基于SEM图像的煤层气渗流裂隙开度影响的模拟研究

通过SEM技术获得煤真实裂隙结构,用以解决煤的非均匀性表征问题。基于裂隙结构特征,使用COMSOL求解Stokes方程来计算气体流动的动力特性,并建立气体渗透率的计算模型,同时定量化的研究了裂隙开度对渗透率的影响。结果表明:裂隙开度对煤层气渗透率的影响很大,同时当考虑Klinkenberg效应时,修正了其气体裂隙流动模型。     

极弱胶结地层煤巷支护体系与监控分析

针对极弱胶结地层煤巷围岩自稳能力差、自稳时间短、围岩变形剧烈等特征,采用FLAC3D深入揭示了矩形、切圆拱形与直墙拱形等3种断面形状煤巷开挖后围岩位移、塑性区及应力分布规律,确定了极弱胶结地层煤巷合理断面形状;结合国内外煤巷支护理论与技术,提出了极弱胶结地层煤巷"双层锚固平衡拱结构",基于煤层厚度与巷道埋深,分类提出了极弱胶结地层煤巷支护技术方案,模拟验证了支护方案的合理性与可行性;基于围岩变形与支护结构受力实时监测及分析,动态掌握了极弱胶结地层煤巷围岩变形与支护结构受力状态,评价了支护效果与验证了支护方案的可行性。监测结果表明,切圆拱形断面煤巷成型较好、受力均匀,有利于巷道围岩的整体稳定,提高了煤巷开挖后的自稳与承载能力;锚网索联合支护技术方案有效地控制了极弱胶结地层煤巷围岩大变形与破坏,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

煤矿斜井井筒过流砂层施工技术研究及应用

流砂层是矿井建设常遇见的不良地层,在含水或动力扰动下具有自流动性,施工不当会引起流砂向临空面流动充填开挖空间将井筒淹没或造成地表大面积塌陷。采用工程地质钻探与地面直流电法勘探技术,确定了流砂层的厚度与含水特征;根据斜井井筒穿越流砂层的垂深,将斜井井筒过流砂层技术方案进行分类研究,提出了斜井井筒过不同厚度流砂层的合理掘进技术;基于理论分析与数值计算,确定了斜井井筒支护结构承受的荷载,提出了斜井井筒过流砂层合理的井壁结构;为评价支护效果,对斜井井筒围岩变形、型钢支架受力、二衬接触应力、衬砌钢筋受力及渗水压力等进行了实时监测,监测结果表明:斜井井筒过流砂层的施工技术方案分类合理,保证了斜井井筒的掘进进度与施工安全;井壁结构安全可靠,保证了斜井井筒围岩与支护结构的稳定。     

基于改进遗传算法的继电保护一体化图形 拼接厂站最优布局

继电保护整定计算在电力系统广泛采用分布式整定计算模式,在继电保护整定计算模型拼接中,图形拼接部分存在着接线混乱的问题。深入研究了一体化继电保护图形拼接的特点,结合厂站电压等级,提出了基于改进遗传算法的继电保护一体化图形拼接方法。为了提高图形拼接的效率,采用按电压等级分层寻优的方式确定最优厂站布局。最后通过实际算例验证了该方法的快速性及有效性。     

基于双屈服面模型的圆形软岩巷道围岩变形弹塑性解

软岩巷道过大的径向位移对煤矿生产有较大影响。基于双屈服面模型,利用某种泥岩材料的常规三轴实验数据,分别拟合了以第一、第三塑性主应变(ε_1~p,ε_3~p)为硬化参量的加载面,根据对完全加载假设的验证,推导了此泥岩材料的非关联流动法则,得到了围岩塑性区范围和径向位移的解。研究结果表明:该泥岩材料的2个加载面形式为二次函数,各项系数均可表示为ε_1~p或ε_3~p的一次函数,由此确定塑性应变增量分量的大小;推导出的非关联流动法则中含有常数项,其原因为:在加载过程中,会先达到以ε_3~p为硬化参量的加载面,当ε_1~p恰好为0时,ε_3~p即为该常数的值;考虑了岩石的非线性应变软化特征,排除了"人为假定流动法则"等主观因素的干扰,求解了塑性区范围和径向位移的解析解,得到了在一定地应力和该岩性条件下二者与开挖半径的线性拟合公式。     

深部软弱地层大断面箕斗装载硐室稳定监控分析

主井箕斗装载硐室处于矿井的咽喉部位,设计断面大、受力复杂、服务于矿井全周期,箕斗装载硐室是否稳定直接影响着整个煤矿的生产运营.采用ANSYS建立箕斗装载硐室的三维地质力学模型,基于FLAC3D模拟分析开挖与支护条件下箕斗装载硐室围岩位移场和塑性区的演化规律,确定锚杆(索)合理的间排距.基于新奥法思想,采用锚杆(索)测力计、压力盒和钢筋计等传感器对深部特大型箕斗装载硐室支护结构的受力状态进行动态监测,初步揭示锚杆(索)轴力、围岩压力(初期支护与二衬间的接触应力)、二衬钢筋受力随时间的演化规律,分析支护结构的工作状态和发展规律,评价现有支护技术方案的支护效果,为进一步优化支护设计奠定基础.监测结果表明,支护结构的受力数值均在安全范围内,尤其是钢筋混凝土衬砌结构的受力状态良好,结构安全可靠,起到了安全承载储备作用;所采用的"锚网索喷初次支护+钢筋混凝土衬砌二次支护"联合支护技术方案,保证了深埋大断面硐室的稳定及使用安全.     

姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究

以姑山铁矿为工程背景, 针对采用进路充填采矿法的露天转地下开采矿山, 提出将露天转地下开采留设的境界顶柱简化为“梯度荷载作用下的悬臂梁超静定”平面应变力学模型, 采用弹性力学半逆解法求解出境界顶柱各应力分量的解析解, 并以抗拉强度为破坏指标, 计算出境界顶柱合理厚度的理论值。运用此方法计算出姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度的理论值, 并以此为基础数据, 结合FLAC^3D数值模拟获得了该矿境界顶柱合理厚度范围为23～25 m。     

“北引”明渠渗漏成因的初步探讨

本文以实测资料为基础对明渠渗漏成因进行了分析，寻找了影响北引０～１７ｋｍ段严重渗漏的要素，并对渗漏规律进行了探讨。     

和睦山铁矿采矿进路锚网喷支护参数优化分析

针对大断面采矿进路变形破坏严重、易冒顶等围岩控制难题,提出了全断面锚网喷支护技术方案,采用FLAC3D对支护技术方案围岩控制效果与支护参数进行了优化研究,揭示了不同支护技术方案与支护参数条件下采矿进路围岩稳定演化规律,得到了锚网喷支护结构的最优参数。数值模拟结果表明:随着支护强度提高(锚杆长度增加、间排距减小),采矿进路围岩塑性区破坏深度和位移逐渐减小,采用全断面锚网喷支护技术方案可有效地控制大断面采矿进路围岩的大变形与塑性区扩展,较好的解决了大断面采矿进路支护难题。     

地面注浆堵水技术及应用研究

介绍了地面注浆堵水技术,结合工程实例,对地面预注浆封堵井筒地下水的设计方案、施工过程、堵水效果等进行了论述。工程实践表明,注浆堵水技术是治理含水复杂地层发生水害的有效技术方法之一,为类似工程治水提供了宝贵的经验,具有较大的推广价值。