢流跑粗问题，提出一种带有中心曲面锥的水力旋流器，利用中心曲面锥结构引导内旋流中一部分粗颗粒到外旋流重新参与分离，减少溢流跑粗。通过数值模拟对比分析了中心锥型旋流器和中心曲面锥型旋流器的流场特性和分离性能。对比结果表明，将中心锥改进为中心曲面锥后，中心锥体附近流体的径向速度增大，进一步强化了内旋流中粗颗粒向外旋流的运动，减小了粗颗粒进入溢流的概率；切向速度变大，有利于颗粒的离心分离；轴向速度减小，颗粒分离时间延长，分离更充分；湍动能减小，流场更加稳定。模拟结果显示，与中心锥型旋流器相比，中心曲面锥型旋流器溢流中≥35 μm 颗粒含量相对减小 11.08%，≥35 μm 颗粒的分级效率提高了 4.04 个百分点。