蒸汽安全阀仿真分析与结构优化

采用ANSYS CFX流场仿真技术对优化后的锅炉管道用蒸汽安全阀流场排量和升力系数进行研究。结果表明:结构优化后的蒸汽安全阀开高设计合理,具有较好的排放性能,临界压力比在0.400~0.497之间,流阻损失小。阀瓣结构优化后,升力曲线得到改善,能够迅速达到设计开高要求,及时排放压力,减少颤振等问题的发生。

倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究

为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究。首先,基于岩石碎胀系数、砌体梁理论及现场地质资料,推导计算了1301N运输巷切顶高度和切顶角度的理论最小值。其次,为进一步验证并优化理论推导结果,利用PFC^(2D)数值软件建立了1301N工作面切顶留巷模型,采用控制变量法分析了不同切顶高度和切顶角度下留巷顶板应力、位移及组构张量响应特征。分析结果表明:切顶高度与卸压效果之间存在底数大于1的对数增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果逐渐增强但其增长幅度逐渐减小;切顶角度与卸压效果之间存在“S”型增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果先增强后减弱。卸压参数与卸压效果之间的变化规律揭示了切顶高度选择存在最适值,切顶角度选择存在最优解。综合理论分析、经济收益及数值模拟结果,确定长城六矿1301N运输巷倾斜厚硬顶板切顶留巷过程中最适切顶高度为13 m,最优切顶角度为10°。现场监测获得该切顶参数下围岩控制效果较好,留巷围岩变形量较小,可有效满足下一工作面开采需求,验证了优化切顶参数的有效性,为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。

集贤煤矿切顶留巷关键参数及留巷稳定性分析

针对双鸭山集贤煤矿东二采区16#右三工作面切顶留巷难题,建立了切顶留巷围岩力学模型,给出了切顶高度、切顶角度等关键参数理论计算式;分析了切顶参数(切顶高度、切顶角度)对留巷围岩应力分布及变形特征影响规律。模拟结果表明:切顶高度越大,卸压效果越好;切顶角度增大,实体煤侧应力呈现增大趋势,同时也为矸石垮落创造一定条件。相似模拟结果表明:当煤层开采至一定距离时,采空区上位岩层同期垮落,切缝范围岩体和垮落岩体形成铰接,即巷旁充填基本完成,留巷上方形成“低位悬臂梁+高位铰接岩梁”结构。实践结果表明:切顶高度8.0 m(即切断2.39 m的中砂岩),切顶角度10°,切顶钻孔排距600 mm,距工作面60 m左右时,顶板下沉量为168 mm,实体煤帮移近量212 mm,矸石帮变形量几乎为0,底鼓量120 mm。

煤矿爆破切顶卸压沿空留巷开采技术应用

该文以某煤矿的回采工作面为例,探究爆破切顶卸压沿空留巷开采技术的应用策略。采用双向聚能爆破技术进行顶板预裂,通过合理设计切顶高度、切顶角度以及炮孔间距等关键参数,提高爆破预裂效果,保证巷道围岩的稳定性。在完成爆破后进行煤层开采,使用锚索支护和U型钢支护,提高巷内支护效果;使用工字钢和U型钢档矸支护,防止矸石对围岩的侧向冲击,为煤矿安全作业创造有利环境。

大采高工作面临空巷道动压显现机理及预控技术研究

临空巷道围岩变形控制是巷道控制的技术难点,煤层开采厚度越大、覆岩强度越高,临空巷道变形控制难度越大。针对榆树坡煤矿大采高工作面开采的临空巷道动压控制难题,建立了临空巷道侧向悬板结构的力学模型,理论分析得到基本顶侧向最大悬顶长度为4.69 m,基本顶应变能密度最大值位于煤柱内5.51 m处,其值为2.831×10^(6) J/m^(3),基本顶积聚应变能为3.269×107 J。进一步采用数值模拟的手段对临空巷道围岩塑性区发育、变形规律及围岩应力分布特征进行分析,得到临空煤柱支承应力可达35 MPa以上,是造成巷道煤柱帮锚杆索受力程度大、煤柱帮变形破坏的主要因素。现场采用“卸压孔+侧向切顶”的综合技术手段对临空动压巷道进行控制,设计卸压孔孔径为108 mm,孔深7 m;水力压裂孔分为L孔、S孔,孔径60 mm,间距8 m,垂直压裂高度分别为50 m、30 m,注水量80 L/min。现场实践表明,相比未实施卸压措施段,巷道围岩变形量减少30%以上,巷道底鼓情况得到明显控制。

