基于岩体时变力学参数的深部矿段回采顺序优化

基于岩体力学的时变参数演化规律,设计高峰深部矿段5种可行的回采顺序方案。运用耦合建模技术构建深部矿段复合空区的三维有限元模型,再采用FLAC3D仿真技术,实现岩体时变力学参数下不同回采顺序的时空演化规律。研究结果表明:各种回采顺序下的局部岩体最大拉应力和压应力都达到岩体的抗拉和抗压强度,应及时处理采空区;随着回采推进,顶底板位移逐渐增大,在最后1步达到最大值,并且受不同工艺的影响,最大位移表现出差异性;顶板位移最大沉降分别为50.0,38.0,74.0,64.9和70.5 mm,底板最大垂直位移(底鼓)分别为68.6,34.9,47.6,45.8和46.4 mm;岩体的破坏主要表现为剪切和拉伸塑性破坏,其中方案3和方案4的剪切破坏体积比方案1,2和5的剪切破坏体积,方案5发生拉伸破坏体积最大,方案2的整体塑性区体积比方案1的稍大。综合采场的生产能力和形变应力及其塑性破坏特征分析,选择较优的方案2。     

深井采场大规模垮塌三维探测及可视化计算

运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合冬瓜山铜矿深井采场垮塌区实际,研究一种新颖的大规模采场垮塌区综合信息可视化计算方法。采用CMS对采场垮塌区进行三维探测,获取垮塌区相关信息,并以垮塌区实测数据为基础,运用Surpac构建起垮塌区三维可视化模型,准确获取采场垮塌区三维形态和实际边界;运用采场设计资料建立采场底部结构、回采设计单元及矿堆三维模型,通过模型间的布尔运算,准确计算垮塌区体积、顶板暴露面积及存留矿量等综合信息。研究结果表明:采用该方法可有效地实现大规模采场垮塌区综合信息的可视化计算;计算获得的采场垮塌区信息可靠,为矿山准确掌握垮塌区现状,制定治理及回收垮塌区周围矿体方案提供重要的依据。     

油页岩原位开采对岩体结构影响分析

对吉林省扶余县油页岩及围岩进行了物理力学参数的测定,在此基础上,获取了容重、弹性模量、泊松比、内摩擦角及黏聚力等参数.并利用SIGMA/W模块,采用弹-塑性模型进行有限元计算,得到了原位开采区内任一点应力、应变、位移的详细信息.结果显示,采区的最大下沉位移为105m,位于开采中心处;同时,根据这些信息分析了采区岩体的应力分布,受拉区与剪应力极值分布较大区一致,都位于油页岩的上覆地层泥岩层中,从而确定了岩体的破坏过程:首先是受拉,产生大量裂隙;然后再沿着剪应力极值所在的截面发生滑动.     

深部高应力空区拱架效应与采场结构尺寸的相依性

基于采场顶板围岩破坏形式,构建空区顶板岩拱力学模型;利用无铰拱理论计算岩拱内力,选取深部采场跨度及矿柱宽度等因素作为相依性分析指标,推导采场跨度(l)及矿柱宽度(d)关于拱轴系数(m)及拱高(h)的数学表达式。以某深部高应力金属矿空区为研究对象,分析采空区拱架效应与其结构尺寸(采场跨度(l)及矿柱宽度(d))依存关系,并对顶板位移进行150 d监测。研究结果表明:当d一定时,l随着m减小而增大;当l一定时,d随着m增大而增大;当m=2,h=3 m,d=7 m时,矿柱合理间距为31 m;在150 d内,顶板最大位移变形在6 mm之内,未发生垮塌现象。该研究结果可为深部高应力条件下釆场结构尺寸设计提供依据。     

2万m3储液罐隔震应力分析

采用ANSYS有限元软件,分别在锚固和非锚固情况下对某2万m³储液罐进行了隔震前后的地震响应分析,并考查了隔震装置的隔震基频和阻尼比的变化对储液罐隔震的影响。以动力响应中的最大应力值来评价隔震装置的隔震效果,以此分别确定了储液罐在锚固和非锚固状况下隔震装置的最佳隔震基频和阻尼比。     

