液氮致裂层理煤体热–流–固–损伤耦合模型及数值模拟研究

煤体原生层理对煤体力学性质有显著影响,为探究液氮低温致裂层理煤体裂纹扩展及劣化失稳机制,基于细观基元理论和损伤力学理论建立热–流–固–损伤耦合模型,并利用COMSOL软件模拟获得不同应力比下液氮致裂层理煤体裂纹扩展分布特征,分析压裂过程中煤体损伤、渗透率和温度的演化规律。结果表明：液氮注入煤体初期(5 s),钻孔附近与液氮接触煤体温度急剧下降形成小范围超低温区,产生的热应力超过煤体抗拉强度,在钻孔周围产生损伤破坏区域。随着液氮注入压力增加,煤体内部出现多条主裂纹,主裂纹主要沿层理方向发育并生成次生裂隙,且钻孔周围形成复杂破坏区域,煤体损伤开始增大,渗透率也随之增加;注入压力持续增加煤体进入失稳阶段,煤样内部大量裂纹贯通,煤体发生破坏,煤体损伤和渗透率也逐渐达到峰值。煤体损伤、裂隙压力与渗透率随着煤体层理角度增加呈增加后减小趋势,层理角度为45°时达到最大值;煤体损伤、裂隙压力与渗透率在应力比为0.5时达到最大,应力比从0.5增大到1时大幅减小,应力比超过1后逐渐趋于平稳。层理对煤体液氮压裂的起裂压力影响显著,不同层理角度条件下煤体液氮压裂起裂压力变化规律相似,随层理角度增加,起裂压力呈...     

煤层注水渗透剂实验研究及应用分析

煤层注水技术是一种超前防治煤炭自燃的手段,但单纯注水润湿效果不太理想,现利用注水添加渗透剂克服以上不足,针对优选出的渗透剂SDS,设计出渗透剂正向润湿实验和反向润湿实验,得到最佳煤层注水添加SDS浓度为0.10%。     

高瓦斯综采工作面定向钻孔代替尾巷抽采瓦斯技术

针对高瓦斯综采工作面U型通风条件下上隅角瓦斯超限问题,分析了定向钻孔代替尾巷抽采卸压瓦斯的必要性及可行性,阐述了卸压瓦斯抽采原理;利用物理相似模拟及理论分析,分析了采动覆岩裂隙演化规律,确定了定向钻孔参数,并进行现场工程应用。结果表明:随着工作面推进,试验工作面采动覆岩形成不规则冒落带、规则冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,其中规则冒落带高度为17.9 m(采高的4.48倍),裂隙带高度为60.36 m(采高的15.09倍);定向钻孔与回风巷平距为8～20 m,与煤层顶板垂距平均18.5 m;利用定向钻机施工钻孔偏移量较小,定位准确,瓦斯抽采纯量平均6.37 m~3/min,占瓦斯涌出量的8.59%,实现了定向钻孔代替尾巷治理瓦斯效果,保证了工作面安全回采。     

铅蓄电池回收工艺及含铅废水处理技术的研究进展

介绍了目前废旧铅蓄电池回收工艺的发展现状,对比分析了各种回收工艺的优缺点,并对铅蓄电池在生产、回收过程中产生的含铅废水处理技术进行了总结分析,展望了新型复合法在铅回收、处理的发展前景,为铅蓄电池行业铅金属的综合回收利用提供了参考依据。     

超声波功率对煤体损伤特性及能量演化规律的试验研究

为研究超声波致裂对煤体力学损伤特性及能量演化规律的影响,利用电子万能压力试验机、声发射系统、对不同功率超声波致裂煤体进行单轴压缩试验,获得了不同功率超声波致裂煤体力学损伤参数,探究了声发射信号与不同功率致裂煤体损伤参量相互关系,采用盒子分形维数分析了煤体表面裂隙分形特征,阐明了超声波不同功率致裂煤体损伤劣化机制。试验结果表明,随着超声波致裂功率增大,煤体单轴抗压强度、弹性模量逐渐降低,煤体单轴抗压强度损伤参量、弹性模量损伤参量与致裂功率呈线性相关;单轴压缩过程中声发射振铃计数可分为平静期、上升期、波动期3个阶段,随着超声波功率增大,裂纹扩展孕育期时间越短,相对时长占比越小,裂纹扩展增长速率越大,对煤体强度的弱化效果逐渐增强,声发射信号突增现象明显,煤样终态破坏更加破碎,破坏特征随着致裂功率的增大煤体从弹脆性向延–塑性转化;煤体孔裂隙扩展贯通,煤体表面裂隙分形维数损伤参量与致裂功率呈线性正相关,分形维数损伤参量越大,表明煤体裂隙形态越复杂;基于声震参数分析了煤体损伤参量与声发射归一化参数的关系,具有较好拟合关系。以上结果表明,超声波致裂作用对煤体结构造成损伤,使煤层破坏变形,形成复杂的渗...     