近距离煤层错层位切顶卸压护巷技术

针对近距离煤层开采时,上层煤开采会对下层煤产生采动影响,导致下层煤邻近回采巷道围岩变形等问题,提出了近距离煤层错层位切顶卸压护巷技术。分析了错层位切顶卸压护巷技术原理,推导出近距离煤层错层位切顶高度的计算公式,给出错层位切顶的关键参数,研究了错层位切顶卸压护巷效果。结果表明:通过错层位切顶主动调控顶板断裂位置可缩短悬臂梁长度,同时切落后的岩石因受到采空区与夹层的缓冲作用减少能量向下传递,有效保护了下层巷道的围岩稳定;错层位切顶高度的确定需考虑顶板垮落的矸石对本层位空区与下分层空区的充填效果,以及层间岩石的垮落影响。现场工业性试验发现,错层位切顶后,动压巷道底鼓量由3.0 m降至0.5 m左右,降幅为83%。

建筑给排水与土建设计相关性的思考

建筑给排水专业设计不仅要满足相应的标准,同时也与是否符合土建施工条件、满足后期的维护以及对使用的保障等方面息息相关。文章针对收集过审设计图纸中出现的对建筑物使用产生影响的问题和风险进行了分析,希望能为给排水专业设计提供思路,从而达到满足使用的要求。

150205工作面切顶卸压无煤柱自成巷技术关键参数研究

以宏远煤业150205工作面为案例,采用理论分析和FLAC^(3D)数值模拟方法确定切顶卸压无煤柱自成巷技术中合理切顶高度为6 m、合理切顶角度为15°。结果表明:在合理切顶高度和切顶角度条件下,顶板岩层随采随冒,矸石充填采空区,无明显悬顶现象发生,切顶卸压效果及顶板岩层变形效果理想。

基于切顶卸压下沿空留巷顶板变形机理研究

切顶卸压技术已成为减小巷道应力集中的有效手段之一,以国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿31116沿空留巷工作面为背景,采用理论计算与数值模型手段探讨切顶卸压下巷旁支护体及其围岩的变化规律。结果表明,基本顶悬臂梁长度与末端下沉量成正比,即悬臂梁长度越长,顶板下沉量越大;理论分析该沿空留巷工作面切顶高度在15 m处预裂效果最佳;数值模拟分析从围岩变形、围岩应力及塑性区这3方面研究围岩的变化规律,得出切顶高度在15 m处卸压效果最为明显。

爆破切顶卸压合理参数模拟研究

为解决厚坚硬顶板难垮难落的问题,利用数值模拟软件对某矿井爆破切顶卸压情况进行分析,发现爆破后岩体内部可以分为压碎区、破裂区和震动区三个部分。对不同切顶参数下切顶效果进行模拟分析,确定最佳切顶角度为15°,最佳卸压高度为8 m;同时对切顶前后护巷煤柱应力情况进行分析,发现切顶后煤柱应力峰值为13.60 MPa,未切顶的煤柱应力峰值为37.48 MPa,切顶后巷道围岩稳定性得到了有效的控制,为坚硬顶板治理作出了贡献。