用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

对直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液进行了研究,分析了浓缩过程跨膜通量下降的原因,并考察了药液温度和流速对跨膜通量的影响。结果表明:由提取液中固体颗粒等污染物造成的膜污染以及膜表面处水蒸汽压下降是浓缩过程跨膜通量下降的主要原因。在浓缩倍数较低(1.0～4.0)的范围内,通量下降主要是由膜污染造成的;在浓缩倍数较高（4.0～16.0）的范围内,膜表面处水蒸汽下降也显示其影响。药液温度从46℃升高到60℃,通量从13.88kg/(m²·h)升高到30.82kg/(m²·h)。药液流速从0.074m/s升高到0.130m/s,通量从24.14kg/(m²·h)升高到31.22kg/(m²·h)。     

深部综采工作面厚顶板爆破控灾技术及应用

深部综采工作面厚顶板失稳极易诱发煤岩动力灾害。针对深部综采工作面爆破处理厚顶板问题,在考虑煤岩本构关系基础上,建立爆破弱化顶板力学分析模型,并采用LS-DYNA有限元程序、ALE(流固耦合)算法及3DEC离散单元法,计算深部岩体爆破裂纹扩展影响半径,确定顶板爆破位置和断顶卸压高度,为爆破减灾方案提供依据。研究结果表明:爆破卸压作用力学行为表现为消除应力集中区和支座B力矩MB;覆岩爆破主裂纹扩展最大影响半径2.60 m,有效应力波最大影响半径5.65 m,确定双炮孔距10 m,主裂纹扩展主方向为沿径向扩展,次裂纹扩展方向具有随机性;通过实施21102工作面顶板深孔爆破方案后,统计分析支架工作阻力并验证了爆破诱导顶板断裂效果显著。     

覆盖层厚度对浇筑式沥青混凝土心墙坝动力性能的影响

针对某浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝进行动力有限元分析,研究了覆盖层厚度对心墙坝动力计算结果的影响规律.结果表明,随着覆盖层厚度的增加,坝顶竖向、坝轴向和顺河向最大绝对加速度均表现为减小趋势;在覆盖层厚度为20 m时,坝顶顺河向绝对加速度为5.82 m/s~2;当覆盖层增加到60 m和100 m,坝顶绝对加速度分别减小到5.14 m/s~2和4.83 m/s~2.覆盖层厚度的增加,坝体的竖向、坝轴向和顺河向的最大动位移均呈逐渐增大趋势;在覆盖层厚度为20、60、100 m时,坝体顺河向最大位移分别为6.48、9.65、15.54 cm.增加覆盖层厚度对浇筑式沥青心墙的主拉、压应力的影响较小;在确定覆盖层厚度情况下,随着沥青心墙高度的增加,心墙的主拉、压应力逐渐减小.     

动力扰动下高应力巷道围岩动态响应规律

 采矿过程中,爆破震动等动载荷常会导致高应力巷道失稳塌陷,诱发岩爆发生。根据弹性力学和应力波理论,分析扰动波诱发高应力巷道失稳破裂的机制。针对用沙坝矿高应力巷道受到动力扰动破坏的情况,运用颗粒流软件PFC^2D对动载荷作用下高应力巷道的稳定性进行数值计算,通过改变动载荷幅值的大小,探讨扰动应力波强度的变化对巷道围岩应力场、位移场及破坏区范围的影响,对模型采用静力和动力两种计算方案。研究表明：动载作用下巷道围岩应力场、位移场及破坏区范围相对静力计算结果显著增大;随扰动应力波强度增加,巷道顶、底板的应力、位移及裂纹数量也显著增加。为了避免动力扰动诱发高应力巷道失稳塌陷,给出了几条建议。     

独塔斜拉桥水滴形钢结构主塔力学特性

研究了独塔斜拉桥水滴形钢结构主塔在成桥状态下的力学特性。以安徽涡河三桥为工程实例,通过有限元计算分析,得到了水滴形钢结构主塔的位移及应力分布、三角形隔板及凹槽的局部应力以及主塔中应力最大部位的应力分布等力学规律。研究结果表明:在成桥状态下,主塔的变形以竖向变形为主,其整体变形较小,主塔刚度较大,截面设计合理;主塔的正应力、剪应力均以竖向为主,顺桥向和横桥向均较小,主塔主要处于受压状态;主塔第一主应力较小,第三主应力较大,Mises应力的变化规律与第三主应力较为一致;三角形隔板、凹槽以及主塔应力最大部位的应力值,在材料的容许应力范围内并具有适当的安全储备。     

