基于相似理论的消防炮射流轨迹模拟实验的设计

目前国内外关于消防炮射流轨迹的实验大多利用实物进行,其实验场地大,器材笨重复杂,设备运行和环境影响参数调整不易,实验成本较高.基于相似理论的思想,设计消防炮射流轨迹的模拟实验,并重点介绍模拟实验中相似关系比例的推导.该模拟实验具有以下特点：占用空间小,节约成本;采集数据方便,有较高的实用价值,可为消防炮的性能研究和工程设计提供实验数据,其分析计算模型能为消防炮参数数据库的建立提供一些理论支持.     

立井冻土光面爆破的模型试验研究

利用模型进行了立井冻土光面爆破的试验。试验参数取孔深、孔距和最小抵抗线。通过试验获得了较好效果下的炮眼密集系数和冻土的单位炸药消耗量     

冻结立井表土段井壁破坏规律研究

通过对表土段立井井壁破坏原因的分析,以及对危险点的应力状态的研究,揭示了立井井壁破坏的规律性,并以此为依据提出了防范井壁破裂的具体措施,这些措施及文中提及的应力计算解析式和考核井壁破坏的强度理论对施工现场及工程设计均具有较大的指导意义.     

立井井壁热应力分析

本文分析了温差引起的热应力及其对井筒受力的影响,得出的结论可用于煤矿井壁稳定性分析,为矿井的安全生产提供保障,从而避免重大的经济损失。     

立井基岩段井壁设计问题的研究

根据实测地压分布规律,找出井筒的危险截面,进行应力分析,取该截面的最大单向应力级数展开式的主部代入安全条件,推出直接由实测地压值计算安全井壁厚度的简便计算公式。其中的误差,由修正系数K来调整,并以某千米立井和500m深立井的危险断面井壁设计分析为例,给出了明确的K值范围。又通过基岩段井壁破坏专题调研,总结了井壁破裂的五种类型,提出了井壁结构应考虑正常情况下承压和特殊条件下让压或分压的综合设计方法。     

内爆炸荷载作用下立井井壁动力响应的解析解

本文以弹性力学及板壳理论为基础推导出圆筒立井井壁在掘进爆破荷载下的应力分布的解析解，并与实验数据基本吻合，从而使理论解得到了验证，为制定立井井壁的防护措施提供了理论依据。     

矿山立井井壁的变形预测模型

为对矿山立井井壁的受力变形情况进行合理预测分析,保证井筒施工过程安全可靠,及时调整施工方案,优化井筒设计;以鸟山矿为例,采用对井壁混凝土应力变化情况进行现场监测的方法,结合钢筋混凝土弹性理论,把井壁作为空间受力问题,以弹性理论的井壁破坏预测模型为基础,运用Matlab软件对监测数据进行拟合处理,得到了井壁破坏预测的数学模型,进而对井壁的受力变形情况进行了预测分析.结果表明:该预测结果与工程实际观测数据相吻合,解决了井壁突然破裂而无明显预兆的难题,降低了矿井井壁破裂所造成的经济损失及人员伤亡,为其它矿井建设积累了经验.     

立井爆破震动对短段砌壁砼强度影响的模拟测试研究

立井是矿井的咽喉，但立井的砼井壁的强度及抗渗性以及接茬处的质量长期以来不尽人意，是井巷工程中急待解决的问题。本文从实验入手就立井爆破对短段砌壁砼井壁的强度，两段并壁接茬质量的影响以及影响程度、部位，因素等作了细致的测成与分析，得出了一些有实际意义的结论。     

冻结立井井壁防破裂措施的研究

通过对立井井壁破裂原因的分析及危险点处应力状态的研究,以消除导致井壁破裂的因素为目标提出了对尚未破土动工井筒防止井壁破裂的措施,以预防井壁破裂为宗旨提出了对现存未破裂井壁的防范方法,以恢复井筒的使用性能为目的,提出了治理破裂井壁的手段。     

立井井壁温度变化规律实测研究

为掌握生产期间主井、副井和风井井壁温度的变化规律,开展了实测研究。结果表明:进风井内井壁温度随风流温度的变化而变化,主井和副井的全年温度变化量分别为21℃、22℃,可近似表示为以年为周期的正弦函数;出风井井壁全年温度变化量约2℃,可近似忽略。分析认为:因井壁受热伸长受到围岩的约束而产生的竖直附加力是导致井壁破裂的原因之一。因此,进行井壁安全监测时,进风井必须监测温度变化,而出风井可不必监测温度变化。     

延期时间对高台阶抛掷爆破效果的影响

为了研究高台阶抛掷爆破合理的延期时间,基于相似材料模型试验,运用有限元软件ANSYS模拟不同排间毫秒延期的抛掷爆破模型.试验和计算结果表明:从增加最远抛距和减少大块率的角度出发,当排间毫秒延期时间小于或等于2 ms时,后排孔爆炸的一部分能量用来给第1排孔爆破的碎块做功,第1排孔碎块的抛距增加,且第1排炮孔的大块率也减少;从有利于改善单元在x、y、z三个方向的应力叠加效果来看,第2排炮孔的延期时间宜定于1.27~2.04 ms之间.由于确定模型尺寸和原型尺寸的几何相似比1:50,故推荐矿山高台阶抛掷爆破的排间延期时间为63.5~102.0 ms.      

