无风墙机站的有效风压测试及数值模拟

在深入分析无风墙机站通风实践的基础上,为解决有效风压计算中出现的误差和反风的问题,采用相似模拟实验和数值模拟的方法,对无风墙机站有效风压的计算公式做进一步的修正,并确定了反风的临界条件。研究结果表明:相似模拟实验和数值模拟可以准确描述无风墙机站通风系统中巷道风流的流动状态和风压分布,为提高无风墙机站的有效风压提供了数据和理论支撑,对于矿井的无风墙通风系统的选择和结构设计具有重要的理论指导作用。     

无风墙机站设计参数的确定

介绍无风墙机站设计参数的计算方法、实测数据及其使用效果     

井下无风墙机站通风工业试验

文中阐述了在井下多级机站通风系统中,采场的机站常被爆破冲击波破坏;梅山铁矿为了解决这个问题,进行了无风墙机站的工业试验;试验证明,它能承受井下爆破冲击波,能满足工作面的风量要求,简化了机站形式,提高了整个通风系统运行的可靠性,并具有较好的经济效益。     

无风墙机站设计参数的确定

介绍无风墙机站设计参数的计算方法，实测数据及其使用效果。     

基于PIV的无风墙通风实验研究

粒子图像测速（PIV）是一种非接触式的流场测试技术,被广泛应用于液体或气体的流场测定。阐述了PIV技术的基本原理,对PIV技术在测量无风墙通风轴流风机附近的流场的应用进行了实验研究。实验分别测试了模型巷道进风口面积为0.04、0.03、0.02 和0.01 m2 4种情况下无风墙通风轴流风机附近的流场。实验表明：运用PIV技术测试无风墙通风的流场是合理可行的,实验能够较为精确地测试出轴流风机附近的流场;轴流风机出风口处的上方风流流场中出现了明显的涡流;随着模型巷道进风口面积的减小,轴流风机的出风口与进风口间产生了循环风流,且循环风流的风量与模型巷道的进风口面积的大小成负相关的关系。     

无风墙辅扇通风引射器最优出口断面研究

针对提高井下无风墙辅扇通风效率的技术难题,依据风流流动和辅扇通风的基础理论,建立安装引射器的无风墙辅扇通风的理论模型,应用Fluent软件进行数值模拟研究,并在相似模拟实验模型中测试不同引射器出口对辅扇通风性能的影响。结果表明:合适的引射器出口断面有效地提高了辅扇通风效率,增加巷道风量,增强井下辅扇通风方法的适应性,减少了辅扇通风能耗,同时促进矿井安全生产以及对矿山通风系统的的节能降耗具有一定的参考价值。     

北京地铁崇文门站暗挖施工数值模拟研究

介绍了北京地铁崇文门站双层断面暗挖施工方法和支护手段。采用有限元方法对地铁车站主体结构施工全过程进行了数值模拟研究,得到了施工过程中的应力、位移变化情况,掌握了施工过程中影响洞室稳定性的关键因素,对施工具有指导作用。     

充填墙提升煤柱性能机理与数值模拟研究

在对条带煤柱破坏失稳过程和规律分析的基础上,研究了充填墙加固煤柱以提升其性能机理,对低强度膏体和高强度矸石混凝土充填墙提升煤柱性能进行了模拟及分析。结果表明:充填墙加固作用主要体现在对煤柱侧向约束和分担煤柱承载载荷上,充填墙自身强度和对煤柱的侧向约束须满足一定条件才能保证煤柱性能提升效果;充填墙主要限制了煤柱塑性破坏区煤体横向变形并使其承载能力增加而宽度减小;充填墙分担煤柱承载载荷,煤柱整体支承压力都有所降低;高强度矸石混凝土充填墙提升煤柱性能效果优于低强度膏体充填墙,相同宽度下可以分担更多煤柱承载载荷、更有效地限制煤柱横向变形并提供足够的侧向约束力;在模拟地质采矿条件下当矸石混凝土充填墙宽度3 m时为最佳,煤柱性能得到显著提升,又不至过大增加成本,煤柱整体应力分布趋于平缓、均匀,横向变形较小,3 m宽矸石混凝土充填墙可等效7.93 m宽煤柱,煤柱尺寸可减小15.86 m,煤炭采出率可提高17.62%。     