低透气性煤层CO2增透预裂技术应用

 针对低透气性煤层掘进过程中,瓦斯抽放难度高、掘进效率低等难点问题,提出应用CO₂增透预裂技术,提升煤层透气性系数与瓦斯抽放效率,提高工作面掘进效率。应用岩土力学模拟软件,模拟分析了煤层掘进过程中煤体破坏分布与应力分布状态。模拟结果表明:掘进过程中,巷道两帮破碎区域为距巷帮0~3m的范围,巷帮主要应力集中区域为距巷帮3~4m的区域,应力为18.0~18.9MPa。根据数值模拟结果,设计了煤层CO₂增透的预裂孔与抽放孔的详细参数,进行了现场验证。现场试验与效果分析表明:预裂前后钻场瓦斯抽采瓦斯纯流量提高了27%,瓦斯抽放浓度提高了1.7倍,可解吸瓦斯量由7.27降到4.30m³/t,掘进效率明显提高。     

小比表面积双曲型规整填料性能的冷模实验

双曲型丝网波纹填料是具有特殊弧形波纹结构的一种新型规整填料。本文选取比表面积分别为350和500m2/m3的填料进行冷模实验,并测试其流体力学和传质性能。将上述2种填料与350Y和500Y进行对比,结果显示,在实验气速范围内,L=25.48m3/(m2·h)时,Kxa(SQ-350)=(1+54.9%)Kxa(350Y);当F为0.6m/s·(kg/m3)0.5,15.29m3/(m2·h)≤L≤35.67m3/(m2·h)时,Kxa(SQ-500)=[1+(13.3%～66.7%)]Kxa(500Y)。此外,新填料适合在大液量下操作,且能耗低于350Y和500Y。     

塔中地区柯坪塔格组下砂岩段储层特征和主控因素

 在充分认识塔中地区柯坪塔格组下砂岩段地层发育及沉积环境的基础上,利用大量薄片、岩心和分析化验资料,对志留系柯坪塔格组下砂岩段储集层进行了详细的岩石学特征和物性特征研究,并讨论了志留系柯坪塔格组下砂岩段储集层发育的主控因素。研究结果表明,柯坪塔格下砂岩段主要由细粒岩屑砂岩、岩屑石英砂岩组成,成分成熟度低、填隙物丰富、分选中等-好、磨圆程度高;储层孔隙类型有残余原生粒间孔隙、粒间溶孔和微孔隙;该套油层物性差属于特低孔、特低渗储层,孔隙度值主要分布在0.5%—14.7%,渗透率值分布在(0.1-100)×10^-3μm²的区间内;潮坪沉积环境及深埋藏压实、碳酸盐胶结作用等成岩作用是影响柯坪塔格组下砂岩段储层特征的主控因素。     

天津市某重点居住区VOCs污染现状浅析

 采用三级冷阱预浓缩和气相色谱质谱联用仪分析了天津市华苑居住区大气中挥发性有机物(VOCs)组成,总共检测108种物质,其中烷烃和苯系物占VOCs总量59.2%。冬春两季总挥发性有机物(TVOCs)浓度范围分别为519.4—1029.6μg/m³和299.8—463.8μg/m³,其中丙酮平均浓度最高(20.0μg/m³),正庚烷最低(1.1μg/m³)。TVOCs和单质浓度呈现出冬高春低特点,这与大气层对污染物降解和稀释能力的季节性变化存在一定关系,而另一个重要原因则是周边源产生的污染物在大气输送下对华苑地区的影响。     

溜井强化出矿新工艺(英文)

溜井放矿在矿山生产中占有重要地位。溜井中滞流区矿石的频繁堵塞是影响正常生产的关键因素。本文从理论的角度阐述了矿石在溜井中的成拱原因及振动出矿的破拱机理,剖析了我国在大运量溜井中成功使用振动出矿机的最新经验;同时指出了以振动出矿为主要内容的溜井强化出矿新工艺对促进出矿自动化和连续化具有重大的意义。     

天津市环境空气中卤代烃污染特征

 为研究天津市区环境空气中卤代烃的污染特征,对夏季天津市区26个采样点进行了卤代烃的监测,并且选择蓟县九山顶风景区作为对照点.采用Agilent7890A/5975C气相色谱质谱联用仪共定量检测出8种卤代烃,其中5种卤代烃的检出率大于50%,分别为二氯甲烷、氯苯、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷和氯甲烷.本文重点对这5种卤代烃进行了浓度水平分析,5种卤代烃的平均浓度从高到低依次为：氯甲烷(6.75μg/m³)>二氯二氟甲烷(5.43μg/m³)>二氯甲烷(4.09μg/m³)>三氯氟甲烷(2.95μg/m³)>氯苯(0.46μg/m³).通过市内6区及不同功能区卤代烃的浓度比较,南开区卤代烃的浓度普遍较高,河西区卤代烃浓度普遍较低.各功能区氯甲烷和氯苯的浓度均高于对照点,商业区三氯氟甲烷的浓度明显高于其他功能区.     