水力压裂模拟实验中的相似准则

目前预测裂缝的几何形态多采用数值模拟方法 ,所应用的模型是比较简单的二维或拟三维模型。无论是从研究裂缝扩展机理的角度 ,还是从发展、验证新模型的角度来讲 ,模拟实验都是最基本的环节。相似理论可用来指导实验的根本布局。文章通过相似理论中的方程分析法将压裂控制方程无因次化 ,并导出对水力压裂模拟实验具有指导意义的相似准则与相似比例系数。该相似准则与de .Pater基于二维模型所得结果大体吻合。     

强力胶带机巷立交下的硐室及立井施工

在强力胶带运输机正常生产的情况下，在其下方立交位置施工涨紧硐室及立井，为防止爆破冲击对机电设备和皮带的影响，采用地锚加大板料保护法，分段反井施工，并利用围岩松动圈理论合理支护，在不影响强力胶带正常运输的情况下，安全的施工该硐室及立井。     

深立井基岩段井壁地压应力研究

揭示深立井及超深立井基岩段井壁地压应力的理论分析方法,为基岩段立井井壁的优化设计奠定基础。首先将立井基岩段井筒及围岩均按照轴对称受力状况建立力学模型,依据井筒开挖前后围岩受力状态的分析,通过围岩内表面与井筒外壁环向或径向应变相等原理,然后依据轴对称原理、弹性理论、静不定问题的求解方法等理论,求解出基岩段井壁地压应力的分布规律。所举算例得到的结果较为充分地反应了井壁中地压应力在井壁结构设计中的作用。其结果对深立井井壁结构的优化设计具有极为重要的指导作用。     

立井井壁厚度的围岩压力最大值确定法

根据立井井壁破裂事故的调研,将井壁变形灾害分为五类,提出采用适当强度的井壁承受常规围岩压力;预测可能发生变形灾害的类型,设计谐调变形井壁结构,躲开井壁不可承受的灾害性荷栽。推出了由围岩压力最大值确定井壁厚度的简化计算公式,通过与精确解进行对比分析,给出了该简化公式的误差补偿系数。千米深立井的井壁结构设计实践与分析表明：此简化公式不仅便于工程应用,而且所设计的井壁能够满足“安全可靠、经济合理”的要求。最后讨论了井壁设计厚度的合理区间、井壁混凝土强度的合适等级,对抵御不同变形灾害的谐调井壁结构形式进行了初步讨论。     

采空区覆岩移动规律的相似模拟实验研究

利用相似材料模拟实验法研究采空区覆岩的移动规律。实验结果表明：工作面推进到，72m时，地表发生移动变形，地表最大下沉量最终达到3．2cm；岩体裂隙自下而上随着工作面的推进而逐步发展，对应地形成了不同的裂隙网络分布。     

深立井井壁图像的卷积神经网络去噪方法

为了实现井壁缺陷的自动检测,提出去除井壁图像噪声的卷积神经网络(CNN)模型(ELU-CNN)。该模型为深28层的全卷积网络模型,由5个特征提取模块(FEM)和跳跃连接组成;跳跃连接将第一卷积层的输出特征与每一个FEM的输出特征串联融合,保证图像特征的充分提取;使用残差学习来缓解梯度消失并提高收敛速度,保证训练后的去噪模型学习到的非线性映射是图像噪声;选用ELU作为激活函数,它具有软饱和性且输出均值接近于零,能增强模型对输入噪声的鲁棒性并加速模型收敛。在标准测试集BSD68、set12及实际井壁图像上,验证ELU-CNN模型的去噪性能并和先进方法作比较,实验结果表明:与FFDNet模型相比,ELU-CNN模型的平均峰值信噪比,在含噪声浓度σ为(15,25,35,50,75)的BSD68、set12测试集上分别提高了(0.17,0.11,0.08,0.05,0.03) dB、(0.18,0.16,0.08,0.06,0.07) dB。在去除井壁图像盲噪声时,ELU-CNN模型能更好地保留缺陷的纹理信息。     

矿山立井变形模拟实验与监测技术研究

以东北某矿的实际研究资料为例,用相似材料模拟实验方法,研究了倾斜煤层立井保护煤柱外开采条件下的工业广场沉降和井筒变形破坏机理;根据该矿工业广场地表移动观测站的观测数据,依据Helmert坐标变换方法给出了确定立井工业广场沉降变形模式的分析模型。基于该模型,通过对地表多次观测所取得的数据分析,验证了模拟实验结果的正确性。     

巷道锚固体性能的相似材料模拟实验研究

巷道的支护技术对于煤矿安全生长非常重要。锚杆支护为主动支护,控制松软煤层巷道围岩变形效果好。本文报道了锚杆支护的相似材料模拟实验研究结果。经锚杆加固后,巷道的的弹性模量有较大提高、煤岩体的C值提高10%左右;随着锚杆布置密度的增加,锚固体的Ф值也逐步增加。提高锚杆锚固力可以有效地提高锚固体的承载能力。