基于SMA算法优化随机森林的PPV预测模型

爆破振动速度峰值(Peak Particle Velocity,PPV)的准确预测是有效控制爆破工程振动危害的前提。为了提高爆破振动速度峰值的预测精度,提出将黏菌算法(Slime Mould Algorithm,SMA)对随机森林(Random Forest,RF)中的树的个数和最小叶子点数2个超参数进行优化。以某露天爆破工程实例中收集的具有4个输入参数(最小抵抗线r、高差H、最大段药量Q_(max)、水平距离W)和1个输出参数(PPV)的23个样本的数据集为依据,将4种参数组合(Q_(max)-H-W-r、Q_(max)-H-r、Q_(max)-W-r、Q_(max)-r)作为随机森林算法中的输入参数,确定最优的参数组合。随后对SMA-RF模型、未优化RF模型和国内外常用的6组经验公式的预测结果进行比较,结果表明SMA-RF模型取得了最优的预测效果,因此在工程实践中推荐使用SMA-RF模型预测爆破振动速度峰值。

资源枯竭矿区深井开采引起地层再破坏的复杂性研究

针对资源枯竭矿区已经进行了多年开采而在地下浅部已留下很多老采区和地层已遭受数次沉陷破坏的特点,提出了深井开采及深浅部同时开采(重复采动)导致地层进一步破坏的特征和地层自下而上的沉陷规律及其损害累积效应,并借助北票矿区已经进行127a开采的实例,综合分析了资源枯竭矿区深井开采引起地层再破坏的复杂性及资源枯竭城市再生地层结构抗震性能的下降机理、评价方法和恢复措施。

非静水压条件下深部岩石能量耗散规律及破坏特征试验研究

深部岩石常处于非静水压初始应力场,岩石所处应力状态的不同导致其对动态荷载的响应有所差异,为研究非静水压及动载耦合作用下岩石的动力学行为,利用分离式霍普金森杆试验系统,开展多种初始应力组合下的岩石动态压缩试验,分析不同非静水压条件对岩石能量耗散及破坏规律的影响规律。通过试验结果发现,轴压和围压均对岩石动态强度产生显著影响,以8 MPa时为临界点,岩石动态强度随着轴压提升呈先增加后减小的趋势,但岩石动态强度随着围压的增加持续增大;岩石耗散能随着轴压的增加逐渐减小,但随围压变化趋势较为复杂,在轴压较低时,耗散能随着围压的增加而减小,在轴压较高时,耗散能随围压提升表现出先增加后减小的特征。根据试样的表观及内部破坏形态,结合分形理论及CT扫描技术,分析不同非静水压力条件下岩石的破坏模式发现,岩石表观裂纹与轴围压比存在显著关联,当轴围压比较低时,岩石侧面及端面裂纹较少,随着轴围压比的提高,岩石表观裂纹明显增加。通过对岩石扫描后横向及纵向切片分析发现,岩石内部同时存在环向和径向裂纹,且岩石破坏由贯穿型剪切裂纹控制。同时可以发现,非静水压条件下岩石的破坏可分为中心圆台形岩块和周边破碎岩块2部分,当轴压增加时岩石的破坏程度加剧,而围压的提升则使得岩石破坏程度降低。

基于不同倾角的刮板输送机中部槽的冲击磨损研究

针对刮板输送机运输过程中中部槽处的冲击磨损问题,以SGZ630/220型中双链式刮板输送机为研究对象,建立了刮板输送机运输煤散料的离散元模型,通过分析煤颗粒的物理性质与中部槽冲击磨损的原因,研究刮板输送机在输送煤料过程中,不同位置的颗粒大小分层及中部槽冲击磨损差异,并通过分析刮板输送机中部槽应变云图对研究结果进行了验证。研究结果表明:(1)中部槽在侧倾角为0°的工作条件下,冲击损伤深度更大且法向累计接触能量更大,在4 s末中部槽累计的冲击损伤深度为0.0001616 mm。在侧倾角工作状态下,有些煤颗粒没有直接对中部槽产生冲击,而是直接对中部槽的槽棒产生冲击,所以该状态下4 s末中部槽累计的冲击损伤深度较小。(2)侧倾角为0°时4 s末中部槽累计冲击损伤深度最大,达0.0001616 mm;前倾角为5°时中部槽累计冲击损伤深度略大于前倾角为-5°的冲击损伤深度。前倾角为0°时对中部槽的影响最大,最大应力为2.85×10^(5)Pa,最大应变为6.03×10^(-7)mm,前倾角为5°、-5°时依次递减。

城市地下空间-50℃深冷冻结技术应用可行性研究

冻结法是我国富水地层城市地下空间建设中常用的一种地层加固方法。针对现阶段介于盐水冻结与液氮冻结之间的-40~-60℃温度区间冻结技术研究较少的问题,论述了目前冻结法应用存在的问题和必要性,提出深冷冻结技术在冻结工程中应用的可行性,对制冷机组设计与选择、载冷剂设计提出了建议与方案,并采用数值模拟方法对深冷冻结温度场扩展规律进行了计算。工程数据表明:采用深冷冻结方案,可以缩短工期20~30 d,在工期紧张的地铁建设领域、市政抢险领域具有较大的应用价值。

