再论矿床排水疏干引起的地表沉陷

有些矿区由于矿床排水疏干引起的地表沉陷现象如公害那样危害着工农业生产。因此,探索地表沉陷的原因及其防治措施,引起了国内外有关人员的关注。近几年来国内也有些文章论述地面沉陷的成因及其防治问题。《矿山技术》和《化工矿山技术》分别在1978年第一期和第四期上发表了除卫国等同志的“岩溶矿区地面塌陷的形成及防治的探讨”和“试论岩溶矿     

GIS支持下矿区地表变形三维可视化预计

针对传统上用剖面线或等值线表达沉陷信息的局限性,提出了一种GIS支持下的矿区地表变形三维可视化预计方法,利用CASS进行沉陷区地表数据采集,探索了在CASS中进行数据预处理的方法与过程,并基于概率积分法开发了开采沉陷预计系统,该系统可以实现矿区地貌特征的沉陷预计,克服了传统预计系统不能表达矿区塌陷地表的不足,并实现了沉陷预计模块与GIS的结合,充分利用了GIS在地学领域的优势,提高了沉陷表达效果和预计效率,有助于开采沉陷方面的优化设计。     

公路工程路基沉陷、翻浆处理施工技术

公路路基沉陷、翻浆是路基工程的主要病害,易造成公路结构破坏和行车安全。引起公路路基沉陷、翻浆的原因很多种,本文针对公路路基沉陷、翻浆病害成因进行剖析,阐述了施工时压实度不足、填料不合格、高填方以及使用过程中水害影响、地质条件等因素造成沉陷原因、机理及治理措施。     

分析地质采矿因素对拐点偏距的影响

拐点偏距属于地质开采沉陷计算的重要参数,直接决定着开采沉陷盆地范围及形状。为保证概率积分预计方法精确度,提高拐点偏距参数准确性是基础。为此,提出地质采矿因素对拐点偏距影响研究。选择覆岩岩性、采矿深度、采动程度为重点,分析地质采矿因素对拐点偏距的影响,并分析地质采矿因素对拐点偏距影响机理。     

煤层开采引起的地表移动变形预计

煤炭开采过程中会对地表产生一定的影响,若地表有既有建筑物可能会对其造成损害,因此对煤炭开采造成的地表沉陷进行预计具有重要意义.本文基于概率积分法,以某矿区实际开采工作为工程背景,对工作面开采后造成的地表沉陷进行了预计.     

某浅埋矿床条带法开采地表沉降与开采强度关系的试验研究

针对上横山浅埋缓倾斜矿床条带嗣后充填回采条件,以物理相似模拟试验为基础,分析了矿床回采地表沉降(陷)变形特征。地表沉降在不同回采时步呈非线性变化,当最大不充填开采1~2个条带时,空区上覆直接顶能有效的控制地表沉陷范围,沉降变形以采空区为中心对称,未形成明显的沉陷区;当最大不充填开采3个条带时,沉降变形从直接顶延伸至松散层,地表沉陷显现,沉降范围约40~50m,但小于地下开采范围;当最大不充填开采为4个条带时,导致了松散层持续垮塌、空区上覆岩层破坏,沉陷范围达100~120m,完全大于地下开采范围。从控制地表沉陷安全范围和提高开采强度考虑,选择最大不充填开采3个条带,盘区生产能力达到1141.96t/d,且能够保证地表沉陷范围小于地下开采范围,实现矿床安全高效开采。     

VRS技术在矿井开采沉陷区地表变形监测中应用

随着矿井采掘深度以及开采范围增加,煤炭生产过程中面临的地表沉陷问题日益突出,给矿井地面设施以及构筑物安全带来一定制约。传统的开采沉陷区地表变形监测面临劳动强度大、测量精度不高以及数据处理工作繁琐等问题,为此将VRS技术应用到沉陷区地表变形监测中,并对VRS技术原理、监测流程等进行分析,在301扩区8103综采工作面地表塌陷区监测应用表明,该技术测量精度高、测量工作量小以及测量范围广等优势,可实现塌陷区地表变形持续监测。     

