Control on mine pressure of thick and strong roof stratum movement in long wall thick coal caving face

The caving of thick and strong roof stratum causes tremendous rock pressure in mine.The results of the analysis on dynamic natures of actual measurements of some fields,of which the roof pressure can be caused by thick and strong stratum in long wall thick coal caving face,could present the relation between the collapse and movement of thick and strong roof strata and surrounding rock pressure.In order to control the roof pressure effectively,the thick and strong roof strata,can be fractured and softened previ- ously by hydraulic fracturing and low-high pressure water infusion,fracturing and softening method.The results of study can provide basis for strata control and safe management in long wall thick coal caving face.

Analysis of the effects of weak floor strata onlongwall face stability using finite element modeling

Higher production, better safety standard, and potential for automation are some of the benefits of longwall mining. Today, longwall face advances at a faster rate exposing many diversified rock layers in a short period of time. It is now a serious challenge to cope with ground control problems such as roof falls, face and floor failure, and excessive shield loading as fast as possible to minimize production and monetary losses. In Illinois Coal Mines, the existence of weak floor strata blow the coal seam may pose additional problems related to floor heaving, shield base punching, and associated roof and face falls. In this study, the effects of weak floor on longwall ground control are analyzed using two dimensional finite element models. A two leg 635 6 ton (700 short ton) yielding capacity shield is included in the models to evaluate the effects of different thickness and material properties of the weak floor. The study indicates that the thickness and material properties of weak floor have significant effects on shield loading, the distribution and intensity of front abutment stress, failure zones in the surrounding strata, roof to floor convergence, and floor punching by the shield base.

Analysis for interaction of supports and surrounding rock of gateways in longwall minging

Gateway supporting in long wall mining has been a problem that restricts the mine production and safety, the paper sets up an interaction model between support and surrounding rock (rock mass structure) and probes the elementary theory about ground pressure behaviors of gateway. Based on the analysis of supporting theories, some new viewpoints about gateways supporting and ground pressure controlling are put forward.

考虑土-膨润土化学相容性的阻隔墙长期服役性能研究

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透系数和水动力弥散系数等参数随Na^(+)和Ca^(2+)浓度的变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型的计算结果分别与已有解析解计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后基于所建数值模型,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了考虑和未考虑土-膨润土化学相容性、水头差和膨润土掺量对阻隔墙长期服役性能的影响。结果表明:考虑土-膨润土化学相容性之后,阻隔墙从不会被击穿变成了服役75 a后被击穿,服役寿命大幅缩短;降低阻隔墙两侧水头差,能够有效延缓污染物的击穿时间;阻隔墙膨润土掺量的下限值应在原先防渗要求的基础上适当提高,以应对污染物作用下墙体防污阻隔性能的削弱。

基于Duffing混沌振子的长壁采煤机链轮摆线齿廓生成方法

长壁采煤技术的链轮摆线齿廓对采煤效率和安全至关重要,但其生成过程受开采不确定性影响,特征选择和提取难度大,难以满足高效安全采煤需求。因此,本文提出基于Duffing混沌振子的长壁采煤机链轮摆线齿廓生成方法。利用反转法建立摆线齿廓方程,推导摆线齿廓结构参数;结合实际啮合状态与应用原理,采用展成法对应切齿过程,修正链轮摆线齿廓几何参数;基于Duffing混沌振子构建动力学模型,在非线性周期驱动下描述齿廓几何参数变化过程,生成长壁采煤机链轮摆线齿廓。实验结果表明:在给定设计参数下,研究方法的径向位移、轴向位移,以及法向偏角均与理论值的偏差小,满足周向侧隙和齿廓间隙要求,能够保证采煤机链轮应用过程中的啮合状态和使用寿命。

氧化镁膨胀剂在超长墙体结构裂缝控制中的应用研究

氧化镁膨胀剂的微膨胀性能可较好地补偿混凝土早期温降收缩,在超长墙体结构中具有良好的裂缝控制效果。实体结构监测数据表明,300~400 mm厚墙体结构在木模板带模养护条件下,内部温度在15~24 h到达温峰值,到达温峰值后前3 d的降温速率在5.0~9.3℃/d,在2~5 d内产生早期温降收缩裂缝;超长墙体结构的连续直墙长度越长,裂缝数量越多;在工程实体结构相比普通混凝土,采用氧化镁膨胀剂配制的补偿收缩混凝土30 d内的温度修正后微应变增长了80με~134με,综合微应变值增长了100με~185με。