500kV出线洞及中低压电缆洞斜井段反井钻井施工工艺

浙江缙云抽水蓄能电站500kV出线洞及中低压电缆洞斜井段,为国内首条小倾角反井钻机施工工程,该工程采用北京中煤矿山工程有限公司自主研发的BMC400型反井钻机进行全程施工。介绍了施工过程中出现的各种问题,并提出了有效的解决方案,为后续该类型工程的施工提供了技术借鉴。

霍邱铁矿区某大型矿山开采对现有井筒影响研究

为了深部开采系统生产时能够安全可靠地利用现有井筒设施,通过建立全矿区开采三维模型,以拟采用的阶段空场嗣后充填法相关参数分别模拟一般条件和不利条件两种状态条件下井筒位移、倾斜、曲率以及垂直变形特征,对比深部资源开发可能利用的8条竖井井筒变形量与规定允许临界变形值的大小和较大变形发生的深度位置,研究矿山深部资源开采对现有井筒的安全影响。

深孔断顶爆破防治冲击地压的理论与实践

简要阐述我国冲击地压作用机制及控制技术研究现状,深入探讨深孔断顶爆破的作用机制,采用数值模拟方法分析深孔断顶爆破防治冲击地压的基本原理,对于爆破前后的应力场进行对比分析,从计算结果来看,深孔断顶爆破能够从根本上改变煤岩体的应力分布状态,显著降低爆破有效范围内煤岩体中的应力水平,应力峰值出现的位置明显远离煤壁,峰值的大小大幅度降低;结合急倾斜煤层开采条件和倾斜煤层开采条件,进行深孔断顶爆破防治冲击地压的实践,并通过应力监测对其卸压效果进行检验。监测结果表明,采用深孔断顶爆破技术能够有效改变煤岩体的应力状态,对具有冲击危险的区域起到较好的卸压作用;在华亭煤矿急倾斜煤岩层条件下深孔断顶爆破的实践中,在监测期间内,深孔断顶爆破后顶板岩层出现3次明显的周期性垮断现象,压力显著降低,周期来压明显,从而降低冲击危险性,有利于矿井的安全生产。

爆破动荷载作用下围岩累积损伤效应声波测试研究

基于声波测试原理,利用RSM-SY5智能型声波仪,对厂坝铅锌矿某巷道围岩在爆破动荷载作用下产生的累积损伤效应进行了现场试验研究。研究表明:既有开挖爆破对巷道围岩的影响深度为0.8～1.2 m,根据钻孔的深度,在3.5～4.8 m深度的岩体内进行爆破累积损伤效应研究是可行的;随着爆破次数的不断增加,岩体声波速度逐渐降低,损伤度D呈现出非线性累积规律;随着与爆源距离的增大,岩体爆破损伤程度减小,累积损伤效应逐渐变得不明显;水平和垂直方向测试结果存在较大差异,说明爆破作用下岩体损伤具有各向异性的特征。爆破装药位置和药量对岩体损伤累积规律有一定的影响。装药区段范围内的岩体损伤程度最严重,装药量越大,岩体损伤程度也越大。测试成果为进一步的岩体力学参数研究和地下洞室稳定性分析提供了参考依据。

切槽爆破中V形切槽产生的力学效应研究

本文详细研究了切槽爆破中V形切槽在爆炸冲击波的动态压力和爆生气体的准静态压力作用下产生的力学效应。在此基础上,进一步阐明了V形切槽对岩石定向破裂的控制机理,提出了切槽爆破中裂缝扩展的力学判据。最后,对所得结论用实验结果进行了验证。

超前深孔顶板爆破防冲数值模拟及应用研究

通过对超前深孔顶板爆破防冲机理及影响因素进行分析,以典型的冲击危险矿井为背景,在对顶板强度及爆破参数现场实测的基础上,模拟分析不同爆破参数(爆孔夹角、装药段长度)下的超前深孔顶板爆破效果,并采用多种监测手段对其现场防冲效果进行检验。研究发现,在爆孔深度一定的前提下,相同的爆孔角度,随着装药量的增加,超前深孔顶板爆破的影响范围也随之增大,巷帮煤体内的高应力区范围及峰值应力梯度下降越明显。在相同装药量前提下,通过调整爆破角度下,可使巷帮的高应力向深部转移甚至消失,对深部煤炭的安全开采具有重要的意义。

井壁破坏注浆治理中的浆液孔隙压强模型

了解浆液流动特性 ,掌握浆液压强分布规律 ,是保证井壁破坏注浆治理效果的重要因素之一。浆液孔隙压强方程可以通过将渗流连续性方程和Bingham流体运动方程联立获得。在实用中 ,还可以对孔隙含水层中的稀水泥浆液运动条件作简化处理 ,得到考虑含水层纵向扩展的浆液孔隙压强基本方程。实际工程应用表明 ,这种模型能揭示出井筒及其附近的浆液压强特点。

