基于LIF技术的煤矿水源识别系统应用

本文主要叙述LIF(激光诱导荧光光谱分析)技术的基本原理以及在水源识别中的应用,重点分析LIF技术的系统构成和主要模块的选择设计。通过该系统对某矿的送检水样和标准水样进行荧光实验,得到水样的荧光光谱图。传统的水源识别主要依据水中代表离子的离子浓度进行分析,但是从荧光光谱分析水中代表离子的离子浓度难度较大。本文提出一种较为简单且实用的方法由荧光光谱进行水源的精确识别,即使用相应分析软件分别测量未知水样与标准水样的欧氏距离,得出未知水样的精确分类。对未知水样的水源识别验证了该系统的可行性,解决了当前煤矿无法对突水情况进行实时在线监测的难题,对于煤矿的安全生产具有重要意义。     

巨厚砂岩顶板弱化下矿压显现特征

 以某矿210108 综采工作面为研究对象,针对工作面顶板较坚硬、不易自然垮落的特点,为得到该条件下的矿压显现特征,制定了巨厚砂顶板深孔爆破弱化条件下的现场矿压观测方案。通过对实测数据及现场矿压日报的整理分析,对采场矿压显现特征、顶板活动规律和超前支承压力分布规律进行了研究,并分析了初次来压和周期来压期间支架载荷的变化情况。结果表明,通过掌握坚硬顶板弱化条件下的矿压显现规律,对指导工作面安全高效开采具有重要意义。     

空气垫层装药爆破过程中爆炸应力场衰减规律的初步探讨

利用爆炸力学理论,得到空气垫层装药爆破的孔壁压力及其爆炸应力场.首次提出了爆生气体二阶段膨胀理论的临界不耦合系数的计算方法,得出了随不耦合系数的增大,应力峰值迅速降低;装药段的应力峰值进区较垫层段大,但远区则相近;无论是径向还是切向,岩石内首先出现的均是压应力,而后转变为压应力.     

基于X射线衍射实验的堆垛结构对煤尘润湿性的影响

为了研究煤尘堆垛结构对其润湿性的影响,对从全国选取的10种不同变质程度煤样进行X射线衍射实验,结合液-固界面动态接触角测定结果,分析得到煤尘微晶参数与其润湿性之间的关系. 结果表明,无机矿物种类随着煤样变质程度的提高逐步减少,且原生矿物种类数量越多,润湿性则越好,次生矿物对煤尘润湿性的影响则较小. 变质程度高的煤种晶态成分较多,芳晶结构单元较大,芳香环缩合度较高;而中低变质程度煤种的非晶态成分较多,往往是一些亲水性的烷基小分子侧链、含氧官能团等. 随着堆砌度和延展度不断升高,面网间距逐渐减小,煤尘润湿性逐步变差. 当煤尘X射线衍射的堆砌度为18. 5 nm,延展度为41. 7 nm,面网间距为0. 898 nm时,煤尘润湿性最佳,其X射线衍射微晶参数越接近上述组合,润湿性越好.     

深井软弱围岩联合控制技术及耦合叠加拱承载效应研究

为有效解决深井软弱围岩巷道稳定控制技术难题,以淮南某矿-962 m轨道大巷为工程背景,依据软岩应力-应变曲线及围岩应力变化和强度之间的关系,建立圆形巷道围岩破坏分区力学模型,将开挖后的巷道由表及里依次划分为残余区、塑性软化区、塑性硬化区及弹性区,以阐明锚杆(索)锚固系统变形失稳机制,并提出深井软弱围岩的控制要点及关键技术。在此基础上,提出高预应力支护构件遏制残余区扩展、有效的支护承载区发挥围岩承载能力、极大提高软弱围岩承载强度及完整性、薄弱部位补强支护形成完整承载圈等4个围岩控制要点,进而提出“以高强预应力锚杆(索)为核心,浅、深孔分次注浆为基础,底角与底板锚注加固为关键”的全断面强化联合控制方案。结合支护方案特点提出实现内、外承载的“耦合叠加承载拱”结构。该耦合承载拱将支护体与围岩的相互作用和所提供的径向支护力相统一,对锚杆(索)支护阻力具有显著的放大作用。研究结果表明：围岩残余范围随硬化系数、软化系数、支护阻力及内聚力和内摩擦角的增大而减小,随扩容系数的增大而增大,而残余区、塑性软化区、塑性硬化区的边界发生渐进式扩展变换是导致围岩大规模破碎和锚杆(索)锚固失效根本原因。通过工程计算...     