混凝土长墙受端部约束的裂缝计算与控制方法

混凝土地下结构墙体的开裂现象较为普遍,裂缝控制难度大。目前,王铁梦的混凝土长墙模型广泛应用于裂缝控制。王铁梦模型仅考虑墙体受到地基约束,即假设墙体端部是自由的,并用实际位移计算裂缝宽度,导致墙体裂缝间距和裂缝宽度的计算结果相对于实际结果明显偏大,需要人为修正结果。笔者提出,混凝土地下结构墙体开裂严重的主要原因是墙体同时受到地基约束和端部约束的作用。据此,在王铁梦模型的基础上加入墙体端部约束条件,推导出裂缝间距的计算公式,并用约束位移计算裂缝宽度。该方法能直接得到符合工程实际的墙体裂缝间距和裂缝宽度的计算结果,为墙体裂缝控制提供了理论依据。笔者指出,墙体裂缝控制的最有效方法是诱导缝方法,给出了在墙体分段设置诱导缝的间距原则,并要求在诱导缝处将墙体水平钢筋完全断开,以消除墙体端部约束。通过工程实践验证了所提出的墙体裂缝控制方法的有效性。

某矿8号煤层上行开采可行性研究

某矿井田东部及南部9号煤层已经部分采空,8号煤层与9号煤层层间距为11.5 m左右,某矿8号煤层的开采面临上行开采难题,通过现场调研、实验室实验、现场钻孔窥视、理论分析计算等方法,研究得出:8号煤层采用长壁开采时,底板可能会破断失稳,8号煤层采用连采机为可行的上行开采方法。

煤矿超长斜井破碎地层敞开式TBM掘进技术与应对方法研究

TBM因施工安全、自动化程度高、掘进速度快等特点,已成为斜井机械化、自动化和智能化建设的重要掘进装备。西部弱胶结地层围岩强度低、承载能力差,TBM在穿越破碎地层时发生塌方、卡机、栽头和掘进偏斜等风险概率较高,为此开展了西部煤矿超长斜井破碎地层敞开式TBM掘进技术与应对方法研究。基于可可盖煤矿斜井穿越地层和工程条件,制定了适应地层条件的TBM掘进参数调整方案,提出了刀盘转速、撑靴压力、刀盘扭矩、推进速度等掘进参数的控制方法,最大限度发挥了TBM高效掘进的性能;提出了斜井穿越破碎地层时,钢拱架、超前注浆、锚网支护等综合围岩加固方法;优化了辅助作业设备的配置方案及掘进作业流程,形成了注浆加固、围岩强支护、设备随掘协同的破碎地层安全施工技术,保障了可可盖煤矿斜井破碎地层敞开式TBM的安全与快速掘进。

薄壁长筒壳体加工工艺和定位工装设计

分析薄壁长筒壳体加工易变形产生的原因,介绍壳体的加工工艺流程,设计两种定位装夹工装,对比两种定位工装的工作原理及使用方法,有效解决了加工过程中的变形问题,使加工精度达到设计要求,提高生产率。

基于改进灰狼算法优化双向长短时记忆神经网络的水冷壁壁温预测

提出一种基于改进灰狼(MGWO)算法优化双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的水冷壁壁温预测模型,灰狼算法采用非线性因子调整策略、自适应位置更新策略和动态权重修改策略进行改进以提升算法的全局寻优能力,利用改进灰狼算法优化BiLSTM模型的隐藏层数量、学习率和正则化参数以提高模型的预测精度,采用新疆某电厂的数据进行预测仿真,结果表明:改进后的算法预测精度更高,在机组升、降负荷时,均可以预测到壁温的变化趋势,模型的平均均方根误差相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、BiLSTM模型分别降低了9.86%和3.69%,且可以提前预测到水冷壁壁温的超温情况,对于预防水冷壁超温有重要意义。

