内爆法建筑倒塌过程和局部构件破坏数值模拟

为了探究内爆法拆除技术机理,通过混凝土本构MAT96,结合整体式建模对某建筑内爆法拆除的倒塌过程进行数值模拟,并对建筑物在倒塌过程中局部构件的破坏损伤情况进行分析研究,表明采用内爆法爆破拆除钢筋混凝土框架结构高层建筑物时,其倒塌过程强化了构件间相互的碰撞冲击挤压作用,能有效减少了结构体触地后的碰撞冲击能,被拆除建筑物的塌落振动效应也会随之降低,对于拆除爆破中结构构件破碎与解体的主要作用为构件间的碰撞冲击作用。     

基于MAT96本构模型的钢筋混凝土结构爆破拆除数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析了基于MAT96本构模型的钢筋混凝土结构爆破拆除过程。混凝土实体单元的单轴压缩模拟试验表明,材料的峰值抗拉强度为2.4 MPa,抗压强度为30.0 MPa,无围压压缩强度约为拉伸强度的12倍;在三轴压缩模拟试验中,随着围压升高,混凝土的抗压强度显著增加、变形显著增大,其模拟结果与真实混凝土试验相近。基于MAT96本构关系的混凝土试件在拉伸模拟试验中呈现的是混凝土的劈裂破坏,而压缩呈现的是对角线破坏,类似于混凝土材料实验室破坏模式,验证了MAT96材料本构关系与混凝土吻合较好。结合整体式建模模拟钢筋混凝土结构爆破拆除倒塌过程,基于计算结果,分析了建筑物在倒塌过程中的前冲、后坐、鼓胀等问题,并对整个倒塌过程做出了定量描述。通过与工程实践相对比,得知模拟结果较符合实际情况,对钢筋混凝土结构建筑物的拆除爆破工程具有指导意义。     

基于Euler-Lagrange方法的细粒煤脉动气流分选数值模拟

传统的欧拉模型和离散相模型难以准确模拟细粒煤气流分选过程,为此采用DDPM(Dense Discrete Phase Model)模型,引入相体积分数和软球碰撞模型,提出了一种基于离散相体积分数和颗粒间碰撞作用的新的细粒煤气流分选过程数值模拟方法。通过数值模拟与实验室连续分选实验,研究了分选机内流场分布和6~3 mm细粒煤脉动气流分选效果。结果表明:采用DDPM模型可有效模拟细粒煤气流分选过程中颗粒相对流场的扰动作用;分选柱内流场受被分选物料的影响,速度分布和压降值较加入颗粒前变化明显,且分选机处理量越高,压降变化越明显;实验条件范围内,DDPM模型模拟得到的各密度级重产物分配率均方根误差低于3%,且相同风量时,分选机处理量越大,分选密度越高。     

煤矿巷道支护方案专家系统及应用研究

煤矿巷道支护方案是涉及到工程地质、生产条件及岩石力学等因素的复杂理论技术问题,煤矿巷道支护方案专家系统针对这一难点,将巷道支护领域专家经验、典型工程案例、理论研究成果与计算机人工智技术能结合,建立了内容丰富的巷道支护专家经验、典型案例、理论研究成果知识库,采用基于规则和典型案例2条途径推理出巷道支护初始方案,运用FLAC3D二次开发技术建立了巷道支护模型运行程序并编译成动态链接库文件进行加载和调用,实现了基于数值模拟的巷道支护方案优化,并自动生成巷道支护断面图表。以山西某煤矿巷道支护方案设计为例进行应用,结果表明系统优化方案合理、可行。     

双酚A型邻苯二甲腈树脂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能

采用双酚A型邻苯二甲腈预聚树脂(BAPh-P)改性聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)树脂(PDMP)制备了双酚A型邻苯二甲腈/聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)树脂(PBA),利用DSC、FTIR、流变分析、TGA等技术分析其固化行为、黏度以及耐热性变化。结果表明,PBA树脂固化峰值温度较PDMP升高;固化反应主要为炔基的Diels-Alder和加成反应、氰基进一步交联生成三嗪环和酞菁环等结构反应;BAPh-P的加入提升了PDMP在空气下的耐热性,PBA-1(PDMP:BAPh-P质量比为5∶1)树脂固化物在N₂和空气氛围质量损失5%的温度(T_d5)分别为640.6℃和591℃,1000℃质量保留率为89.0%和26.9%;随着BAPh-P质量增加,PBA树脂固化物T_d5呈下降趋势,但空气中T_d5均高于PDMP;石英纤维增强PBA树脂基(QF/PBA)复合材料随BAPh-P质量增加室温弯曲强度逐渐升高,高温弯曲强度先升高后降低;其中QF/PBA-2复合材料室温和400℃弯曲强度分别为363 MPa和330 MPa,较PDMP分别提升91%和214%,室温和400℃的层间剪切强度(ILSS)分别为37.5 MPa和22.2 MPa。      

煤矿综采工作面实时信息绘图系统的研究与应用

为了实时直观反映井下综采工作面生产过程中的相关情况,设计开发了一套煤矿综采工作面实时信息绘图系统,介绍了该系统的人机交互界面设计、结构设计和功能模块设计.基于AutoCAD二次开发技术设计的煤矿综采工作面实时信息绘图系统可以快速地、准确地和直观地实现当前综采工作面地质相关情况的实测素描图,实际应用表明,该系统实时绘图效果良好,具有较好的实用价值.     

基于工程类比煤巷支护智能预测系统与应用

基于煤巷支护理论研究成果和生产一线调研,分析研究了影响工程类比法煤巷支护设计的六个主要影响因素。采用一线调查问卷和实验室实测等方式,获得52条煤巷支护典型巷道数据,并结合领域专家成果建立了煤巷支护设计典型案例知识库。应用最新的人工智能技术、计算机技术和可视化的设计方法,研发了工程类比煤巷支护智能预测系统。将工程类比、现场实测和专业理论有机结合,实现待测巷道的支护方案预测和优化,较大程度发挥了工程类比法支护设计的优势。应用系统对山西霍州煤矿进行支护方案预测,其预测结果与实际情况吻合较好。系统的研发和使用对利用信息技术发挥工程类比优势,提高煤巷实际支护效果具有一定的实用价值。     

基于灰色关联分析的岩体可爆性分级应用研究

从工程应用角度出发,选取岩石坚固性系数f、岩石的波阻抗、炸药消耗量和岩体平均裂隙距作为煤矿岩巷岩体可爆性分级的评判指标,运用层次分析法确定各影响因素的权值。通过扩展的最小二乘法准则构造目标函数,建立灰色关联模型对岩巷岩体可爆性分级进行评判。实际工程应用表明,分级评判结果较符合实际情况,对于煤矿岩巷的快速、安全掘进设计具有一定参考价值。     

大断面斜井机械化快速施工组织设计研究

施工组织设计是指导项目工程建设的重要技术经济性文件。禾草沟煤矿副斜井基岩段长度1533.7m,掘进断面面积21.6m2,属于大断面超长斜井。禾草沟煤矿根据具体地质情况,优化施工组织设计,采用"四八交叉制"循环作业方式,运用大功率EBZ318H型综掘机掘进,实现了斜井快速施工,取得了最高月进227m的好成绩,工程质量优良,未发生安全事故,实现了安全高效、优质快速施工,经济效益和社会效益明显,为同类大断面超长斜井施工方面积累了丰富的经验。