注浆减沉时浆液水的渗流规律研究

离层带内浆液水的渗流与分布规律 ,是注浆减沉理论的重要组成部分。它直接关系着注浆施工的安全和注浆的长期稳定性 ,本文基于地下水动力学原理 ,将浆液水的渗流分成无压渗流和承压渗流两个阶段 ,并建立了浆液水的渗流模型 ,详细描述了浆液水在离层上下位岩体的运移过程。     

扩散条件下褐煤正向阴燃特性的初步研究

基于传热学及燃烧学理论,用自行设计的阴燃实验装置对褐煤进行了正向阴燃实验,主要是针对正向阴燃过程中的温度及特征气体浓度变化进行了连续测定。通过分析实验数据,研究了褐煤正向阴燃时的引燃特性、耐火性和传播特性。研究结果表明,褐煤具有易引燃、阴燃传播速度慢、高温维持时间长、保存火种能力强的特点,通常是地下煤矿的一个重大安全隐患。     

基于时变扩散系数的圆柱体煤屑的瓦斯放散规律研究

通过对煤样破碎、筛分后煤屑的形状进行观测,发现其中一小部分煤屑形状为球形、平板形,而大部分煤屑形状为圆柱体或长方体。分析了煤屑放散瓦斯过程中扩散系数的时变特征,以此为基础建立了基于时变扩散系数的圆柱体煤屑瓦斯扩散数学模型,采用数学物理的方法求取了相应的解析解。采用实验测试的方法,对所推导的圆柱体煤屑瓦斯扩散数学模型的解析解进行了验证,并与球形煤屑瓦斯扩散模型的解析解进行了对比,结果表明：圆柱体煤屑瓦斯扩散模型解析解能更好地反映煤屑放散瓦斯的特征,具有广泛适用性,可用于对试验数据的拟合,以及为煤矿井下瓦斯含量测定方法的研究提供理论依据。     

瓦斯抽采钻孔封孔水泥浆液水灰比优化研究

为进一步提高本煤层瓦斯抽采钻孔封孔模拟的准确性,考虑水泥浆液扩散过程中黏度时变性及应力对浆液扩散造成的影响,对不同水灰比条件下的水泥浆液基本性能进行实验室测定,分析了不同水灰比的水泥浆液性能及变化特点。采用理论推导、数值模拟的方法,对不同水灰比条件下的水泥浆液扩散范围开展研究计算,对煤矿井下注浆封孔水泥浆液的水灰比进行了优化。在贵州小屯煤矿对模拟结果进行实测验证,现场封孔效果较好,进一步结合井下实际情况对水泥浆液的水灰比进行优化。研究结果表明：水泥浆液初始动力黏度随水灰比增大而减小,水泥浆液黏度随时间基本呈指数增长;根据井下实际封孔情况并结合模拟结果,确定水泥浆液的最佳水灰比为0.9。     

基于CPFD多密度矿物颗粒选择性分离行为研究

基于Barracuda仿真计算平台计算颗粒流体力学(CPFD)方法,建立多密度矿物颗粒干法选矿装置内部流场有限元模型,通过试验验证有限元模型的正确性,研究多密度矿物颗粒选择性分离行为对矿物颗粒分选富集效果的影响。结果表明:多密度矿物颗粒干法选矿装置可以有效的分选富集高密度有价金属钨、锰和铜;多密度矿物颗粒组分钨的品位随着粒径的增加而提高;当风速4.2m/s,矿物颗粒钨在分布距离170mm处分选品位较好,在开口为4mm时品位可达10.655%;矿物颗粒锰在分布距离270mm处富集程度最佳,开口为3mm时品位达到最大值48.3%。     

基于CT图像处理技术的岩石损伤特性研究

以岩石材料的CT图像为研究对象,充分利用CT扫描图像资料中的信息,提出了一种CT图像分析方法.首先利用数字图像增强技术实现了CT图像的伪彩色增强,并根据数字图像灰度直方图技术分析岩石损伤演化规律,不仅从视觉上可直观地观察到岩石的损伤演变情况,而且可准确、定量地分析损伤演变过程;然后根据数字图像分割技术提取岩石中的空隙、裂隙和岩体颗粒,获得CT图像的真实细观结构,准确地描述了岩石材料内部介质的空间分布;结合损伤理论定义了以损伤面积作为损伤因子的损伤变量,损伤变量与偏应力间的曲线关系符合岩石损伤演化特性.     

