上保护层开采保护范围确定及数值模拟

针对传统保护层开采保护范围确定方法的局限性,结合某矿井保护层开采的实际情况,提出了一种新的保护层开采保护范围的确定方法(包括沿工作面布置方向和工作面推进方向的保护范围),即现场流量观测分析和含量对比法.通过流量观测分析和含量对比,结合工程实际情况进行计算机数值模拟来确定上保护层开采的两向保护范围;在含量测试取样过程中,采取了大孔口钻杆扩孔,小孔口钻杆接岩芯管的定点取样方法.研究结果表明:确定的保护范围符合现场实际情况;定点取样方法基本上保证了含量测值的准确性.     

远距离下保护层开采保护范围扩界研究

基于张集煤矿1311(1)工作面远距离下保护层开采,利用数值模拟试验对比相似材料模拟试验,分析得出被保护层在保护层法向投影至理论卸压角范围内为扩界区,理论卸压角范围内为充分卸压区。为直观、准确地考察扩界保护范围,在被保护层施工煤巷,分别考察了扩界区域煤层膨胀变形率、巷高变形率、瓦斯自然排放量和透气性系数。研究结果表明张集煤矿11-2煤层的卸压角可由锐角扩大为90°,实现了被保护层工作面等长等宽布置。     

近水平远距离下保护层开采卸压范围

为了确定晋城矿区保护层开采的卸压保护范围,采用相似模拟、现场实测的方法,研究了保护层开采过程中被保护层的竖向变形规律,得出了保护层开采的有效卸压范围,为相似条件下保护层开采及被保护层巷道布置提供依据。研究表明:保护层开采后,被保护层煤体出现明显的竖向变形,沿工作面推进方向上依次分为压缩区、膨胀区、卸压膨胀区、膨胀区、压缩区;沿煤层上山方向的有效卸压保护角为81.6°,下山方向的有效卸压保护角为79°,走向有效卸压保护角为67.7°;在工作面后方37 m以远,3#煤体膨胀逐渐趋于稳定膨胀值为93 mm,膨胀率为1.55%,煤体卸压充分。     

下保护层开采对上覆巷道稳定性的影响

采用FLAC2D有限元数值模拟和现场实测的方法,对下保护层开采引起覆岩的卸压变形进行了研究和分析.结果表明:下保护层开采将使覆岩产生不同程度的卸压,产生大量的垂直和水平裂隙,而这些裂隙会对被保护层煤层巷道产生影响,根据巷道断面变形量的不同,从而确定下保护层开采卸压影响范围,对保护层煤层开采工作面合理布局具有一定的指导意义.     

急倾斜CO2突出厚煤层保护层开采技术

根据有关技术规定,突出煤层在开采过程中,可以利用上分层的开采保护下分层,本论述通过对瓦斯（CO2）压力、瓦斯吨煤含量等参数的现场测定分析研究,从技术上确定了保护层开采的深度以及非突出技术判别指标,为工作面设计、安全开采提供了技术支持。     

平煤十矿超大间距下保护层开采卸压保护范围研究及瓦斯抽采效果分析

保护层开采是防治煤与瓦斯突出灾害的首要技术手段,聚焦超大间距下保护层开采,本文以平煤十矿己组煤和戊组煤层间距180m为工程案例,综合采用相似模拟试验、数值模拟、现场实测等方法,对超大间距下保护层开采三带发育高度、卸压保护范围和瓦斯抽放效果展开研究。研究结果表明:己组煤保护层工作面开采后覆岩冒落带高度0～43 m,裂隙带高度43～112 m,被保护层戊组煤处于弯曲下沉带内,最大沉降量1.0m;依据覆岩裂隙发育延展规律确定倾向卸压角82°～84°,走向卸压角66°～74°,据此设计了被保护层戊₁₀-33190工作面布置参数。地面井抽采卸压瓦斯戊组煤占比65%,己组煤占比35%;平均抽采纯量2.16 m³/min,预抽率37.55%;戊组煤工作面瓦斯含量低于6m³/t,煤层残余瓦斯压力0.5～1.1 MPa,瓦斯抽采效果良好。研究揭示了超大间距下保护层开采卸压保护和瓦斯抽采的可行性,丰富了保护层开采理论。     