成庄矿大采高工作面柔模混凝土沿空留巷技术研究

为了解决大采高工作面沿空留巷变形控制难题,以成庄矿大采高工作面沿空留巷为工程背景,采用现场调研、理论分析和数值模拟等方法,分析了大采高工作面沿空留巷覆岩结构特征,获得了影响大采高工作面沿空留巷变形的关键因素。基于大采高工作面沿空留巷围岩控制难点,提出了以“柔模混凝土巷旁支护和预裂切顶卸压”为核心的大采高工作面沿空留巷围岩控制技术。重点分析了未切顶和切顶条件下大采高工作面沿空留巷围岩应力环境与变形特点,阐明了沿空留巷切顶卸压控制原理,确定了沿空留巷围岩支护参数。现场监测表明,大采高工作面沿空留巷采用新技术后,围岩大变形得到有效控制,留巷效果好。

中国陆地基本地貌类型及其划分指标探讨

平原、台地、丘陵、山地等是地表最基本的地貌形态，这些名称不仅为专业领域广泛引用，也为普通人所知晓。近100年来多种地貌分类方案中都涉及这些地貌类型名称，有的称其为地貌“基本形态”。由于每种地貌形态都不仅包含形态特征，而且还有一定的成因意义，因此应称其为基本地貌类型。通过对已有的基本地貌分类及其划分指标进行系统分析和评估，认为中国陆地基本地貌类型按照起伏高度和海拔高度两个分级指标组合来划分的原则符合起伏复杂、多台阶中国地貌的基本特点。在传统的平原、台地、丘陵和山地分类的基础上，按起伏高度对山地进一步细分，即划分平原、台地、丘陵（〈200m）、小起伏山地（200～500m）、中起伏山地（500～1000m）、大起伏山地（1000～2500m）和极大起伏山地（〉2500m）等7个基本地貌“形态”。本文对前人以现代雪线、多年冻土下线和森林上线高度为依据确定地貌面海拔高度的分级指标进行了全面分析，由于它们的海拔高度在全国各地存在巨大差异，我们认为海拔高度等级指标并不符合中国实际。通过全国重点地区1：500000地形图山地顶面海拔高度分布和1：1000000国家数字高程模型（DTM）数据库编制的中国地面高程分布图进行较系统的分析，我们提出了应以1000m，2000m，4000m和6000m作为划分低海拔（〈1000m）、中海拔（1000～2000m）、亚高海拔（2000～4000m）、高海拔（4000～6000m）和极高海拔（〉6000m）地貌海拔高度分级指标。根据7个地貌起伏高度形态和5个海拔高度等级，将全国组合成从低海拔平原至极大起伏极高山28个基本地貌类型。

红庆河煤矿厚煤层巷道切顶卸压关键参数研究

为研究红庆河煤矿切顶卸压无煤柱自成巷开采技术关键参数,并改善3101工作面巷道及其煤柱的围岩应力环境,减小巷道大变形,进行了定向聚能爆破切顶卸压技术试验。通过有限元数值模拟软件对比计算不同切顶高度下巷道围岩的应力云图和位移云图,得出不同切顶高度下的巷道卸压效果。同时结合现场定向爆破试验效果,确定了炮孔装药量和炮孔间距。结果表明,预裂切顶后,煤柱应力峰值和巷道顶底板位移量明显减小,巷道围岩应力得到改善,围岩变形量得到控制,试验效果良好,可为切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术提供应用参考。

水力压裂切顶卸压技术在大采高留巷中的应用研究

针对晋煤集团寺河煤矿东五盘区东翼集中巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等特点,应用水力压裂切顶卸压技术,改善围岩应力状态,为大采高留巷围岩变形控制提供了一个新途径。研究了水力压裂切顶卸压技术在大采高留巷中的作用本质,工作面回采前利用高压水在护巷煤柱上覆岩层中形成一个“准破裂面”,工作面回采时,在采场周期来压的作用下,采空区顶板沿“准破裂面”断裂,减少悬臂梁的跨距,卸载或转移工作面侧向悬臂梁传递到护巷煤柱的高应力。综合考虑井下现场作业空间狭小、工作面高位钻孔、地面L型抽放井等多个影响因素,设计水力压裂切顶卸压方案,压裂钻孔双侧布置,深孔长度40 m,浅孔长度32 m。为保证压裂效果,超前工作面50~100 m进行压裂施工,倒退式压裂,间隔为2~3 m。通过监测与分析水力压裂切顶卸压效果得出,顶板岩层裂缝起裂压力约24 MPa,扩展压力在21~23 MPa。切顶卸压后两帮移近量降低53%,顶板下沉量降低33%,底鼓量降低18%,同时显著减小帮锚索受力变化幅度。压裂后煤柱垂直应力在超前工作面50 m至滞后工作面50 m范围内出现峰值点,未压裂的煤柱垂直应力的峰值点出现在滞后工作面150 m至350 m范围。

