采动影响下底板岩体及巷道破坏时空演化特征分析

明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规律,并基于压剪破坏准则及岩体卸荷损伤机制,得到底板岩体及巷道围岩破坏时空演化特征,进一步采用数值模拟进行可靠性验证。结果表明:采高增大,工作面前方煤体塑性区范围增大,超前支承压力集中系数减小;超前采动支承压力越大,底板岩体内主应力差越小,莫尔应力圆半径小,对底板的影响强度减弱,具体表现为底板岩体压剪破坏深度的减小;卸荷后底板岩体受力状态相同,岩体卸荷起点的增大,卸荷量增加,卸荷张拉破坏加剧,底板岩体塑性区呈“马鞍形”;推进过程中巷道围岩塑性区发生由“椭圆形”−“蝶形”−“竖直椭圆形”时空演化特征,采动支承应力越大,巷道破坏越严重,破坏主要集中在顶板及肩角位置。设计初采高度为3.5 m,通过布设光纤测试系统,得到采动过程中底板岩体及巷道随工作面推进变形与破坏的时空演化规律,测得底板岩体破坏深度最大为16.7 m,巷道围岩破坏深度最大为5.2 m,巷道围岩体在整个监测期间内保持稳定,没有发生破坏性影响,满足生产安全需求。

采空区侧向悬臂切顶破断长度研究及应用

巷道煤柱侧采空区(侧向顶板)经常会遇到厚硬顶板,短期内不会自然垮落,容易诱发矿震及垮顶等事故。以泊江海子矿113105工作面为研究背景,针对侧向长悬臂造成的强矿压现象,基于顶板断裂力学,建立采空区侧向长悬臂力学模型,对切顶前后顶板间岩体断裂长度进行分析。结果表明:岩体的抗拉强度、厚度和摩擦系数较大时,断裂后的前梁长度较长;当岩体的密度及切顶角度增大时,断裂后的后梁长度较长;通过物理试验,切顶后长悬臂断裂成2块5~8 m长的块体,顶板呈周期垮落特性,实现了对巷道侧向悬臂岩层的主动卸压目的。现场试验表明:爆破切顶后围岩应力得到转移,矿压显现减少,巷道变形能满足工作面正常回采需求,保障了矿井的高产高效。

基于风驱动算法的锅炉NO_x排放模型优化

为了准确地预测电站锅炉的NO_x排放量,以某300 MW亚临界循环流化床锅炉为研究对象,利用自适应风驱动优化(AWDO)算法和极端学习机(ELM)进行综合建模,并根据不同工况下现场收集的样本数据检验该模型的预测能力;将该模型的预测值与基本极端学习机、差分进化算法、粒子群算法和基本风驱动算法优化的极端学习机模型预测值进行比较.结果表明:AWDO算法可以更好地找到优化参数,该算法优化的极端学习机模型具有良好的预测精度和泛化能力,可以准确、有效地预测电站锅炉的NO_x排放量.

基于磷虾群算法的汽轮机热耗率建模应用

为了准确建立汽轮机热耗率预测模型,以某热电厂600MW超临界汽轮机组为研究对象,采用基于反向学习自适应的磷虾群算法(OAKH)和快速学习网(FLN)进行综合建模,并将该模型的预测结果与基本快速学习网、粒子群算法、生物地理学优化算法和磷虾群算法优化的快速学习网模型的预测结果进行比较.结果表明:OAKH算法能够更好地优化FLN模型参数,使所建立的FLN汽轮机热耗率预测模型具有更高的预测精度和更强的泛化能力,能够准确、有效地预测热电厂的汽轮机热耗率.

基于量子自适应鸟群算法的锅炉NO_x排放特性研究

针对锅炉NO_x排放量难以准确预测的问题,提出了一种新的NO_x排放预测方法,利用改进的量子自适应鸟群算法(QBSA)和快速学习网(FLN)进行综合建模,得到锅炉NO_x排放浓度模型。将QBSA与基本鸟群算法(BSA)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)进行比较,并通过仿真实验证明了其具有更好的寻优精度和更快的收敛速度。最后采用不同工况下的样本数据检测QBSA-FLN与BSA-FLN模型的预测效果,实验结果表明,QBSAFLN具有更高的预测精度和泛化能力,可以更准确地预测NO_x排放量。

受动压影响巷道围岩松动圈测试及支护技术研究

为防止在动压影响下,潘二矿11123工作面开切眼下方部分底抽巷(承担胶带运输任务)的变形失稳,11123工作面初次来压后,在原锚网索支护基础上,采用增加注浆锚索的方式对巷道进行补强加固,并用地质雷达测试巷道围岩松动圈的厚度,以判断支护方案的可行性.地质雷达探测结果表明:第1次测量(工作面推进50 m时)、第2次测量(工作面推进90 m时)、第3次测量(工作面推进150 m时),松动圈的厚度发育较为迅速;第4次(工作面推进200 m时)、第5次(工作面推进200 m时)和第3次测量相比,松动圈厚度趋于稳定;底抽巷所形成的松动圈厚度在1300 mm左右,属于中小松动圈,加强支护效果可以满足安全生产的要求.

