瓦斯损失量补偿模型推算准确度的试验研究北大核心

针对直接解吸法测定煤层瓦斯含量过程中难以精准推算瓦斯损失量的难题,采用气体吸附测定仪与解吸仪相结合的方法,试验测定了煤样暴露过程中的瓦斯损失量,对比分析了地勘补偿模型和孙重旭补偿模型的推算精度。研究发现:对于同一煤样,瓦斯损失量与煤样暴露时间及块度有关,煤样块度越大,瓦斯损失量越小,当块度大到一定程度后,瓦斯损失量增加幅度不再明显;与实测的煤层瓦斯损失量相比,孙重旭补偿模型对瓦斯损失量的补偿效果要优于地勘补偿模型,煤样暴露时间越短,瓦斯损失量的推算精度越高。当煤样块度小于等于20 mm时,其暴露时间应小于20 min;当煤样块度大于20 mm时,其暴露时间应小于30 min。     

探地雷达隧道超前预报的数值模拟及应用分析

隧道地质超前预报在指导隧道安全施工中起着重要的作用,探地雷达法作为常用的隧道超前预报方法,具有探测效率高、对施工干扰小的优势,但在成果精确解释和探测深度方面存在不足。运用gprmax正演模拟软件,探讨了正演基本参数的选取,对隧道施工中遇到的常见不良地质异常体进行正演计算,得到不同地质异常体的正演图像特征,并结合工程实例,为探地雷达在隧道超前预报中取得更好的探测效果提供了借鉴。     

基于二次规划的无线电波精细成像研究

目前无线电波透视常用的反演算法是ART,SIRT等层析成像方法,由于无线电波透视控制方程是线性方程组,反演依赖初始值的选择,迭代过程缺少对衰减常数β的约束,反演结果会陷入局部最优解,影响探测的精度。采取二次规划模型描述无线电波透视的反演问题,提出利用凸性不等式作为约束条件,利用迭代反演法求全局最优解。设置低阻陷落柱模型进行正演计算,用得到正演数据验证二次规划模型的准确性。使用二次规划模型处理实测资料,对采煤工作面内部构造有良好的识别效果。     

煤层瓦斯多机制流固耦合模型与瓦斯抽采数值模拟分析

为了更好地揭示瓦斯抽采过程中松软低透气性煤层瓦斯运移的本质和规律,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立了全面考虑有效应力、煤层瓦斯多机制流动、真实气体效应和迂曲度影响的煤层瓦斯多机制流固耦合模型。基于所建理论模型,以郑煤集团(河南)白坪煤业有限公司13181工作面为工程背景,利用COMSOL软件开展煤层瓦斯抽采数值模拟,全面分析了瓦斯压力随抽采时间的动态分布规律,结合现场实测结果验证了数值模拟有效抽采半径的准确性。系统开展了不考虑Klinkenberg效应、不考虑基质瓦斯扩散和不考虑煤层瓦斯多机制流动影响的瓦斯抽采数值模拟,对比分析了不同控制因素对煤层瓦斯运移的影响。研究结果表明：抽采结束后,煤层瓦斯压力以抽采钻孔为中心呈椭圆分布;煤层瓦斯压力和有效抽采半径的变化幅度随抽采时间逐渐减小,并趋于稳定;煤层瓦斯有效抽采半径的数值模拟结果与现场实测结果之间的平均误差为3.65%,验证了所建煤层瓦斯多机制流固耦合模型的有效性与合理性;与考虑煤层瓦斯多机制流动影响的模拟结果相比,不考虑Klinkenberg效应的有效抽采半径和渗透率偏小,而不考虑基质瓦斯扩散和瓦斯多机制流动的有效抽采半径和渗透率则...     