清河站幕墙屋面设计创新

新建京张铁路清河站是新时期北京四大铁路客站之一。从工程概况和设计立意出发,结合本工程实践,总结了针对大体量、大跨度站房的倾斜玻璃幕墙系统和弧线形金属屋面系统的关键性能需解决的重难点问题,主要包括玻璃幕墙、结构、遮阳一体化设计,幕墙安全、防水、节能设计,金属屋面采光带设计、排水组织和多重防水构造设计、抗风揭设计等在设计过程中采用的创新性技术措施。

大型钢制安全壳容器运输方案分析及优化

对CAP1400大型钢制安全壳容器运输方案进行有限元分析,考虑了运输过程中自重、风载、加速度等载荷,以及实际路面不平整导致高度差等不确定性影响因素。根据有限元分析的计算结果对运输方案进行优化,使其满足规范设计要求,为后续同类设备运输提供参考。

华南地区成人上颌中切牙与牙槽骨相对位置关系CBCT分析

目的探究华南地区成人上颌中切牙在牙槽骨中的位置及其骨壁厚度特征,为上颌中切牙即刻种植术前设计提供临床参考。方法获得医院伦理委员会审批及患者知情同意,采集2018年1月至2021年12月,南方医科大学口腔医院就诊的990例华南地区成人健康上颌中切牙患者的口腔锥形束CT(cone beam computer tomography,CBCT)影像,按性别和年龄分组。从CBCT影像中,确定适宜矢状面和标志点,分析牙根在牙槽骨位置关系,测量釉牙骨质界(cementoenamel junction,CEJ)下4 mm、根中处和根尖处的唇侧及腭侧骨壁厚度,同时测量牙长轴与牙槽骨长轴夹角。比较不同性别组唇腭侧骨壁厚度,比较不同性别组及年龄组(20~39岁;40~59岁;60~79岁)牙齿长轴与牙槽骨长轴夹角关系。结果华南地区成人上颌中切牙矢状面牙根在牙槽骨的唇腭侧位置关系存在显著差异,其中根尖在牙槽骨唇侧1/3处占比为95.8%(948/990),根尖在牙槽骨中1/3处的占比为4.1%(41/990),根尖在牙槽骨腭侧1/3处占比为0.1%(1/990);腭侧CEJ下4 mm、根中、根尖处骨壁厚度为(1.82±0.56)mm、(3.20±1.10)mm、(7.70±2.00)mm,均大于唇侧的(1.21±0.32)mm、(0.89±0.35)mm、(1.86±0.82)mm,差异有统计学意义(P<0.05);男性骨壁厚度普遍大于女性(P<0.05);男性牙与牙槽骨长轴夹角为14.77°±5.66°,女性为12.80°±5.70°,差异有统计学意义(P<0.05);40~59岁组和60~79岁组牙与牙槽骨长轴夹角均大于20~39岁组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论95.8%的华南地区成人上颌中切牙的牙根偏向唇侧骨壁,根尖处腭侧骨厚度大于唇侧;所测位点中,根中处唇侧骨壁厚度最小。华南地区成人中男性上中切牙与牙槽骨长轴夹角大于女性,且夹角随年龄增长而增大。上颌中切牙即刻种植术前需关注根周骨壁厚度和牙根与牙槽骨长轴夹角大小,合理选择种植方案。