北票台吉急倾斜水采面坚硬顶板断裂的数值模拟研究

本文简要地介绍了我国典型水采井的坚硬顶板地质力学特征，并运用数值模拟方法分析了急倾斜水采面坚硬顶板断裂机制及相关参量的数理关系。该方法所得的结论与物理相似模拟和现场实测的结果基本吻合     

急倾斜煤层采空区输气管道变形模拟

为了探究急倾斜煤层开采形成的采空区对其上覆输气管道安全运行的影响,基于快速拉格朗日法对某煤层采空区进行数值模拟,探究了实际煤矿采空区的地质沉降和管道位移特征,研究了不同倾角、不同开采深度的急倾斜煤层对上覆输气管道变形的影响.结果表明:煤矿区5个急倾斜煤层在开采100 m后,在煤层坡面上方形成最大深度1.54 m的塌陷,塌陷区内的土壤和岩石主要向煤层方向水平移动和垂直向下移动;靠近煤层采空区的管道,垂直方向位移大于水平方向位移,而远离煤层采空区管道,则水平位移较大;随着急倾斜煤层倾角减小和开采深度增大,管道向下的沉降量增大,并且发生最大沉降的位置逐渐向煤层方向靠近.     

急倾斜煤层伪斜开采围岩变形规律数值模拟

应用三雄有限差分软件FLAC3D模拟伪斜开采,结合理论分析,揭示了基本顶和直接底的移动变形规律.结果表明,基本顶变形在伪斜方向上存在明显差异,上段持续时间长,速率增加快,破坏高度高,范围扩展到回风平巷外侧,下沉垮落区最终呈非对称拱形,拱顶约位于工作面中上段正上方;直接底在工作面处各分段处于底鼓不同阶段,下段开采压力集中释放,底鼓速率快速增长且稳定在较高数值,对底板破坏严重.以上原因在于矸石沿伪斜滚落堆积形成充填带,对工作面下段围岩变形起到抑制作用,而上段顶板在开采过程中悬露空间不断加大,膨胀卸压不受约束.     

急倾斜煤层深部开采对浅部断层活化影响的数值模拟研究

淮南矿区某矿采区属倒转地层,灰岩含水层位于煤层顶板,断层的活化极易导通上部含水层,引发突水事故.面对急倾斜煤层开采深度不断增加的现状,采用FLAC3D数值模拟的方法,对急倾斜煤层深部开采对顶板浅部断层活化影响的规律进行了研究,总结了急倾斜煤层开采深度与断层活化之间的时空关系,验证了通过控制采高和隔离煤柱大小,可以有效降低急倾斜煤层开采对断层的扰动作用,对急倾斜煤层后期深部开采断层突水预测与防治具有重要的理论指导意义和工程应用价值.     

远程覆岩卸压变形及其渗透性研究

运用数值模拟和现场试验相结合的方法,对下保护层开采所引起远程覆岩的卸压变形及其渗透性变化进行了分析与研究.结果表明:下保护层开采将使覆岩产生不同程度的卸压,卸压煤(岩)体产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙;同时也导致了水平位移的产生,形成了丰富的竖向裂隙,从而使煤(岩)体的渗透性得到极大的提高.因此,在高瓦斯煤层群条件下,利用下保护层开采所引起的     

深部采动巷道底鼓控制技术及治理效果

针对开滦集团东欢坨矿8#煤层深部开采动压回采巷道剧烈底鼓现象,本文采用有限差分软件FLAC对不同底鼓治理措施(底板卸压槽、底板锚杆及底板钻孔)进行数值模拟,分析各种防治措施下巷道底板位移及应力分布特征,提出卸压法(底板卸压槽)与加固法(底角锚杆)相结合的底鼓控制措施。继而将"卸压与加固"联合控制底鼓方案应用于一条典型的回采巷道底鼓地段,治理效果表明底鼓量及变形速率均在可控范围之内,该联合技术控制底鼓效果显著。     

