轻轨结构在隧洞掘进爆破下的响应数值模拟

依托深圳大芬水分洪箱涵暗挖隧洞工程,采用动力有限元软件建立了三维数值模型,研究了轻轨结构在隧洞爆破开挖下的响应特性。结果表明:随着爆心距增加,同一高程的轻轨结构峰值应力、位移和峰值振速逐渐减小;随着高程增加,同一立柱峰值应力逐渐减小,而峰值位移和峰值振速具有高程放大效应;隧洞已开挖区形成的空腔使上部轻轨结构的振速响应存在空腔放大效应和空腔阻尼效应。在此基础上,基于萨道夫斯基公式回归预测和仿真计算对隧洞掘进爆破单响药量进行优化,结果为:轻轨结构位于掌子面前面和后面,两种工况条件下的爆心距均为20.52、28.65 m,则在允许振速条件下的最大单响药量分别为1.8、6.0 kg和2.1、6.3 kg。

矿山短期生产计划优化的多目标遗传粒子群算法

针对露天矿山生产的基本特征及短期生产计划的编制要求,从露天矿山的品位及经济成本最小化的角度出发,构建了露天矿短期生产作业计划优化模型。以MATLAB软件为平台,采用遗传粒子群混合智能算法对模型进行求解。以某石灰石露天矿为工程背景进行研究,将研究结果与露天矿实际生产指标进行对比验证。结果表明:该模型适用于露天矿短期采掘作业生产计划的编制,优化结果保证了矿山生产作业出矿品位、出矿量及生产利润三者之间的平衡,有利于提高矿山的经济效益。

平硐溜井系统矿石运动状态及井壁破坏数值模拟

在露天矿平硐溜井系统中,矿车卸下的矿石落入溜槽,运动一段时间后进入溜井,并在井壁上产生严重的冲击破坏。以华新钻沟石灰岩露天矿山为例,利用PFC^(2D)软件建立平硐溜井系统的数值模型,分析矿石的运动状态,以冲量为指标,研究溜井井壁的冲击破坏特性。研究结果表明:矿石从堆积形态逐渐发育成稳定矿石流后,矿石沿着溜槽滚动。矿石进入溜井后,初始碰撞位置比较固定,由于矿石间相互作用的影响,矿石后续运动状态比较复杂。初始碰撞位置距离井口5~10 m,破坏最大,需要重点防护,其他位置井壁的破坏相对较小。

基于信息融合理论的冲击矿压预测模型

现阶段通常采用多种监测方法对冲击矿压发生、发展过程的各重要指标进行监测,在此基础上对比分析监测指标值,实现对冲击矿压的精确预测。由于受环境、设备、采矿技术条件等因素的影响,监测指标值可能存在不一致,甚至互相矛盾的现象,增加了冲击矿压的预测难度,影响了矿山的正常生产。为提高冲击矿压预测的准确性,以某矿为例,首先联合采用综合指数法、钻屑法、声发射法和电磁辐射法对危险区域进行监测,计算该区域冲击矿压的危险指数,确定该区域处于各危险状态的概率指数;然后将计算得出的概率指数作为预测指标的证据源,运用信息融合理论构建了冲击矿压预测模型,融合上述4种监测方法的预测结果,最大限度地降低各预测方法间的冗余和矛盾信息。研究表明:所构建的冲击矿压预测模型极大地提高了冲击矿压的预测精度,可供类似矿山参考。

高水头、大直径污水管道水囊封堵及地面塌陷快速修复技术探讨

以梅龙大道东侧河道为例,为解决河道护坡塌陷问题,通过采用注水式堵水气囊阻断水流,形成一个安全可靠的施工空间,对破损段管段进行钢管内穿结构性修复,解决了高水头、大直径、快流速的污水管道封堵及修复问题,减少了人员下井及水下作业时间,增加了安全系数,整个封堵及修复过程不产生垃圾,对管道排水不产生后续影响,取得了较好的社会效益和经济效益,可为类似工程提供一定的借鉴。

基于VMD及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法

为从监测信号中获得真实的隧道爆破振动信号,引入一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法。首先,在不同K值条件下对监测信号进行变分模态分解,得到一系列本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各模态分量与原信号的相关系数,根据相关系数确定最优K值;然后,对原信号进行变分模态分解,得到一系列中心频率由高到低的本征模态分量,计算每个模态分量的能量熵,确认噪声与信号的分界;最后将信号分量进行重构,得到降噪后的隧道爆破信号。将该信号降噪方法应用于实际爆破振动信号处理,结果表明:与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)降噪法相比,信噪比更高,剩余能量百分比更高,均方差更低,反映出所提降噪方法在隧道爆破振动信号处理中具有一定的适用性。

基于BIM和3D扫描的长距离曲线钢管内穿修复技术

随着城市的发展,地下管线老化引发的社会问题日渐凸显,地面交通拥堵和管线错综复杂使得明挖换管成为城市管道修复亟待解决的难题。以笔架山水厂-东湖水厂原水管道修复项目为例,研究了基于BIM和3D扫描的长距离曲线条件下钢管内穿非开挖施工方法,通过3D扫描和BIM技术实现原水管道的空间定位、最优井位布置和管节长度设置,特制的承插接口满足原管道曲率要求。实际施工过程表明,该技术的运用大大减少了工作井的数量,降低了管线迁改对交通的影响,取得了较好的经济和社会效益。