基于相似模拟实验的采场覆岩 破坏规律及巷道支护技术

为了保证平煤六矿的新建斜井顺利通过丁5-6煤层的采空区,基于采空区围岩压实情况和影响范围的复杂性,利用相似模拟实验方法,研究丁5-6煤层开采过程采场覆岩的破坏变化规律.模拟结果表明,煤层开采后,覆岩的破坏呈现明显"三带"区域,实验结果所测高度与理论计算及现场实际情况吻合,实验结果为巷道穿越采空区的围岩控制及支护对策提供参考.     

淮南矿区深部软岩巷道掘进与主动支护技术

随着煤矿采掘深度的逐渐增加,淮南矿区越来越多的矿井将要进入千米深部,掘进与支护的矛盾显现突出.深部软岩巷道围岩压力大,破碎岩体增多、地质条件恶化、地应力增大、地温升高、水压增大,导致深部软岩巷道掘进困难,开挖后围岩稳定性控制与支护难度加大,常产生大变形而破裂失稳,支护破坏严重,顶板压垮、底臌变形大,环境恶化、生产成本增加、安全事故多发.煤矿生产建设的发展趋势迫切需要对该类群巷道掘进与支护问题进行深入研究,该文就淮南矿区软岩巷道掘进与主动支护技术进行了初步探讨与介绍,探讨了淮南矿区软岩遵循"宜炮则炮、宜综则综"的掘进原则,软岩巷道掘进与主动支护问题的合理方法与有效途径.     

沾化凹陷渤南洼陷超压裂缝的测井响应特征与预测

通过岩心观察、成像测井识别与常规测井资料分析相结合的方法,对渤南洼陷烃源层系内超压裂缝的特征、测井响应标志及预测进行研究。结果表明:渤南洼陷超压源岩层系中裂缝发育,裂缝数量和规模不一,在成像测井上表现为中高角度、倾向杂乱的高导缝;常规测井曲线具有高声波时差、高补偿中子孔隙度、高密度、高地层真电阻率变化率和低自然伽马变化率的"四高一低"的响应特征;超压裂缝大量发育于地层压力系数大于1.2且压力梯度变化大的区域,在压力梯度变化较小的高压区域,可识别裂缝的数量较少、规模较低;超压裂缝带具有横向上连续、纵向上分段的特征,与油气的空间分布匹配性较好,是超压体控制下源岩排烃的重要通道。     

镍基金属陶瓷激光熔覆层组织及摩擦磨损性能

采用5 k W横流CO2激光器在45钢基体上熔覆自制的镍基金属陶瓷涂层,对熔覆涂层的成型性、物相组成、组织形貌、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:激光熔覆层成型良好,组织细密均匀,主要为Ni-Fe固溶体中分布Fe2B,WC,M7C3型及M23C6型碳化物。熔覆层靠近基材的组织为发达树枝晶,中上部为基体组织上分布着大量长条状及少量零散分布的菊花状物质,但上部晶粒分布的方向性减弱,晶粒更加细小致密。熔覆层搭接时,搭接界面存在着生长方向多与结合面相垂直的树枝晶组织过渡区。熔覆层的显微硬度约600 HV0.2,沿搭接方向没有明显波动,其摩擦系数、磨损失重及磨损程度较基体45钢明显降低,耐磨性显著提高。     

输电导线覆冰生长及影响因素数值分析模型

针对现有输电线路覆冰生长模型仅注重覆冰生长量、难于准确预测覆冰形貌的问题,建立了输电导线局部冰层增长计算模型。采用空气动力学方程求解覆冰导线周围气流场参数、覆冰表面对流换热系数,进而采用欧拉二相流模型计算覆冰导线表面过冷却液滴碰撞系数;建立包含液滴碰撞、溢流、蒸发、升华等因素的质量平衡方程,基于此方程推导出计算对象热量平衡方程,并采用多级假设、一维搜索求解方程中多个未知量,得出各单元的冻结系数和覆冰质量。算例表明:局部碰撞系数及碰撞区域随风速的提高快速增大,覆冰量相应增大;而环境温度及导线电流的增加使得溢流水出现,覆冰类型由雾凇向雨凇过渡;模型所得覆冰形貌和覆冰量与已有实验结果基本相符,计算结果满足电力系统工程需要。     

基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析

由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%.     

