大佛寺煤矿变形及受力特性研究

大佛寺煤矿位于彬长矿区开采边界境内,地形地质条件非常复杂。本文采用UDEC离散元软件对该矿区煤层开采引起的地表变形规律及围岩应力场的分布特征进行了系统研究。研究结果表明:1煤层开采后地表沉降呈V字形分布,随着各工作面的相继开采地表沉降变形不断增大,当达到充分采动时趋于定值(约为10.0m);2地表由两侧向采区方向移动,变形曲线呈倒S形,水平移动变形最大值约为1.73m;3煤层开采会引起围岩应力重分布,且部分区域存在明显应力集中现象(40 MPa),随着各采区的相继开采应力扰动区不断扩大,致使顶板岩层出现临空,引起大部分区域发生垮落(变形大,10.0m以上)。     

倾向主断面地表残余移动变形数学模型

目的研究走向长壁冒落式开采的老采区地表沉陷盆地倾向主断面残余移动变形.方法通过对倾向主断面覆岩冒落、断裂、离层、弯曲过程的机理分析,采用概率积分法、随机介质理论和等影响原理构造了倾向主断面地表残余移动变形的数学模型,并采用实际观测数据与预测数据对比、不同数学模型分析对比两种方式进行了数学模型的验证.结果缓倾斜煤层和大倾角煤层倾向主断面实际观测数据与预测模型计算的误差均在允许范围10%以内.得出倾向主断面地表残余下沉、倾向主断面地表残余倾斜变形、倾向主断面地表残余曲率变形、倾向主断面地表残余水平移动、倾向主断面地表残余水平变形数学模型.结论各数学模型不仅能够把矿区已有岩移参数转化为残余移动变形预测参数,而且可以定量描述倾斜煤层倾向主断面地表残余移动变形规律,可推广性强.     

全站仪在开采沉陷三维相似模拟实验中的应用

主要讨论了全站仪在测量室内开采沉陷的三维相似模拟地表以及岩层的移动变形过程,将观测数据通过可视化程序进行数据转化,利用地表移动变形的相互关系,可以得到地表的移动变形情况,成功地解决了三维相似模拟地表以及岩层移动变形观测难的问题,通过实践表明,该方法使用简洁,便利。     

某矿9000工作面变形监测资料分析

地下煤炭资源的不断开采造成了地面大面积沉陷,给自然环境和人民的生命财产安全构成了巨大的威胁。在沉陷区域建立地表移动观测站对沉陷区进行监测,并对变形监测资料进行分析,得出相关参数和地表沉陷规律意义重大。本文对某矿9000工作面变形监测资料进行分析,得到了9000工作面地表变形的下沉曲线、倾斜曲线、水平移动曲线,在分析图形的基础上初步得到了9000工作面开采沉陷基本规律。     

大采深综放开采地表移动变形规律

为研究在大采深综放工作面开采条件下地表移动变形规律,以陈家沟煤矿八采区8512,8513综放工作面地表移动观测数据为基础,分析在大采深综放工作面条件下开采一个工作面与开采两个工作面后的地表移动变形规律。另外,运用概率积分法建立模型,根据观测数据进行反演模拟修正预计参数,得出在该条件下的概率积分预计参数,并总结充分采动条件下地表移动变形规律。结果表明:在大采深综放开采条件下,开采一个工作面时,地表属于极不充分采动,大采深极不充分采动地表移动变形一般较小,地表损害一般在Ⅰ级以内,开采后地表建筑物能够安全使用;开采两个工作面后,地表属非充分采动,地表水平移动范围较常规开采条件下范围要大,且水平移动范围一般比下沉范围大;预计在第四个工作面开采后地表达到充分采动。非充分采动条件下,下沉盆地呈非对称分布,最大下沉点不在采空区中心上方;在达到充分采动条件时,最大下沉值处于采空区中心上方,从盆地中心至边缘下沉值逐渐减小趋于0;拐点处的水平变形值与曲率值均为0.反演得出大采深综放工作面地表移动预计参数及地表移动角量参数,预计地表达到稳态时,地表最大下沉量为5 003 mm.此成果能够为该矿"三下开采"评价提供理论依据。     

