深部巷道非稳态温度场演变规律试验研究

为研究围岩温度场变化规律,研制了巷道风流非稳态传热试验系统,并进行了不同进风温度和进风速度下5组试验.基于平板非稳态导热问题,提出了适合判断巷道非稳态传热正规状况阶段新方法.结果表明,巷道非稳态传热存在正规状况阶段,所需无量纲时间即傅里叶数FO=1.2,对预测温度演变及简化计算有重要意义.将试验数据无量纲化后回归分析,当进风温度在15～25℃时,巷道壁面无量纲温度θ最终稳定在0.4左右.θ与FO可拟合成线性多项式形式,当次数为4时即有很高精确性;θ与无量纲半径ψ可通过对数公式拟合,在正规状况阶段拟合精度高;当风速低于3 m/s时,相对改变进风流温度来说,风速对围岩温度场的影响更大.高温矿井应根据实际情况选择合适的降温方案,以提高方案的经济性和实用性.     

巷道围岩卸压多孔混凝土的压缩特性研究

多孔金属材料具有吸能和减振作用,已在航空航天、汽车工业等领域成功应用。针对采矿工程冲击地压对巷道支护损坏问题,制备了一种能缓冲、卸压的多孔混凝土材料,通过室内试验和压缩特性分析,对多孔混凝土材料压缩力学特征进行了分析。试样试验结果表明:多孔混凝土材料压缩特征概括为三个段和一个点,表述为:平台缓增阶段、类弹性密实阶段、衰退阶段和屈服破坏点,其中平台缓增阶段为卸压缓冲能量主要耗散段。其材料抗压强度随表观密度的变化拟合函数为y=1E-07x2.617;矿用巷道缓冲多孔材料骨料适宜粒径为5~10 mm。多孔混凝土的制备与研究,进一步解决了煤矿深井巷道及隧道缓冲卸压综合防护问题。     

渗流作用下地源热泵系统跨季节土壤蓄热特性

建立了热渗耦合作用下的土壤传热数学模型.针对单U形地埋管地源热泵系统,分析了在不同地下水渗流速度和土壤热物性条件下,地下水渗流对土壤温度场的影响;针对管群地埋管地源热泵系统,进行了全年跨季节土壤蓄热、取热运行工况模拟,得到一个周期内不同工况结束时的土壤温度场分布.     

新型压力测试传感器的研制及应用分析

以填充型导电聚合物复合材料为基础设计了新型压力测试传感元件,重点分析了新型压力传感器的优点及价值。对传感元件的压阻机理进行了介绍,并与普通型振弦式压力盒进行了对比,新型压力传感器结构具有制作多点压力分布测试传感器的明显优势和特点。通过室内压力试验及对某选煤厂筒仓基坑工程加筋土垫层中的压力实测,初步验证了新型压力传感器的可行性和可靠性。总体表明,基于导电复合材料的新型压力传感器具有结构简单、使用灵活性强等优点,为岩土领域压力测试特别是压力分布测试提供了新的方法。