高压脉冲对岩混材料击穿效应的仿真研究

为了研究高压脉冲对岩混材料目标的击穿规律,该文通过计算机仿真软件模拟高压脉冲对岩混材料块的作用过程,研究电子束运动轨迹及其能量密度分布的变化。结果表明:趋于临界击穿条件下,电极端自由电子的倍增效应越发显著,输入端发生雪崩击穿并表现出电子束呈现边界收窄的趋势,同时电极尖端能量密度分布趋于聚焦,与实验所测输出电流峰值越高,波形脉宽越窄的现象一致。该研究可为高效破碎岩混材料相关应用提供技术依据。     

硬岩掘进机刀盘载荷与撑靴接触界面刚度的耦合关系

在复合地质条件掘进时刀盘载荷与撑靴接触界面的耦合关系严重影响硬岩掘进机(TBM)动态特性.基于并联机构理论研究TBM推进系统的力传递特性,建立刀盘、机械系统和撑靴接触刚度耦合力传递模型,讨论了刀盘在复合地质条件下掘进时刀盘载荷波动与撑靴岩石接触界面刚度之间的耦合关系.结果表明,撑靴接触界面刚度随刀盘载荷增大而非线性增大;复合地层中,刀盘载荷波动,接触界面刚度也呈现相应的波动特性;两侧撑靴接触界面岩石软硬不同时,刀盘载荷均值和波动增加,接触界面刚度均值和波动加大,且较硬一侧增加幅度大于较软一侧减小幅度.     

基于证据权模型的宁芜盆地中段玢岩铁矿资源预测

基于证据权模型,对宁芜盆地中段玢岩铁矿进行矿产资源评价.首先,结合研究区的成矿地质背景,提取地层、岩体、构造、物探异常等四大类证据因子.然后,分析各证据因子与铁矿点之间的空间关系,认为大王山旋回火山岩与次火山岩与玢岩铁矿的关系最为密切,是寻找玢岩铁矿的岩石标志,深成侵入体则与铁矿空间上无明显关系,构造、物探异常在空间上与玢岩铁矿也有较大关联.根据计算结果,选取与玢岩铁矿密切相关的大王山旋回火山岩地层、闪长玢岩岩体、各方向(EW,NW,NE)构造缓冲区、航磁异常和布格重力异常七类证据图层.最后,采用证据权模型进行成矿后验概率计算,结合成矿地质背景及物探异常,圈定5个成矿预测区,它们在区域上具明显的NE向展布特征,并且普遍分布与成矿密切相关的闪长玢岩岩体,同时位于航磁高值以及NW向和NE向构造发育密集处.     

大淋水泥化弱胶结软岩巷道分阶段闭合支护技术

大淋水条件下泥化弱胶结软岩巷道的变形及失稳机理比较复杂,淋水会造成岩体软化、泥化,使围岩承载力下降、支护体失效,最终导致巷道产生非线性大变形.通过现场围岩变形观测与FLAC 3D软件数值分析,充分了解了新上海一号煤矿软岩巷道的变形破坏特征.在大量软岩巷道支护实践经验的基础上,提出了以防治水为前提,一次支护卸压、二次支护定型、关键部位强化为原则,顶板注浆、底板钢筋混凝土反底、底角格栅、全断面喷浆为手段的综合性分阶段巷道围岩闭合支护方案.在113采区回风巷进行了70m现场应用试验,结果表明该方案有效控制了软岩巷道的围岩变形.