基于CFD的锡铁山矿穿脉掘进巷道炮烟扩散规律研究

根据锡铁山矿2 762m水平穿脉独头巷道实际条件,建立了数值模型,采用FLUENT软件对8个工况下掌子面爆破后炮烟扩散过程进行了数值模拟。分析了20～60m范围内不同穿脉巷道长度以及风筒口位置对炮烟扩散的影响。结果表明独头巷道越长、风筒口到掌子面距离越远,排烟所需的时间越长。通过一元线性回归分析,得到通风时间与独头巷道长度及风筒口到掌子面距离的关系式。     

基于注浆支护的巷道围岩浆液扩散规律研究

注浆工程的隐蔽性导致浆液在岩体裂隙内扩散渗透规律研究无法表面、直观,注浆机理研究存在一定不足。通过Comsol Multiphysics数值模拟软件建立模型来模拟在静水条件下改变水灰比、裂隙张开度、注浆压力等参数浆液扩散规律的变化,并模拟浆液扩散不同位置渗透压力的变化,发现浆液呈圆形扩散以及不同参数条件下渗透压力和扩散距离的变化规律。研究得出:浆液有效扩散距离随裂隙张开度基本呈线性递增,张开度对浆液扩散距离改变明显,浆液渗透扩散对裂隙张开度较敏感;渗透压力随浆液扩散有效距离增加而降低。研究为巷道围岩注浆加固提供一定的理论依据。     

基于Levenberg-Marquardt算法的圆柱面拟合研究

针对圆柱面拟合参数求解问题,从圆柱面方程出发,借助球面坐标表示方法,将约束优化问题变为无约束优化问题,并减少了待求参数,然后基于Levenberg-Marquardt算法进行了圆柱面参数的拟合。文中所述方法不用计算初始值,基于指定的初始值就可采用Levenberg-Marquardt算法进行迭代计算。经案例验证及工程应用,该方法迭代收敛较快、精度高,可以用于高精度的圆柱面拟合。     

侧壁带矩形孔圆筒形件拉深工艺研究

本文针对侧壁带矩形孔圆筒形件的结构特点,提出采取先冲孔后拉深成形的工艺方案.借助于计算机模拟和实验研究,比较了预冲孔的形状、大小对拉深成形的影响程度.结果显示:与不带侧孔的相同尺寸的圆筒形零件拉深相比.只要预制孔的形状合理,带侧孔一次拉深不但可以使拉深成形后侧壁孔的形状尺寸满足要求,而且能节省工序、获得更大的拉深高度,实现低碳成形目的.     

基于点荷载试验的岩石抗压强度特性研究

点荷载试验是一种比较简易的测定岩石抗压强度的方法,自国际岩石力学协会建议采用以来,得到了广泛的利用.为了探究点荷载试验确定抗压强度的相关性,以某大型矿山竖井工程白云岩为研究对象,开展了大量点荷载与单轴抗压强度试验,利用正态分布对试验结果的准确性进行检验,并探讨了试件尺寸对点荷载强度标准值的影响.最后将得到的点荷载强度标...     

基于CFD的螺旋溜槽内二次环流分布特性研究

螺旋溜槽内的二次环流是固体颗粒分带进而实现分选的关键流场,深入研究二次环流分布特性有助于揭示其分选作用机制。本文采用CFD方法考察了不同数值条件对螺旋溜槽内横向流速分布的影响,确定适于螺旋溜槽中水流特性的计算方法,进而查明二次环流在螺旋溜槽内的空间分布特性。结果表明,当采用RNG k-ε湍流模型、网格划分数量为522410、底壁网格尺寸设为2 mm时,CFD模拟结果更稳定,与横向流速理论分布特性也更加吻合;随过流圈数增多和主流速度增大,流体的离心惯性力加强,二次环流由此形成并渐趋稳定,同时横向流速分界点（内外流速转向点）位置下移,上下流层分流比例改变,上部流体沿水深分布特性亦愈加稳定;二次环流形成后,随着流体质点位置外移,横向流速分界点位置亦下移,二次环流轮廓呈现内薄外厚形态,表面流体质点的最大向外速度和下部流体的最大向内速度均出现在螺旋溜槽外缘端点以内10mm左右。研究结果可为进一步研究螺旋溜槽内颗粒运动和分选行为提供参考。     