长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。

综掘工作面风幕阻尘效果影响因素研究

目前综掘工作面粉尘污染的研究多集中于单一因素对综掘工作面风幕阻尘效果的影响,而未充分考虑各因素间的交互作用,使得压风分流技术的工程应用效果欠佳。为明确附壁风筒径向出风距离、径向出风比及轴向出风距离对风幕阻尘效果的影响,以潘三矿810西翼机巷综掘工作面为研究对象,运用Fluent软件对径向出风距离为10~25 m、径向出风比为0.6~0.9及轴向出风距离为6~12 m条件下的风流分布和粉尘扩散情况进行数值模拟。结果表明:(1)随着径向出风距离增大,径向涡流风幕在巷道内的转变更充分,综掘机司机前端的风流分布越均匀,更有利于形成风速方向均指向工作面的轴向阻尘风幕。当径向出风距离为10 m时,距工作面7 m断面内涡流特性明显,风速方向紊乱;当径向出风距离为25 m时,距工作面7 m断面内,风流分布趋于均匀,风速方向均指向工作面,形成了能够覆盖全断面的轴向阻尘风幕。(2)随着径向出风比增大,整流风筒轴向风流风量减小,轴向风流风速和射流强度降低,轴向风流对综掘工作面前端气流的扰动减弱;径向出风比越大,越有利于形成风流方向指向工作面且能覆盖全断面的轴向阻尘流场,即轴向阻尘风幕。(3)径向涡流风幕的阻尘能力随径向出风比的增大先增强后减弱,轴向阻尘风幕的阻尘能力随径向出风比的增大而不断增强。(4)在采取压风分流风幕阻尘技术后,当压风总量为300 m^(3)/min,吸风量为400 m^(3)/min,附壁风筒径向出风距离为20 m,径向出风比为0.9,整流风筒轴向出风距离为8~10 m时,能很好地将粉尘聚集在吸尘口附近,达到高效控尘除尘的目的。在810西翼机巷综掘工作面进行现场测试,测点风速和粉尘质量浓度实测值与模拟值基本一致,高浓度粉尘被有效阻控于工作面前端,隔尘效果较为明显,验证了数值模拟的有效性。

长输直埋供热管道材质和壁厚的选取

以宁夏华电灵武公司向银川市长距离大温差集中供热项目为例,为了保证长输供热管道的安全性,以长输供热工程对供热管道的要求为出发点,选取长输供热工程中直埋供热管道的材质和壁厚。结果显示:工作管管径小于DN800时,管道材质选用Q235B;工作管管径大于等于DN800时,管道材质选用Q355B材质的工作管。研究表明,该方案能够满足工程管网运行的安全性且成本较低。

超长外露锚杆无损检测方法的研究与应用

锚杆无损检测技术是利用声波反射原理检测注浆锚杆的注浆饱满度及其埋设长度的一种方法,目前已在各类支护工程中广泛应用。但当锚杆外露长度过长时,其取得的检测结果误差较大,不能准确地反映锚杆的锚固质量。硬梁包水电站地下厂房岩壁吊车梁锚杆外露长度均超过1 m,其锚杆数量多,对钻孔注浆质量要求高,阐述了对如何准确快捷地实施检测,并进行了研究分析与探讨,所取得的经验可供类似工程借鉴。

集束可控高喷防渗墙技术在洞庭湖区堤防加固应用试验研究

集束可控高喷防渗墙施工技术与传统高喷工艺相比,其地层适应能力更强,成墙质量更可靠,与其他工艺相比,其在砂卵石地层且堤顶宽度狭窄时有明显优势。为了更好地解决洞庭湖区深厚砂卵石层和堤顶施工场地受限等问题,拟引入江西省水利科学院研发的该项新技术。本次试验研究旨在进一步验证集束可控高喷防渗墙技术在洞庭湖区的适应性,通过试验获取关键技术参数,为后续大面积应用提供技术依据。试验研究表明:与其他传统工艺分析对比,该工艺所建造的防渗墙不存在开叉、漏喷、沉渣、断墙等质量缺陷,质量保证度高,施工作业面占用宽度相对较小,适应能力强,工效快,成本低,弃浆弃渣排放少,无塌槽塌孔风险,技术工艺优势明显,可在洞庭湖区推广使用。

基于超声导波的高温管道壁厚监测技术优化

超声导波技术因可将超声换能器与高温环境隔离而常被用于高温管道的壁厚监测系统,但高温下常规耦合技术失效问题和信号信噪比低的问题影响了测量系统的可靠性和测量精度。设计用于传导超声信号的导波杆,基于声学匹配原理优化干耦合技术,解决高温环境下常规耦合技术的失效问题。提出自适应激励方式和测量数据的乘幂算法以提高高温下测量系统的自适应性和信号信噪比。采用智能分段声速方法对声速进行修正,使高温超声导波测厚系统的测量精度达到±0.03 mm。实验结果表明:在500℃的长期热源环境下,超声波换能器端的温度最高不超过56℃,验证了测量系统在高温环境下的可靠性。