地面区域水害治理技术在赵固一矿的应用

为了解决赵固一矿18采区煤层底板灰岩含水层水害威胁,在传统的井下注浆堵水技术基础上,结合地面定向水平孔技术,提出了煤层底板水害地面区域超前治理技术,介绍了赵固一矿二1煤底板L8灰岩地面区域水害治理方案,总结了施工过程中的钻孔和注浆关键技术及其实施过程。采用分支孔“跳孔”注浆技术,在治理区域共注浆43次,注入干料94277.30 t,水泥33317.70 t,黏土46892 m^(3)。区域水害治理施工参数能够较好地反映底板灰岩改性加固效果,在两侧分支孔注浆施工后,中间孔每米注入干料和钻孔单位吸水率均大幅减小,表明前序孔通过注浆施工后,已经对该孔附近的裂隙进行了一定程度的充填和加固,地层的渗透性明显降低,间接验证注浆效果。探孔作业结果表明,应用地面区域水害治理技术已将L8灰岩改造成了弱含水层,治理效果良好。研究成果可为赵固一矿及其他矿区煤层底板含水层治理提供依据。

泡沫水泥固井技术在沁南盆地煤层气开发中的研究应用

常规煤层具有机械强度低、渗透率低、孔隙压力小、储层易坍塌的特点。使用常规水泥浆固井过程中易出现污染煤层、压漏地层的问题,增加井下复杂情况,造成煤储层渗透率下降,影响产能的发挥。对泡沫水泥固井技术的特点及制备方法进行了详述,该技术通过在沁南盆地煤层气开发中的实际应用,初步建立了一套煤层气井储层保护的泡沫水泥固井体系及施工方法,现场应用效果良好。

直眼掏槽深孔爆破在煤矿中的应用

为有效提升煤矿巷道掘进质量、降低施工材料成本消耗,必须根据工程情况,结合直眼掏槽深孔爆破技术原理,合理布设各个爆破施工工序,提升爆破效果。本文针对案例工程的基本概况进行分析,深入探讨工程直眼掏槽深孔爆破施工作业流程及经济技术指标。

爆炸冲击载荷作用下岩体力学特性的演化研究

通过实验室模型试验以及对具体边坡工程的数值模拟相结合的方法分析了在爆炸冲击载荷作用下岩体力学特性的演化过程。模型试验中在距离爆源的不同位置进行取芯并对其进行了强度以及超声波探测;数值计算采用DYNA-2D软件对具体边坡爆破工程进行数值模拟研究。通过研究发现,在距离爆源不同的位置爆炸冲击作用对岩体所造成的影响程度也不同,承载性能、超声波传播速度的衰减也不同,通过模拟整个爆炸作用过程也可看到与模型试验同样的演化趋势。

硐室爆破空腔比的动光弹研究与工程应用

为了分析不同空腔条形药包爆破效果，以动光弹为研究手段，用五种不同空腔比实验模型进行了爆破动应力场及破坏结果研究，并在首钢128t硐室大爆破中进行了工程应用．研究和应用结果表明：最佳空腔比约为4．0；在岩石特别破碎地区为控制飞石，可采用大空腔比进行爆破设计理论．

钢丝绳芯胶带接头硫化工艺的优化与改进

随着大型输送机的发展,强力钢丝绳芯胶带的使用越来越普遍,接头质量的好坏对带式输送机的安全运行至关重要。分析了钢丝绳芯胶带接头硫化过程中存在的原料加工制造、施工工艺操作中存在的质量方面问题的原因。介绍了接头硫化在切割坡口,时间及地点选择,清洗与刷胶浆,钢丝绳排列,气泡防治,冷却方法等方面施工工艺的优化和改进方法,以及现场的实际效果。通过优化和改进操作方法,提高了接头效率和质量,保证了带式输送机的安全运转。

煤矿动压灾害多级分源时空监控技术及应用

为弄清煤岩动压灾害的主要影响因素,以煤矿冲击地压和工作面动载压架2种典型动压灾害为研究对象,通过对煤矿典型动力灾害事故的分析,分别提出了应力控制防冲理论和浅埋煤层顶板动载矿压前兆损伤模型,针对煤矿动压灾害的多尺度力学影响特征,建立了以应力控制为中心煤矿动压多级分源时空监控评价体系,成功解决了浅埋房柱式采空区下动载矿压压架及孤岛强冲击危险工作面切巷贯通的问题,可为煤矿动压灾害的防治提供参考。

露天矿大区毫秒微差爆破起爆网路设计优化

在大、中型露天煤矿爆破中,实现起爆网路毫秒微差起爆与网路设计有密切关系,正确的起爆网路和微差时间可以有效地增加安全性,提高爆破效果。