赵坡煤矿条带开采方案研究

赵坡煤矿村庄压煤量占矿井可采储量较大,为了矿井的生产和长远计划,在对地面房屋不产生影响或产生轻微影响情况下对压煤进行开采。根据区域地质开采条件及地表沉陷基本规律,分析了地表移动变形的基本特征,确定了研究区域12下、14、16、17四个煤层开采的地表移动变形合理计算参数,并进一步分析了村庄下压煤开采的基本途径,确定了村下开采方案和技术措施。通过运用数值模拟分析和开采方案综合分析,设计12下、14、16、17四个煤层条带法开采工作面的合理开采宽度。     

井下煤矸筛分、矸石破碎、充填系统技术研究与应用

随着我国煤矿企业的不断发展和进步,煤矿绿色开采理念受到了越来越多的关注,越来越多的煤矿开始尝试应用矸石充填这一绿色开采方式,对井下煤矸进行筛分、矸石破碎、充填等等,该技术的应用有效控制了地表沉陷问题,降低了煤矿开采对环境产生的污染和破坏。那么,相关技术具体应用操作如何呢?本文,笔者将结合自身的理解和认识,对相关问题展开详细论述。     

水溶开采沉陷三维有限元模拟研究

利用大型通用ANsYS有限元分析软件,对某岩盐矿钻井水溶开采的溶腔稳定性和地表移动和变形进行了模拟分析,初步揭示了水溶开采沉陷规律,并在此基础上提出了控制水溶开采沉陷的对策和措施.     

裂缝性地层井壁稳定研究

通过对裂缝性地层井壁稳定开展研究,利用离散元模型与有限元模型对井壁井眼稳定进行分析,得出利用离散元方法是基于剪切破坏而没有考虑岩块松散(井眼扩大),虽然大多数情况下坍塌确实是有剪切破坏引起的,但是在高压差作用下,井眼扩大也会造成很严重的问题。而利用有限元模型研究裂缝性地层井壁失稳和井眼膨胀。但是因为假设条件的不同,计算误差也偏大。但如果能合理的选取适合的边界条件,还是能满足工程计算的需要。     

复合固体推进剂中固体填料的安息角测试与仿真

复合固体推进剂含有固体颗粒较多,离散单元法是一种适合固体推进剂生产过程数值仿真的有效方法,颗粒物料的接触参数是保证离散单元法仿真精度的关键。本文以复合固体推进剂的主要组分铝粉和高氯酸铵固体颗粒为研究对象,通过实验测试获得了相关物料的安息角,利用专业离散元软件EDEM仿真模拟了安息角测试实验过程,建立了物料安息角与接触参数之间的联系。研究表明,滚动摩擦系数和滑动摩擦系数越大,安息角越大,物料流动性越差。对比仿真与实验结果,通过逆向反推法确定了物料的滑动摩擦系数和滚动摩擦系数两个关键接触参数。铝粉与高氯酸铵1∶2混合颗粒的滑动摩擦系数为0.2,滚动摩擦系数为0.05。为固体推进剂加工生产过程离散元数值仿真提供了关键基础数据。     

褐煤颗粒堆积角数值模拟及试验研究

通过离散元数值模拟并结合试验装置,对比研究了褐煤颗粒的堆积行为.研究结果表明:离散元法可用于描述褐煤的运动轨迹和状态;本文建模方法和经验证的褐煤物性参数,可用于后续工业装置中局部模型和整体模型的数值模拟,对工作开展起到了一定的推动作用.     