老采区及地表残余变形对建筑物的影响

浅部开采条件下地表残余变形分析是岩层移动领域的一个棘手问题．通过老采空区影响下地表残余变形和地基承载能力变化对地面新建建筑物的影响分析,提出了老采区上方新建建筑物地基稳定性计算公式、岩层移动参数、评价方法．应用鹤岗市和谐花园小区建筑物实例进行了验证．     

北票矿区地表移动规律初步探讨

本文用PC—1500计算机计算求取了北票矿区急倾斜开采的地表移动和变形参数,并对北票矿区地表移动观测进行了综合分析,从中得出了北票矿区地表移动和变形参数与地质采矿条件之间的关系.     

开采沉陷数据的可视化研究

利用C# 语言实现了煤矿开采地表移动与变形等值线(下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形)的绘制,在此基础上进行了影响区域任意两点间的剖面线的绘制,基本实现了开采沉陷数据的可视化,可对采区上方建筑物进行了破坏等级划分,从而判别建筑物是否受到地下开采的影响以及受到开采影响的程度.     

采动作业下地表移动变形分析

为研究采动作业下地表移动变形分布规律,解决因地表移动变形引起的建筑物损害问题,以概率积分法为基础,计算地表移动变形岩移参数.在观测区地表设计并布置岩移观测站,利用取得的地表观测数据,计算出地表水平移动变形值和曲率值,绘制相应曲线对其分布特点进行分析研究.通过计算得出的地表水平移动值和最大正、负曲率值来判定地表建筑物损害程度,分析主断面上的移动变形,确定了移动盆地主断面位置.     

Excel在采煤沉陷区地表变形监测资料分析中的应用

研究在Excel环境下使用VBA开发变形监测资料分析软件,并对某矿9000工作面变形监测资料进行了初步分析,得到了地表变形的下沉曲线、下沉速度曲线、倾斜曲线、水平移动曲线及地表下沉与开采关系图,在分析图形的基础上初步得到了9000工作面开采沉陷规律,最后总结了这种开发方式的优势和特点。     

采动区门式刚架空间结构抗变形性能

为保证地表变形区门式刚架的正常使用,以门式刚架空间结构为研究对象,采用有限元模拟手段,研究了采动区空间门式刚架位于地表变形曲线不同位置时刚架的附加变形及附加内力的变化规律,分析地表变形对整体刚架的影响。模拟结果表明,处于地表沉陷盆地最大下沉点时,空间门式刚架结构受地表变形的影响最小。该研究为采动区门式刚架结构抗变形设计提供了参考。     

煤矸石的动力特性试验研究

为了分析煤矸石用作高速公路路堤填料的技术可行性,采用固结不排水中型动三轴试验,对煤矸石的动强度、动应变、阻尼比及循环荷载下的动力特性等进行了试验研究.结果表明, 煤矸石的动应力-动应变曲线可用双曲线拟合,试验还获得了双曲线动力本构模型的具体形式及参数;根据循环荷载下轴向变形的累计特性,提出了改进的渐近屈服面弹塑性模型.该试验成果可用于煤矸石路堤的动强度、动变形及循环荷载下累计变形的计算.     