点载荷作用下岩石能量转化规律

为了探究不同种类岩石在点载荷作用下的能量转化规律,本文通过室内实验测定了细砂岩、花岗岩、黄砂岩、玄武岩、粉砂岩和红砖在点载荷作用下的位移-载荷曲线,得到6种岩石裂纹扩展过程和破裂形态.对细砂岩、黄砂岩、粉砂岩、红砖和花岗岩的峰前积聚能量、峰后释放能量、盈余能量和破坏经历时间、盈余能量释放速度进行了研究,给出了能量的演化规律,为工程稳定性预测提供理论基础.讨论了峰值载荷与能量转化之间的关系,给出了3个区间峰前积聚的能量、峰后释放的能量和盈余能量变化规律,并对危险性进行了评价.     

煤矿井下紧急避险系统模型构建

针对煤矿井下安全避险体系建设难题,采用归纳与对比方法,研究产煤发达国家紧急避险理论和典型案例.结合国内煤矿安全防护体系现状,分析紧急避险系统建设存在的主要问题,提出系统建设需解决的关键难题:安全避险理念确立、系统建设立法保障、紧急避险标准制定及布置原则等.依据现代事故致因理论和方法,设计了基于“人-物-管理”层面紧急避险体系结构模型.基于脆弱性观点和海因里希因果连锁理论,构建了以避险系统为基础的“多米诺”安防救援新模型.紧急避险体系结构与安防救援模型提供了解决系统建设难题的方法,可为完善煤矿井下紧急避险系统建设提供支持.     

排烟口位置对“侧室-通道”式建筑排烟效果的影响

排烟口布置方式对于火灾时期的排烟系统的排烟效果影响较大,为了对比分析排烟口布置方式对侧室-通道结构火灾时期排烟效果的影响,利用FDS火灾模拟软件对"侧室-通道"结构火灾时期排烟口顺通道走向上的不同布置方式的排烟效果进行了模拟研究。对比分析了排烟口均匀布置与集中布置、靠近疏散出口布置与靠近火源布置四种工况条件下的排烟效果;结果表明:排烟口均匀布置比集中布置时疏散出口区域烟气温度低5.4%,能见度提高10%;靠近火源布置比靠近疏散出口布置时疏散出口区域烟气温度低11.5%。     

长杆弹侵彻半无限靶板流体动力学理论

 针对长杆弹垂直侵彻半无限金属靶板,基于侵彻流体动力学理论,研究结果和理论分析成果,从最简单的Bernoulli 方程出发,逐步推导、分析和讨论长杆弹垂直侵彻半无限金属靶板的相关理论。根据实验观察结果结合理论分析、数值仿真讨论了HTP模型的内涵、适用范围和局限性,给出了HTP 模型的基本假设;考虑靶板强度的影响,进而分析AR 模型的相关应用与内涵,并在此基础上讨论了弹体强度的影响,提出了改进的AR 模型,该模型是AR 模型向AT 模型过渡的一个模型,并讨论了该模型的适用性;结合数值研究和现有实验结果,分析了侵彻过程中弹体的速度特征,最后,分析了AT 模型的推导过程、内涵以及相关应用。HTP 模型是建立在9 个基本假设的前提下成立的,本文主要针对后两个假设,逐步释放其限制,从而逐步接近实际情况。     

综合管廊燃气爆炸超压及温度变化规律数值模拟

为了研究综合管廊燃气舱燃气爆炸后超压及温度的变化规律,采用数值模拟的方法,建立燃气舱模型,分析了超压及温度的时空演化规律和不同燃气浓度对超压和温度的影响。结果表明,随着时间的增加,超压呈现上下反复波动的趋势,温度先增加再减小后保持稳定;随着传播距离的增加,超压峰值先增大后减小再增大,温度峰值先增大后减小,然后保持相对稳定。火焰传播距离约为预混气体积聚长度的2.5倍。随着燃气浓度的增加,超压峰值先增加后减小;浓度越高,温度峰值下降越慢,火焰传播距离越远。研究结果可为评估燃气入廊风险、完善燃气舱的安全设计理念,提高综合管廊燃气舱安全防护的科学性和合理性提供参考。