不同加载速率下煤岩动力破坏特征实验研究

临空侧巷道作为煤岩动力灾害的主显现体,探明回采过程中临空侧巷道煤岩动力显现及破坏特征,是采场安全高效生产的前提。基于此,采用高频振动采集及孔内成像三轴动静载试验系统,开展了不同加载速率下煤岩真三轴单面临空实验,揭示了加载速率对煤岩动力破坏的影响机制。研究结果表明:1)不同加载速率下煤岩系统损伤破坏从临空面逐渐向深部转移:加载速率较小时,煤岩系统做出充分适应性调整,破坏特征及声发射信号具有明显的前兆规律,系统承载失稳发生前,临空侧煤岩张拉扩容、深部煤粉(颗粒)外流,声发射信号持续处于“高频高能”状态,加载速率的增大,裂隙发育受到抑制,原生裂隙尖端应力的骤增,临空侧煤岩层裂抛射,局部颗粒弹射动能大,声发射信号呈现“高频低能”状态,无前兆信息;2)临空面煤岩均以张拉破坏为主,加载速率的增大,深部煤岩破坏形式呈现由屈曲层裂张拉破坏-剪切、张拉复合破坏-剪切破坏的转变;3)加载速率较小时,煤岩系统裂隙较为发育,强度弱化,能量充分释放,加载速率增大,煤岩系统失稳峰值强度、破碎程度、抛射质量和动能都有较大增加,动力显现更为迅猛,加载速率的增加对煤岩动力破坏起到了正向激励作用。

侧向悬臂切顶煤柱上方顶板应力及位移研究

以某矿113105工作面侧向切顶为研究背景,通过理论分析、数值模拟和现场监测的方法,研究切顶后煤柱顶板应力分布及位移演化规律。基于弹性力学建立切顶后煤柱顶板力学模型,运用差分法推导出切顶后煤柱顶板的应力与位移表达式。运用FLAC3D和3DEC软件模拟切顶前后煤柱顶板应力分布及位移演化特征,模拟结果显示,切顶后煤柱顶板应力减小了18.2 MPa,顶板下沉位移为9 cm,卸压率达26%~40%。现场监测表明,煤柱上方顶板应力分布呈现出先增大后减小的趋势,在距离工作面20~30 m处应力达到最大且保持一段应力集中,随后应力降低,在距离工作面65~70 m后应力保持不变。

沿空巷道侧向结构切顶卸压角度研究

切顶卸压是控制巷道变形的常用手段。针对含水层限制切顶高度的问题,以泊江海子矿113105工作面回风顺槽侧向悬臂、厚硬含水层顶板条件为背景,采用理论分析、数值模拟和现场工业试验的方法,研究了含水层顶板侧向悬臂切顶卸压的合理切顶角度。建立了切顶后巷道煤柱力学模型,推导出不同角度切顶后煤柱应力分布方程。运用ANSYS/LS-DYNA对不同角度切顶进行模拟,结果表明:不同切顶角度下岩石损伤及裂隙发育程度不同,切顶后煤柱应力均有所减小,切顶角度在85°~60°时,煤柱垂直应力呈现“驼峰”趋势,3 m处的垂直应力峰值较大,双峰值随着切顶角度的增大呈减小趋势,55°和50°角度切顶后,煤柱应力峰值点3 m处的垂直应力小于峰值点7 m处的垂直应力,双峰值随着切顶角度的减小呈增大趋势。现场试验表明:按照所设计角度切顶后,围岩应力明显降低,巷道结构变形程度能够满足工作面正常回采的需求,卸压效果显著。

采场厚硬顶板破断失稳与能量聚散演化研究

针对采场厚硬顶板强矿压问题,在采场厚硬顶板采动失稳影响特征分析基础上,运用力学理论构建采场厚硬顶板采动承载力学模型,分析采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚演化发布规律,从能量转化角度分析采场厚硬顶板破断致积聚能量释放与强动压显现关系,推导出工作面液压支架动载响应估算方程,揭示厚硬顶板破断失稳强矿压显现影响特征。研究结果表明,1)厚硬顶板在破断失稳前处于覆岩承载状态和自身弹性势能积聚,在破断瞬间显现略高于重力作用的加速运动失稳,加之悬伸跨度较大,导致厚硬顶板条件工作面动压显现尤为强烈;2)悬伸跨度、上覆岩层荷载是厚硬顶板采动承载和能量聚散演化的关键影响因素,上覆岩层荷载、自身厚度和强度是厚硬顶板极限悬伸跨度的关键影响因素;3)在工作面液压支架动态阻力响应的力源构成中,厚硬顶板破断积聚能量释放所形成的动态阻力占比最高,上覆岩层荷载做功转化所形成的动态阻力占比次之;4)在工作面液压支架动态阻力响应的影响因素中,厚硬顶板的悬伸跨度、上覆岩层荷载起直接加剧影响,岩层厚度增加厚硬顶板极限悬伸跨度,进而间接加剧动态阻力响应,直接顶厚度可对动态阻力响应起缓冲降低作用,支架控顶距的加剧影响程度不明显。

浅析小学数学教学兴趣的培养

数学是一门具有很强逻辑性、抽象性、系统性的学科,因此,想要使学生学好数学,培养学生的数学学习兴趣是十分重要的。学习兴趣是指一个人的意图愿望、心理需求或企图达到目标的一种动因和内在力量。本文作者通过对数学学习规律的研究,探讨了激发学生学习数学动因,调动学生学习积极性,进而提高学生数学学习质量的方法。