采区爆破能量释放式机站和风墙的试验研究

在爆破能量释放式机站和风墙的试验研究中,采用了具有柔性的胶带帘,以抵抗和释放爆破冲击波能量,避免了风机、机站和风墙与爆破冲击波的“刚性接触”而被破坏,保证了距离采场较近机站的安全并较好的利用了机站的压头,为多级机站通风系统采场的Ⅰ级机站设计提供了一种新的形式。     

对旋风机噪声分析与数值模拟研究

对于KDF-5型对旋轴流风机进行研究,通过数值模拟和实验研究发现:在设计工况下,以轴流噪声为主;在小流量工况下,以涡流噪声为主。随着流量的减小,噪声变得越来越大。     

对旋风机流场分析与数值模拟研究

运用ANSYS等仿真软件对对旋轴流式风机进行数值模拟与仿真,从风机速度流线、流道内速度与压力矢量以及二级叶片压力等几个方面,对比分析了不同工况下风机内流场的变化情况。通过数值模拟,能真实反映风机内部的复杂流动,为对旋风机的设计和改进提供依据和方向。     

软岩巷道爆破损伤效应数值模拟研究

采用摩尔-库伦模型对基于FLAC3D用户自定义本构模型二次开发的动力损伤本构模型进行了动力计算;现场声波对巷道顶底板围岩进行了波速测试。结果表明:摩尔-库伦模型不适合用来模拟围岩的动力损伤效应,而采用二次开发的动力损伤模型得出的结果与现场实测结果较为吻合。     

含单一孔洞岩石形状效应数值模拟研究

为研究形状效应对含孔洞岩石强度特征、变形特征和破裂演化规律的影响,利用岩石破裂过程分析系统RFPA2D,对不同宽度孔洞岩石试样进行单轴压缩数值模拟。结果表明:随着试样宽度增大,完整试样峰值强度表现为逐渐减小的特征,而含孔洞岩石试样峰值强度先增大后又逐渐减小,当试样宽度为160 mm时,取得最大值;孔洞岩石试样的破坏模式随着试样宽度的增大逐渐由拉伸破坏演化为剪切破坏。     

断裂带岩体采动效应的数值模拟研究

断层带岩体一直是煤炭开采过程中受关注的区域。随着能源紧缺问题的进一步突出,煤柱也日益成为被关注的主要区域。利用FLAC-2D数值模拟软件对断层带开采对底板和断层切割的含水层的岩体的应力和位移的变化进行模拟分析,提出了断层煤柱留设的建议,为科学留设防水煤柱提供依据。     

基于数值模拟的矿井活塞风效应研究

为了研究矿车处于不同运行状态下巷道内活塞风效应的变化规律,采用标准k-ε湍流模型对矿井巷道内矿车运动时的气流状态进行数值模拟,得到矿车处于不同运行状态时巷道内风流速度场和压力场的分布特征和变化规律。结果表明:巷道风速保持不变,当矿车静止时,巷道内压力场和流场变化很小;随着车速的增大,巷道内活塞风效应加强,且逆风行驶时巷内活塞风效应变化比顺风行驶时更显著,对巷道通风的影响更大。结果为进一步研究矿井活塞风效应提供了指导。     

共墙深基坑开挖监测数据分析及数值模拟

共用围护结构的深基坑在开挖时会相互影响相互制约,也会对周边环境造成叠加影响。本文基于城际铁路前海站交通枢纽共墙深基坑工程,通过现场监测数据分析共墙深基坑在开挖阶段的围护结构变形特性及周边地表沉降规律,并根据现场监测数据对数值模型进行验证,再利用验证后的数值模型对同步开挖工序下共用地连墙的变形特性和地表沉降规律进行分析。结果表明：共墙深基坑非同步开挖时,共用围护墙会向先开挖的基坑侧偏移,坑边地表沉降也会因相邻基坑开挖而增加;同步开挖时,共用围护墙会向支撑刚度较小的基坑侧偏移,但偏移值远小于非同步开挖,地表沉降也明显减小,理想条件下可优先考虑同步开挖。     

井底车场巷道围岩支护效应数值模拟研究

为科学确定金鼎煤矿井底车场巷道掘进过程中位移场、应力场分布和支护效应,对后续支护方式和参数提供有益参考,采用基于快速拉格朗日法的FLAC3D软件对其进行了数值模拟研究。研究结果表明:巷道掘进过程中,巷道周边围岩出现明显塑性变形,采用锚网喷联合支护后,巷道变形得到有效控制,塑性区缩小且巷道两帮主应力有不同程度降低。