基于瓦斯涌出特征的突出预警技术在大淑村矿的应用

传统基于打钻的接触式煤与瓦斯突出预测方法,具有极大的局限性。 根据瓦斯涌出动态特征进行煤与瓦斯突出预警,对于保障矿井安全生产和提高生产效率具有重要意义。 基于对大淑村矿掘进工作面瓦斯涌出动态特征的考察和分析,确定了适用于大淑村矿的突出预警指标,并借助矿井安全监控系统和局域网,构建了大淑村矿基于瓦斯涌出特征的突出预警系统,实现了矿井掘进工作面突出危险的实时、动态预警。 预警系统的成功应用,与现有传统的接触式预测方法形成了互补,有效地提高了突出危险判识的准确性,保障了矿井的安全生产。     

综采面风流参数对单-双尘源耦合粉尘运移规律影响及治理技术研究

综采工作面一直以来都是煤矿粉尘污染的重灾区。为解决综采面粉尘污染问题,通过建立高度仿真综采面三维模型,利用Fluent软件模拟分析了不同风速条件下综采面单一尘源及单-双尘源耦合条件下各尘源点扩散粉尘分布规律。通过对比分析模拟结果,获取综采面最优排尘风速,并以此为依据提出相应的综采面控除尘措施。研究成果可指导矿井前期通风布局设计及开采过程中综采、综放面粉尘治理,对创建安全绿色矿井具有重要意义。     

煤矸石基地质聚合物的制备与性能优化研究

煤矸石的不合理处置会给生态系统带来巨大的压力和威胁,为了解决煤矸石再利用困难和利用率低的问题,提出利用煤矸石生产地质聚合物的高附加值策略。以未煅烧的煤矸石为原材料,采用单因素实验设计法,研究了高炉矿渣掺入量、水玻璃模数、碱激发剂添加量、液固比和初始24 h养护温度等因素对地质聚合物基体抗压强度的影响。结果表明,初始24 h养护温度、碱激发剂添加量和水玻璃模数对煤矸石-高炉矿渣基复合地质聚合物的性能有显著影响。通过X射线衍射分析和扫描电镜分析发现,在碱激发剂的作用下,未煅烧的煤矸石结构被破坏,与高炉矿渣协同生成水化铝硅酸钠(N-A-S-H)、水化铝硅酸钙(C-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,从而形成了致密的微观结构。这为煤矸石的大规模资源化利用提供了合理的依据。     

基于WebGL的三维矿山巷道系统研究

介绍了基于WebGL的三维矿山巷道系统的架构,研究了数据源处理、巷道拓扑网络构建、巷道模型构建等基础问题,分析了数据预处理与清洗、规则建模、数据格式转换、二三维视图对应、路径分析等关键技术。该系统实现了三维巷道可视化并维持了三维巷道的拓扑关系。     

大空间会议厅空调气流组织的数值模拟与实测研究

重庆某高级酒店大空间会议厅采用旋流风口上送风、百叶风口下回风的空调方式。本文以其气流组织为研究对象,利用CFD数值模拟与现场实测,得到了会议厅的温度和速度分布。结果表明,数值模拟结果与实测数据吻合较好,采用数值模拟预测大空间建筑空调气流组织具有较高的可靠性。     

耦合剂对煤样超声波测试影响的实验研究

为了评价不同耦合剂对煤样超声波测试的效果,在无耦合剂和采用软橡胶、水、白凡士林以及蜂蜜为耦合剂条件下测试煤样超声波纵波波速、首波幅值,分析了超声波衰减系数。在采用不同耦合剂的测试条件下,研究结果表明:不同耦合剂黏度η和声阻抗值Z大小为η蜂蜜>η白凡士林>η水>η无耦合剂>η软橡胶,Z蜂蜜>Z白凡士林>Z水>Z软橡胶>Z无耦合剂;煤样超声波纵波波速V和首波幅值U大小为V蜂蜜>V白凡士林>V水>V软橡胶>V无耦合剂,U蜂蜜>U白凡士林>U水>U软橡胶>U无耦合剂;煤样超声波衰减系数α大小为α无耦合剂>α软橡胶>α水>α白凡士林>α蜂蜜。因此,在煤样超声波测试过程中,蜂蜜可作为最佳耦合剂使用,其次是白凡士林。