利用拓片恢复汉画像的浮雕效果

针对利用宣纸对汉画像进行拓印得到的拓片缺乏三维浮雕效果的问题,提出一种从汉画像拓片图像中恢复其浮雕表面的方法.将汉画像浮雕表面分成低频和高频分量2个部分:低频分量估计包括物体边缘检测,采用直方图估计物体边缘模糊度来确定浮雕起伏过度区域,用先验函数定义浮雕高度起伏,并用其插值估计物体区域内部的浮雕高度变化;高频细节则直接从拓片图像中加入少量交互进行估计;最终的汉画像三维浮雕高度由上述2个部分加权叠加得到.最后通过实例验证了文中方法的有效性.

安全阀的配管设计

介绍安全阀配管设计中应考虑的问题及具体做法，使安全阀在要求的设定压力和排量下工作。

柠条塔煤矿大采高工作面切顶沿空留巷围岩变形机理研究

以柠条塔煤矿大采高工作面预裂切顶沿空留巷为工程背景,采用有限元数值模拟方法分析预裂切顶对沿空留巷围岩应力分布的影响。介绍了沿空留巷支护和爆破施工参数,根据围岩表面位移、顶板离层、恒阻锚索受力、液压支架工作阻力监测数据,分析了从开始留巷到变形稳定矿压显现规律。现场试验表明:切顶卸压自动成巷技术能够切断采动应力传递路径,明显降低了浅埋大采高工作面沿空留巷围岩受到的动压扰动,有效抑制了巷道围岩变形,成巷断面尺寸满足生产要求。

富水区隧道排水网络体系卸压能力研究

为研究富水区隧道排水网络体系对地下水的卸压能力,以豹狸岗隧道为研究背景,基于Flac3D软件进行三维差分建模,探讨水头高度与环向盲管间距对地下水渗流场的影响。结果表明:环向排水盲管可显著削减二次衬砌上部背后水压,但对仰拱处水压力的削减作用可忽略不计;提出了平均减压系数概念,盲管间距对二次衬砌上部平均减压系数影响显著,但对仰拱处平均减压系数基本无影响;保持盲管间距不变时,平均减压系数基本不受水头高度影响。分析二次衬砌平均减压系数与盲管间距关系,揭示不同盲管间距对排水网络体系的卸压效果,确定最优环向盲管间距为5 m。

反射式计算机光学元件的优化设计

为了避免元件的相位初始值对设计的影响,提出了利用后退波的概念对反射式计算机光学元件的优化设计方法,不需设定相位初始值,就可实现元件的设计。计算机模拟计算结果表明,该方法设计的反射式元件不仅能用于光波,也能用于毫米波段,且具有较高的精度,证明此方法是有效的。

梁北矿大采高软煤工作面回采巷道沿空留巷技术应用研究

针对梁北煤矿21011大采高工作面机巷沿空留巷极软煤层、顶板含有硬厚岩层等复杂条件的特点,通过理论分析的方法研究了切顶卸压沿空留巷机理,采用D型聚能管实现超前预裂爆破方式来进行切顶卸压,减小沿空留巷的悬顶长度,降低了留巷的压力,同时利用柔模混凝土技术进行巷旁支护,并对留巷的加强支护参数进行了设计。矿压监测表明,滞后工作面90 m以后巷道变形基本稳定,顶底板变形量约为240 mm。