液氮冻结含水煤体能量耗散动态变化规律的试验研究

为研究液氮冻结含水煤体过程能量动态变化规律,利用自主研发的液氮冻结煤体全过程声发射试验系统,分析了不同含水率煤体液氮冻结全过程的声发射能量耗散特征及变化规律。结果表明：液氮冻结煤体过程中声发射能量在时间域上,分为陡增期、波动期、平静期,能量一次、二次峰值均与含水率呈正线性关系,含水率5.96%煤体能量一次、二次峰值是干燥煤体的1.66、2.26倍;液氮冻结煤体累计能量与时间关系分为陡增、缓慢增长及稳定等3个阶段,累计能量与含水率呈正线性关系,含水率5.96%煤体是干燥煤体的2.88倍;不同含水率煤体幅值绝大部分集中在40～50 dB之间,占比为94.39%～99.11%,且随着煤体含水率的增加呈线性减小;液氮冻结煤体声发射振铃计数时间序列存在混沌分形特征,陡增阶段、缓慢增长阶段、稳定阶段的关联维数分别与含水率呈正指数、正线性、正线性相关,含水率5.96%煤体陡增阶段关联维数分别是缓慢增长阶段、稳定阶段的2.00、5.78倍;液氮冻结煤体产生裂隙类型以拉伸裂隙为主,其占比随含水率增加呈负指数减小,剪切裂隙占比随含水率增加呈正线性增大。煤体水分增加,增大了液氮冻结过程中水-冰相变产生的冻胀...     

红外热像法在地下工程防水质量和渗漏检测中的应用

利用红外热像法，对不同地下建筑工程防水层的施工质量与地下水渗漏点进行了检测试验，检测项目包括远／近距离对比试验、淋水前后对比试验、不同介质对比试验和修缮前后对比试验。结果表明，这项检测技术具有精度高、操作简便、对场地要求低的优点，是地下工程防水工程质量和渗漏检测的重要技术手段。     

颐和园的保护内容、在中关村科学城规划中的作用及其总体规划目标建议--颐和园遗产保护与中关村规划建设关系问题系列研究之三

在指出颐和园文化遗产资源保护的主要内容、对中关村科学城规划建设的价值、作用和意义的基础上，提出以颐和园为核心的区域历史遗产整体保护的总体规划目标的建议。     

某水工隧洞围岩稳定及支护结构分析

隧洞的围岩稳定及支护结构安全是保证隧洞安全、实现隧洞功能的关键因素。由围岩加固圈承担主要的外水压力是优化支护结构设计、保证围岩稳定的一种有效方法。建立肯斯瓦特导流泄洪洞三维有限元模型,并进行非线性有限元分析。分析结果表明,设计的支护措施能明显减少围岩变形、改善应力分布,为类似工程设计提供参考。     

三维可视化建模技术在矿山工程中的应用

随着地质统计学、数学、计算机图形学和网络技术的发展,在科学计算可视化的基础上,工程地质逐渐向综合集成化、数字化、可视化的方向发展。文章以某锡矿为例,基于地质统计学理论和方法,应用能够反映区域化变量特征的变异函数,利用三维矿业软件建立了矿山矿床的数学模型和工程实体模型。结果表明,建立的实体模型更加逼真的反映了矿山开采现状,在矿山采矿方法设计中,应用可视化真三维技术不仅十分必要,而且完全可行,它突破了传统的设计模式和方法,极大提高了采矿方法设计的工作效率,使采矿方法的设计更加直观、形象、容易理解,应用前景必将越来越广泛。