福清核电1、2号机组增大应急给水箱容积安全分析

 辅助给水系统(ASG)作为专设安全设施在主给水或启动给水不可用时向蒸汽发生器供水,以导出堆芯余热.为了提高电厂安全性,增加运行灵活性,福清核电1、2号机组对应急给水箱的有效容积进行了增加.本文采用机理性安全分析程序,建立核电厂分析模型,在计算过程中采用保守假设条件,选取II类工况下正常给水丧失事故,厂外电丧失事故,Ⅳ类工况下主给水管道破裂事故3条典型事故序列,分析改进后的应急给水箱容量是否满足压水堆核电J系统设计和建造规则(RCC-P)中的相关要求.结果表明,正常给水丧失事故所需辅助给水量为713m³,厂外电丧失事故所需辅助给水量为723m³,主给水管道破裂事故所需辅助给水量为799 m³.改进后的应急给水箱容量满足II类,Ⅳ类工况下对辅助给水量的要求,并有一定的冗余,提高了电厂安全性,并为操纵员执行相关事故规程提供了一定的时间窗口.     

安顺市区典型绿化植物滞尘能力与杀菌作用研究

 园林绿化作为城市生态系统的一个子系统,在美化城市环境、保持城市生态平衡、维持城市可持续发展方面起着积极的作用。本文在对安顺城区绿化植物进行调查的基础上对典型植物的叶面积、滞尘能力和杀菌能力的研究表明：区内绿化植物种类较少,结构单一,树种均匀度低。叶面积指数以乔木树种最大,攀援植物次之,花卉和草本植物第3,灌木最小。不同绿化植物滞尘能力随时间而逐渐增加,杜鹃的滞尘能力最强,滞尘四周后达6.6298g/(m²·周),比第一周结束时的3.3376g/(m²·周)增大近2倍;其次为马尾松,达5.7413g/(m²·周);攀援植物滞尘能力最小。空旷区域的含菌量明显高于有植物的区域,香樟等11种植物杀菌效果极强,杀菌率达40%以上。     

基于MIDAS Gen的多层钢筋混凝土框架结构倒塌数值模拟分析

汶川地震中大量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构破坏严重,极震区其倒塌率却远超过多层砖混结构。2022年9月以来,四川频发地震,为重新探讨倒塌机理及抗震性能,本文研究通过实地震害及多层RC框架结构破坏形式,结合数值模型并应用MIDAS Gen有限元计算方法,研究了RC框架结构的倒塌机理、地震响应分析。结果表明：框架柱的破坏与屈服是RC框架倒塌的主要因素,模拟增设填充墙,当地震烈度达到10度时,层间位移角大约1/46,降低柱的轴压比,提高柱的破坏延性,增大结构的极限抗侧能力,起到抗震第一道防线的作用,避免整体屈服破坏。     

普通稠油启动压力梯度表征及物理模拟方法

基于管流模型及流变原理,分别设计了5种不同黏度原油实验方案,得到了管径1mm条件下原油黏度340～44500mPa•s范围内启动压力梯度随黏度变化关系,从宏观上验证了普通稠油存在启动压力梯度,同时在此基础上设计了考虑微观孔喉结构的填砂管模型,其中填砂管气测渗透率为（186.4～6698.0）×10^-3 μm²,原油黏度为10～450mPa•s,实验结果表明：在相同气测渗透率条件下原油黏度越小启动压力梯度越小,且两者呈较好的线性关系;在相同原油黏度条件下,开始随着气测渗透率的增加启动压力梯度迅速减小,当渗透率高于600×10^-3 μm²左右时,启动压力梯度随渗透率增加而减小的幅度趋于平缓;初始条件下随着流度的增加启动压力梯度迅速降低,当流度K/μ突破25 μm²/Pa•s后,随着流度的进一步增加,启动压力梯度降低速度趋于平缓,且二者呈幂函数关系