深部岩体力学与开采理论研究进展

随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的"三高"赋存环境的本真属性及资源开采"强扰动"和"强时效"的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。国家"十三五"重点研发计划"深部岩体力学与开采理论"针对上述难题进行了系统研究,本文详细总结了项目研究进展,包括:①初步形成了原位保真取芯、保真移位、保真测试的技术体系并开展不同深度原位恢复物理力学试验;②系统探索了扰动条件下不同赋存深度岩体原位长期力学行为,构建了不同赋存应力环境的岩石动态本构模型;③提出了适用于复杂地质条件下深部非线性岩体平均应力与变形模量的关系式,开发了批数据处理网络算法反演深部地应力场,系统研究了岩石破坏过程中的能量积聚、能量耗散特性;④提出了"强扰动"和"强时效"特征的判定依据,探索了深部开采强扰动应力路径下煤体损伤规律及非连续支承压力理论,研究了深部开采强扰动煤体损伤破裂、能量演化及渗透特性;⑤建立了岩体介质复杂孔隙结构的三维可视化模型,实现了裂纹动态扩展过程中应力场的可视化,研发了可视化物理模型的三维应力场的冻结实验装置;⑥开展了深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟,提出了深部近采场区域应力平稳释放理论与方法,研发并应用了深部硬岩高应力诱导与爆破耦合的破岩方法与技术;⑦概括了深部硬岩强卸荷下3种灾害模式的破裂孕育分异演化机制,提出了基于物质点原理描述岩体连续-非连续计算分析新方法,创新了硐室稳定的裂化-抑制支护方法;⑧分析了深部煤炭安全绿色开采的主要影响因素,初步构建了"高保低损"型深部煤炭安全绿色开采新模式;⑨建立了深部地下开采空间模型及生产计划动态优化模型,提出了深部掘进工作面卸荷技术、深部高应力矿柱一体化卸压控制对策以及深部卸压帷幕应力隔断技术。基于以上内容,初步构建了深部岩体力学与开采理论研究体系,以期为未来中国深部矿产资源开发提供理论基础与技术支撑。     

浅谈工程地质三维建模与可视化

现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。分析了工程地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题，并结合金沙江某水电工程坝址区的三维地质建模进行了初步开发和应用。     

应用计算机编制煤矿生产计划

矿井采煤计划编制影响因素复杂,是一个多环节的综合决策过程。用单一的优化方法进行优化,难以实现计划的系统优化。运用计算机进行煤矿生产计划编制的实质是应用系统工程优化理论和先进的计算机软件技术,建立一个集工作面地质数据库管理、模型优化、计划编制可视化于一体的综合的采煤计划编制环境。     

矿井灾害可视化应急救援系统的研究与应用

文章以河北金牛能源集团东庞煤矿为例,通过对矿井情况的全面了解和矿井灾害应急救援技术的研究,利用地理信息系统控件mapx建立了可视化的矿井灾害应急救援系统,系统拥有内容丰富的数据库和知识库,将井下危险源、工作面、避灾路线、灾害影响区域、通讯设备分部等与矿井救灾密切相关的信息在地图上动态显示,并且将其属性信息与图形信息紧密结合,图文并茂,为矿井灾害的预防和处理提供有力的技术支持。     

三维地矿工程体视化技术

描述了体视化技术的主要过程。对地矿工程的两种数据，即离散的钻孔采样数据和连续的工程布置几何模型数据．分别通过插值处理和体素化处理形成三维规则体数据场。最后，通过对体视化的各种算法和地矿工程数据的特点进行了剖析，给出了一种改进的光线投射法，并结合某一铁矿山的情况进行了模型验证。     

基于煤火信息的三维模型构建

煤火不仅消耗大量资源,而且污染环境,对矿井的安全生产也构成极大的威胁。所以煤层自燃的问题愈发引起人们的重视。随着研究的深入,煤火研究在各个方面取得了令人瞩目的成绩。但在煤层自燃的三维可视化方面突破不大,论文试图利用传统三维可视化建模技术,结合新思路新方法,构建煤火的三维模型,从而为煤火研究提供直观研究平台。     

小流量轴流风机流动分离的油流显示探讨

通过油流显示方法 ,对轴流式通风机小流量工况的分离流进行了深入研究 ,并更深一步地了解风机内部流动的本质特征 ,为改善轴流风机工况性能的理论研究和实践提供了实验依据     

用于数据挖掘的多维数据可视化技术

用于数据挖掘的多维数据可视化技术,将多维数据通过平行坐标、圆形分段或多维缩放变换以二维图形显示.平行坐标用其坐标点显示变量,直线连接坐标点为折线.圆形分段以每个彩色像素点映射一个值,并将每一维的数据在不同区域显示.多维缩放则在尽可能保留数据点间距的同时,在低维空间内表示多维数据.     

大水矿山导水通道及帷幕薄弱带可视化研究

大水矿山主要通过构筑阻水帷幕进行水害治理,由于地质条件的复杂性和技术水平的制约,帷幕构筑时极易形成薄弱带,从而导致帷幕堵水效果较差。本文以恒辉铁矿区为例,在对矿床构造、地层、岩性、水位、注浆情况以及物探资料进行综合研究的基础上,确定了该矿床帷幕薄弱带主要发育在帷幕东北、东南及南部一带。同时借助3DMine软件建立了矿区三维水文地质模型,全方位、可视化地展示了导水通道及帷幕薄弱带与矿体、巷道等的位置关系。研究成果可辅助矿山对巷道及帷幕进行优化设计,为矿山安全生产及灾害预防提供依据。     

Air distribution in room ventilated by fabric air dispersion system

Several researches about airflow distribution in a room generated by fabric air dispersion system (FADS) were reported, but details about the simulation in computer fluid dynamics (CFD) method were not elaborated. In present work The commercial software FLUENT with standard k−ε$k-\epsilon$ turbulence model is applied to predict air distribution in a room ventilated by FADS in penetration mode, where FADS is described with the porous media model based on the modified Forchheimer equation. And more details about the simulation are given. Flow visualization near the region of FADS is conducted using dry-ice as a smoking material. The distribution of indoor air velocity and temperature and draught rating (DR) around the ankle and neck level are predicted. The simulation well matches the corresponding experimental value and results of earlier work. Results showed that air is radially discharged out in the direction perpendicular to the spatial cambered porous fibre in lower velocity, and evenly distributed along its length direction when air is distributed by FADS in penetration mode. The velocity of indoor air is very low, and the vertical air temperature difference is small (less than 2 K). DR around the ankle and neck is immune to supply air flow rate and location, which is less than the comfort limit of ASHRAE Standard 55-2004. In addition, airflow pattern is greatly impacted by the location and strength of heat load.