自动抛光凸区域上自由曲面的扫描路径算法

为了减小抛光加工的表面粗糙度和提高效率,构建抛光工具路径并均匀覆盖于三维曲面上,曲面的定义域为任意二维凸区域。扩展扫描方式根据曲面一个方向上的一组切割曲线的标准长度分布,灵活调整相应位置穿越的扫描线数量,既包含一般的贯穿曲面的曲线,又包含起点或终点在曲面内的曲线,与传统扫描方式相比具有很大灵活性。为优化扫描方向和确定扫描线的端点,给出了曲面立体光固化(STL)模型的边界提取算法。通过一个曲面的扫描路径建构实例,详细阐述了任意二维凸区域上扩展扫描的算法流程,包括曲面分割、点列筛选和路径点的连接等步骤。路径长度和相邻扫描曲线的间距分布定量地表明扩展扫描方式可适应曲面形状变化并提高路径覆盖均匀度。     

自动抛光凸区域上自由曲面的扫描路径算法

为了减小抛光加工的表面粗糙度和提高效率,构建抛光工具路径并均匀覆盖于三维曲面上,曲面的定义域为任意二维凸区域。扩展扫描方式根据曲面一个方向上的一组切割曲线的标准长度分布,灵活调整相应位置穿越的扫描线数量,既包含一般的贯穿曲面的曲线,又包含起点或终点在曲面内的曲线,与传统扫描方式相比具有很大灵活性。为优化扫描方向和确定扫描线的端点,给出了曲面立体光固化(STL)模型的边界提取算法。通过一个曲面的扫描路径建构实例,详细阐述了任意二维凸区域上扩展扫描的算法流程,包括曲面分割、点列筛选和路径点的连接等步骤。路径长度和相邻扫描曲线的间距分布,定量地表明扩展扫描方式可适应曲面形状变化并提高路径覆盖均匀度。     

大型水轮机叶片数控加工的曲面建模研究

本文研究水轮机叶片曲面数控加工的曲面建模及建模时的光顺问题,针对能量法在光顺曲线和曲面网格中的应用,提出了一种决定权因子的简便、有效方法,并给出了具体应用说明。     

基于特征的NURBS滑行艇体曲面构造

 基于非均匀有理B 样条（NURBS）曲线组合算法,将自由曲线与解析曲线进行组合,构造了刚性充气式滑行艇的横剖面曲线,对复杂横剖面特征对应节点进行了特征提取及优化,采用改进蒙皮法生成光顺曲面,准确地构造了这种具有折角线和舷侧气囊的滑行艇型,为构造曲面复杂的船型提供了一种良好的解决方案和思路。通过对充气式刚性滑行艇曲面特征进行准确构造,可为船体曲面面元的自动划分、船舶CAD/CAM 表面板格划分、静力学计算和CFD 结构化计算网格生成等提供技术支撑。     

地理信息系统在矿区建筑物下采煤优化设计中的应用

针对矿区因资源开采引起的地表及地表建筑物破坏问题，提出利用地理信息系统对地下资源(煤炭)开采设计方案进行优化处理，使得资源开采后，消除或减弱对地表及其附属物的破坏，减弱对重点保护对象的破坏或使其不受开采的影响。     

基于固定边界的直纹面构造近似可展曲面

对边界固定直纹面提出用重新参数化边界曲线的方法来提高直纹面的可展程度。首先对一类边界曲线为二次的直纹面，证明了用一次有理函数重新参数化边界曲线可以使直纹面真正可展，然后对其他的边界曲线分别为二次和三次的直纹面，给出了衡量其可展程度的目标函数，并用牛顿迭代法求出使目标函数极小的一次有理函数，用求得的一次有理函数来重新参数化边界曲线使直纹面实现近似可展。最后通过改进方法，对一些特殊情况引入了分段的一次有理函数来重新参数化边界曲线，使得直纹面的可展程度有了进一步提高。     

易于拼接且形状可调的Bézier曲线曲面

为了增强Bézier曲线曲面形状表示的灵活性,同时简化Bézier曲线曲面的光滑拼接条件,构造了3组含参数的多项式基函数,并由它们定义了结构分别类似于二次、三次、四次Bézier曲线曲面的新曲线曲面.它们不仅保留了Bézier曲线曲面的基本性质,而且还具有形状可调性,并且由新曲线曲面构成的组合曲线曲面可以在简单的条件下实现G2或G3光滑拼接.另外还给出了构造与给定多边形相切的曲线的方法,该方法简单有效,而且曲线对给定的多边形是保形的.