爆破成井装药结构与中心孔药量的模拟与实践

为研究小断面急倾斜天井采用VCR法一次爆破成井的中心孔药量问题,采用ANSYS/LS-DYNA对成井过程进行了数值模拟。根据C·W利文斯顿球状药包理论,采用5孔布置、单孔中心掏槽、同分层中心孔与边孔不等高装药模拟成井过程。通过观察爆炸作用下岩石塑性应变场的变化,确定该方法能够很好地解决岩石夹制性问题。进而,改变中心孔药量进行多组模拟,发现不同中心孔药量与井壁上不同位置的单元应力对岩石抗拉强度的二阶矩的值呈非线性关系,并由此总结出中心孔药量的确定方法。工程实例验证了采用不等高装药与使用合理的药量能够达到理想的成井效果。     

非对称结构脱硫塔拆除方案对比研究

为了探索拆除非对称结构脱硫塔的合理方案,对塔体拆除常见的机械拆除和爆破拆除进行了比较、分析。机械拆除是将脱硫塔分为3部分拆除,对每一段的拆除条件和各项参数进行计算,最后进行稳定性验算,确定临界破坏条件;爆破拆除是利用ANSYS/LS-DYNA模拟软件对脱硫塔的整个爆破倒塌过程进行数值模拟,根据第1主应力分析塔体倒塌状态和应力变化,论证爆破方法的可行性。比较和分析的结果是,机械拆除和爆破拆除均可用,根据内蒙古霍林格勒市霍煤鸿骏铝电有限责任公司厂区内的烟气脱硫塔拆除的情况,确定选用机械拆除。为类似工程施工方法的选取提供了经验和参考价值。     

变电站高压电气设备局部放电检测方法研究

在变电站系统中,高压电气设备是否正常运行关系到整个电力系统的安全性、可靠性。针对电压电气设备局部放电的问题,提出了实时检测局部放电的方法,并设计出整套电气设备局部放电检测系统。采用监控系统监测变电站现场检测状况,通过旋转摄像头实时变换立体空间实现变电站检测的视频、图像采集,并基于结合 Sobel 算子的四帧差分法算法对所采集到的视频、图像分析。根据存在的不同问题,选择比如红外线检测单元、超声波检测单元和特高频检测单元的不同检测单元,从而实现电气设备局部放电的高精度、实时检测。通过试验,比起不采用旋转摄像头检测的情况,设计的技术方案检测精度更高,大大提高了设备的安全性,降低了维修成本,提高了企业的经济效益。     

基于HHT分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应

为确保隧道在循环爆破荷载作用下的使用寿命和稳定性能,提出了基于爆破振动信号分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应的新方法。依据监测试验获取的振速时程曲线,采用HHT理论将其变换为瞬时能量谱,对比爆破振动信号波形面积方法,针对质点振动能量分析隧道围岩结构物理力学性质的强弱效应,同时应用LS-DYNA数值软件的重启动命令,通过相同节点2次爆破X方向振速时程曲线验证新方法的准确性。研究结果表明:隧道DK497+286、DK497+291、DK497+296里程点3个方向振动能量均呈现下降变化趋势,说明爆破振动累积荷载对隧道监测点处围岩结构产生了破坏作用,并且垂直方向受爆破累积损伤最为严重,因此,需要根据围岩等级和在围岩等级改变处50 m范围内增加支护强度,保证隧道围岩结构安全。     

计及分布式微源控制特性的微网无功环流抑制

针对单元输出功率控制(UPC)和馈线潮流控制(FFC)不同控制模式下,微电网分布式微源(DG)之间的有功/无功功率均分控制特性进行了分析。受线路阻抗和本地负荷等的影响,DG因机端输出电压产生误差,进而生成无功环流。针对这一问题,这里提出了一种基于无功闭环控制的DG Q/U下垂特性自适应调节控制方法,根据下垂特性中电压给定参考值与逆变器输出电压的差值自动平移Q/U曲线,有效抑制了DG之间的无功环流。最后,通过搭建3台DG构建的微电网动模实验平台,分别对线路阻抗和本地负荷参数对DG无功均分控制特性影响进行了实验分析,并验证了所提出的无功环流抑制策略的有效性和可行性。     

框-筒结构楼房折叠爆破拆除数值模拟研究

待拆除建筑物为框-筒结构，结构强度高，稳定性好，且位于建筑物和人口密集区，周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案，提出“立体化渐变起爆”方法，即爆破缺口水平面和垂直平面的相邻爆破立柱炮孔延期时间差异化，实现空间上延时的一种起爆方式。然后利用ANSYS/LSDYNA有限元软件，对V形起爆、对称起爆和“立体化渐变起爆”三种不同起爆方式的爆破方案进行模拟分析，通过对比爆堆形态、爆堆范围和结构触地时能量变化等方面，最终确定了延期时间为0.50 s的立体化渐变起爆的爆破方案。结果表明：立体化渐变起爆与对称起爆相比，结构触地时动能降低50%,内能提高47%,与V形起爆相比，结构触地时动能降低36%,内能提高31%;采用立体化渐变起爆降低了结构的塌落触地振动，结构解体完全，减小了爆堆的范围；起爆方式相同，延期时间为0.50 s时的爆堆宽度和长度及结构的塌落触地振动均比0.25 s时小；数值模拟上部结构触地时刻为3.8 s,实际上部结构触地时刻为4.0 s,而最终爆堆形成均为6.0 s,数值模拟楼房的倒塌过程和爆堆范围与实际爆破效果基本吻合。