基于生物阴极MFC的PRB中试系统处理AMD研究

为研究基于SRB生物阴极微生物电池(MFC)的固定化硫酸盐还原菌可渗透反应墙(PRB)对提高PRB处理酸性矿井废水(AMD)效果的影响,构建了中试系统,考察了进水不同p H值、重金属离子浓度及不同HRT对系统处理AMD效果的影响。结果表明:(1)MFC区有很好的调节p H功能,进水p H=3,仍能调节PRB生化反应区进水及系统出水稳定在6.5左右。(2)重金属离子的去除以MFC区为主,系统最终出水重金属离子去除率在95%左右;调节HRT=4~2 d,Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+)去除速率750~1 500 mg/(m~3·h),而Mn~(2+)去除速率略低为600~1 000 mg/(m~3·h)。(3)硫酸根的去除速率随碳源减少呈下降趋势;MFC外电压随碳源以及菌量的变化而显著变化。     

基于多重分形理论页岩孔裂隙结构特征的研究

多重分形研究是描述一种物理量在一个支撑集合上的分布状况,即定义在分形上的多个标度指数的奇异测度所组成的集合,该理论已经被广泛应用于各个科学领域。运用多重分形理论,对吉林某区块的页岩进行扫描、图像二值化等处理后,运用盒计数法计算出分形维数,确定了多重分形谱函数并绘制出多重分形谱。从多重分形谱中可以得到能够描述页岩孔裂隙结构特征的3个重要参数:谱宽、极大值以及奇异谱的不对称程度。此次研究也为后续对非常规储层裂缝发育情况的研究提供了新方法。     

基于ADAMS带式输送机启动阶段动态特性研究

随着输送长度和运行带速的增加,带式输送机的动态特性对输送机安全运行的影响越来越大,特别是启制动工况。运用ADAMS软件建立了带式输送机虚拟样机简化模型,并对启动过程进行了动态特性的仿真分析,得出了动态特性对时间的变化规律:动张力峰值一般出现在加速度最大的时间点附近,且随着启动时间的加长而峰值降低,启动时间在某一个数值以下时,可通过延长启动时间来达到改善带式输送机动态性能的目的。可为带式输送机动态特性的分析和研究提供一种新的方法。     

基于EWB和ANSYS的电脉冲清车力学特性研究

采用EWB和ANSYS建立了电脉冲电路的模型,分析了电脉冲的力学特性。结果表明,金属平板的变形和磁场力随着充电电压的升高而增大。通过试验测得的电路峰值电流和金属平板变形与有限元仿真结果相似,验证了模型的正确性,为优化矿车电脉冲除冰电路参数以获得较好的除冰效果提供了试验数据。     

基于流固耦合的单一裂隙浆液扩散规律研究

为研究浆液在裂隙中的扩散规律,基于幂律流体的本构方程,推导出了幂律流体的浆液扩散方程。考虑围岩应力场和浆液流体场的双向耦合,运用数值模拟软件,建立考虑流固耦合作用的单一裂隙注浆模型,分析了注浆压力、浆液密度、裂隙开度等因素对浆液扩散和裂隙变形的影响。研究结果表明,注浆因素对浆液扩散半径的影响程度由高到低依次为:裂隙开度、注浆压力、浆液密度;注浆因素对裂隙最大变形量的影响程度由高到低依次为:注浆压力、裂隙开度、浆液密度。     

基于UG的圆柱齿轮造型和分析研究

基于UG的各种齿轮造型进行了研究 ,分别给出了圆柱直齿轮和斜齿轮在UG中造型的基本方法 ,并对如何利用齿轮实体 ,在UG中进行有限元分析和运动学分析作了探讨