Modeling tensile response of fiber‐reinforced polymer composites using discrete element method

An advanced discrete element method (DEM), coupled with imaging techniques, of the tensile response of carbon fiber‐reinforced composite materials is presented in this article. DEM was developed using the image‐based shape structural model to determine the composites' elastic modulus, stress–strain response, and tensile strength. The developed model utilizes the microfabric micromechanical discrete element modeling technique. Clusters of very small bonded discrete elements were used to model the two composite constituents (matrix and reinforcement). The microparameters of each discrete element were determined from the macrocharacteristics of each constituent. The results from the developed model were compared with the results from an experimental case study. The results obtained from DEM simulations are within the coefficient of variation of the experimental values. The comparison indicates that the image‐based DEM micromechanical model accurately determines the elastic modulus and tensile strength of the molded carbon fiber‐reinforced polymer composite. POLYM. COMPOS., 34:877–886, 2013. © 2013 Society of Plastics Engineers     

内压作用下钢骨架增强塑料管静力分析

采用截面折算方法,推导了复合管应力解析计算公式;建立了分离式三维有限元分析模型,对钢骨架增强塑料复合管的应力、变形分布进行了数值模拟分析,得到复合管网状应力分布规律。通过静液压爆破实验证实了所提出的理论计算公式和有限元数值模拟结果的可靠性,可用于管道在应力和承载力等方面的工程设计。     

Comparison of fibre optical measurements and discrete element simulations for the study of granulation in a spout fluidized bed

Spout fluidized beds are frequently used for the production of granules or particles through granulation. The products find application in a large variety of applications, for example detergents, fertilizers, pharmaceuticals and food. Spout fluidized beds have a number of advantageous properties, such as a high mobility of the particles, which prevents undesired agglomeration and yields excellent heat transfer properties.A discrete element model is used describing the dynamics of the continuous gas phase and the discrete droplets and particles. For each element momentum balances are solved. The momentum transfer among each of the three phases is described in detail at the level of individual elements.The results from the discrete element model simulations are compared with local measurements of time time-averaged particle volume fractions as well as particle velocities by using a novel fibre optical probe in a fluidized bed of 400 mm I.D. Simulations and experiments were carried out for three different cases using Geldart B type aluminium oxide particles: a freely bubbling fluidized bed; a spout fluidized bed without the presence of droplets and a spout fluidized bed with the presence of droplets. It is found that the experimental and numerical results agree in a qualitative manner.It is demonstrated how the discrete element model can be used to obtain information about the interaction of the discrete phases, i.e. the growth zone in a spout fluidized bed. Additional analysis of the numerical results indicates that liquid breakthrough does not take place for the studied test case.     

脉冲鼓泡流化床压力波动特性的模拟

在分析脉冲气流作用下均匀鼓泡流化床的波动结构和波动机理的基础上,建立了反映其压力波动特性的二维离散单元模型。根据脉冲鼓泡流化床的特点,提出了模型离散单元的划分方法,确定了系统的模型参数。采用直接数值积分的方法,对床层的压力波动进行了模拟研究,计算与实验结果基本上一致。     

露天采场边坡稳定性的离散元数值模拟

介绍离散单元法的原理及常用离散单元法软件UDEC的特点及其控制参数选择的方法.结合黄麦岭磷矿露天开采边坡工程的实际工程地质情况,利用UDEC软件计算了边坡开挖后的稳定性,并根据分析结果对矿山的后续开采提出了建议.     

基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟

针对管道的冲蚀磨损问题,基于液固两相流理论及离散相模型,应用Fluent有限元分析软件,建立了排污管道的二维有限元模型。结果表明,含固体颗粒的液体对排污管道产生的冲蚀磨损,主要集中在分支管与总管的交接处。研究方法对排污管道的设计具有一定的参考价值。     

螺带式混凝土搅拌机混合特性及DEM模拟

采用离散单元法模拟新拌混凝土于搅拌机中的混合过程,研究了双筒螺带式混凝土搅拌机的混合效率。 用Hertz-Mindlin with JKR接触方法建立新拌混凝土离散元模型,模拟了坍落度实验、L箱实验和流变仪实验,将模拟结果与实验结果进行对比,校准模型参数,采用混合系数定量研究了不同初始装填方式下搅拌机的混合效率。结果表明,采用上下装填方式时搅拌机混合效率较高;对任一初始装填方式,左部区域与右部区域、前部区域与后部区域间混合效率无明显差别,而上部区域混合效率比底部区域高,底部出料口处存在搅拌盲区,采用舍弃初始出料的方法可提高新拌混凝土性能。转速较高时混合效率较高,相同旋转圈数时,混合效率基本相同。