复杂断块油藏高含水期剩余油挖潜调整技术研究

岔河集油田岔12断块东三段、沙一段油藏为中孔低渗常压高饱和压力非均质复杂断块油气藏,其断层发育、构造破碎,砂体横向分布稳定性差且分布范围较小,油层分布零散。目前油田开发已进入高含水期,为改善油田开发效果,应用数值模拟方法,研究了该油藏高含水期挖潜上产合理的技术开发政策。通过方案优选,确定了该油藏的剩余油挖潜上产方案。今后油藏应立足于注水开发,但不应以补孔改层等为上产措施,而应以化学调驱为主要手段。实施效果表明,所取得的研究成果对油田开发具有较强的指导意义。     

复杂断块油藏高含水期剩余油挖潜调整技术研究

岔河集油田岔12断块东三段、沙一段油藏为中孔低渗常压高饱和压力非均质复杂断块油气藏,其断层发育、构造破碎,砂体横向分布稳定性差且分布范围较小,油层分布零散。目前油田开发已进入高含水期,为改善油田开发效果,应用数值模拟方法,研究了该油藏高含水期挖潜上产合理的技术开发政策。通过方案优选,确定了该油藏的剩余油挖潜上产方案。今后油藏应立足于注水开发,但不应以补孔改层等为上产措施,而应以化学调驱为主要手段。实施效果表明,所取得的研究成果对油田开发具有较强的指导意义。     

角钢成形过程三维有限元热力耦合模拟

应用MARC／autoforge商用有限元程序,采用大变形弹塑性有限元方法对角钢的轧制过程进行了三维有限元热力耦合模拟．对模拟过程中涉及到的变形、温度场和宽展等进行了分析和探讨,重点分析了角钢异形孔中轧件的变形和应力分布．数值模拟的结果和现场实际轧制的情况进行了对比,结果证明数值模拟结果与实际轧制情况相符合．     

线性回归与Hough变换在计算图像倾斜角度中的应用

对矩形图像识别之前，通常需要对其进行倾斜角度的矫正，本文给出了矫正的两种方法：线性回归法和Hough变换法，并详细介绍了这两种方法的原理、算法步骤、实现过程、仿真结果及各自的优缺点，并将其用于工程实践中，取得了很好的效果．     

基于Fluent角型喷嘴内部空化行为的数值模拟

利用Fluent流体计算软件对角型喷嘴内部的空化流场进行了数值模拟,得到了喷嘴内部的压力、气相生成速率和汽含率分布场,并对三种扩张角喷嘴内的流场进行了比较分析.结果表明:在角型喷嘴内部,空化汽泡主要在喷嘴圆柱段壁面起始点和扩张段壁面起始点两处产生;在扩张段壁面起始点处,由于回流和压力两种因素的共同作用导致扩张角对空化汽泡生成速率的影响存在最优值;随着扩张角的减小,角型喷嘴在扩张段壁面的空化区域不断扩大,其汽含率也不断攀升;扩张角的改变对角型喷嘴圆柱段区域的空化行为没有明显影响.     

空调冷凝器外环境喷雾冷却的数值模拟

当室外温度过高时,空调室外机组散热环境恶化,导致空调经济性降低.现采用在室外机组冷凝器上加装喷嘴进行水的喷雾冷却的方法,降低进入冷凝器的风温,改善冷凝器散热工况.通过CFD软件进行数值模拟,模拟不同水量、不同喷嘴角度的喷雾冷却对冷凝器外环境空气温度场以及对各点温度分布的影响.模拟结果表明,喷雾后冷凝器外环境温度降低,随着喷雾量、喷雾角度的增大,进风截面各点温度分布更为均匀,冷凝器散热能力得到提高.