水仓防隔水煤柱安全评价及注浆加固治理研究

某煤矿水仓的砌碹巷道在开采的扰动、防隔水煤柱宽度留设不足、砌碹壁后充填不密实等情况下,使得周边采空区水渗漏至水仓,极大影响了水仓的安全稳定。为进一步加强水仓煤柱的稳定性,运用地面钻孔及井下钻孔相结合的方法进行注浆加固。采用地面钻孔注浆充填井下硐室,硐室充填沙子245~328 m^(3)、水泥487~650 t,充填材料体积远远大于硐室体积220 m^(3),有效增加了煤柱厚度;利用井下钻孔在砌碹处进行水泥注浆与水化学注浆,使得砌碹裂缝处涌水量由15 m^(3)/h降至为零,砌碹壁后空隙充填效果良好。通过对煤柱及砌碹壁后空隙的注浆充填,有效提高了水仓防隔水煤柱的稳定性。

Proof of Six-Wave Resonance Conditions of Ocean Surface Gravity Waves in Deep Water

A necessary big step up in the modern water wave theories and their widespread application in ocean engineering is how to obtain 6-wave resonance conditions and to prove it. In the light of the existing forms and characteristics of 3-wave, 4-wave and 5-wave resonance conditions, the 6-wave resonance conditions are proposed and proved for currently a maximum wave-wave resonance interactions of the ocean surface gravity waves in deep water, which will be indispensable to both the Kolmogorov spectrum of the corresponding universal wave turbulence and a synthetic 4-5-6-wave resonant model for the ocean surface gravity waves.

壳聚糖/AKD乳液改善纸浆模塑制品防水防油性能的研究

目的以壳聚糖/AKD乳液替代传统的AKD乳液,作为安全无毒的防水防油剂,以改善纸浆模塑的防水防油性能。方法采用壳聚糖作为乳化剂,在高剪切分散乳化条件下与AKD蜡共混,获得稳定均一的壳聚糖/AKD乳液,然后通过浆内施胶的方式制备纸浆模塑制品,对纤维的滤水性能、纸浆模塑制品的力学性能以及防水防油性能进行研究。结果以壳聚糖质量分数为1.5%的壳聚糖醋酸溶液,可制备得到AKD蜡质量分数为5%的乳白色壳聚糖/AKD乳液;乳液的添加未影响纤维的滤水性能,且当其用量占绝干浆质量的7%时,纤维悬浮液的打浆度和保水值分别达到23°SR和(1.71±0.06)g/g,满足生产要求。对比未添加乳液的样品,添加了质量分数为7%的乳液后,纸浆模塑制品的力学性能,包括紧度、抗张强度、耐破指数和撕裂强度分别提高了26.2%、60.6%、152.6%和67.1%,Cobb_(60)值降低到了(18.5±0.68)g/m^(2),静态水接触角提高到了(119±4.1)°,体现防油性能的Kit值提高到了第8等级,油接触角提高到了(97.9±3.1)°。纸浆模塑制品具有良好的防热水和防热油的性能。结论壳聚糖/AKD乳液可作为一种新型防水防油助剂用于纸浆模塑制品生产,拓展了环保造纸助剂品类。

软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安全与经济的前提下,提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标,为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次,系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法,并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法,为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时,针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题,提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法,满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外,还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用,促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展,为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。

生物基施胶剂制备及在纸张中应用研究进展

目的综述国内外生物基施胶剂的最新研究进展,为高品质生物基施胶剂的工业化开发提供思路和理论依据。方法在理解施胶机理的基础上,对现有生物基施胶剂(松香施胶剂、植物油基施胶剂和多糖施胶剂)的结构和性能“构效关系”进行归纳、总结和分析。结果通过对生物基原料进行可控物理和化学改性,在不破坏纸张强度的基础上赋予纸张优良的防水、耐油、水蒸气阻隔等特性。结论生物基施胶剂具有原料来源广泛、结构可调、无毒和可生物降解等突出优点,在未来纸包装材料中具有广阔的应用前景。

短链含氟聚丙烯酸酯功能整理剂的制备及应用

为制备耐水洗性能优良的三防整理剂,以丙烯酸十三氟辛酯(Tridecooctyl acrylate,C6F)和丙烯酸十八酯(Octaglycidyl acrylate,SA)为主要单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate,GMA)为交联单体,通过细乳液聚合法制备了一种短链含氟丙烯酸酯共聚物细乳液,并将其作为整理剂应用在棉织物上;通过红外光谱分析、粒径分析和热重分析对乳液进行表征,采用场扫描电镜和X射线光电子能谱仪对棉织物表面结构进行分析,探究C6F和SA的用量对该共聚物薄膜表面能的影响。结果表明:当C6F质量分数为50%,SA质量分数为25%时,共聚物薄膜的表面能低至9.16mN/m;整理后棉织物的水接触角为150.8°,橄榄油接触角为141.2°,拒水等级4级,拒油等级4级,耐沾污等级5级;整理后棉织物经过20次水洗后水接触角仍有135.7°,橄榄油接触角为124.8°,表现出良好的耐水洗性能。该文可为制备短链C6型含氟丙烯酸酯共聚物提供数据参考。

张家峁矿近水体煤层群隔水煤柱合理宽度确定

针对张家峁常家沟水库近水体煤层开采后覆岩裂隙扩展诱发透水的潜在风险,对煤层开采过程中的覆岩破坏特征及裂隙扩展规律进行了模型试验及数值模拟研究。为合理确定4^(-2)煤层的隔水煤柱宽度,基于矿山支承压力和静水压力对隔水煤柱的不同作用机理,将4^(-2)煤层隔水煤柱划分为矿压影响区和有效隔水区,分别构建了矿压影响区和有效隔水区的煤柱受力分析计算模型,推导了4^(-2)煤层矿压影响区和有效隔水区的理论宽度计算公式。在此基础上,考虑煤层开采边界角与水体下伏不同煤层矿压影响区宽度的关系,提出了“上覆煤柱宽度+矿压影响区”的水体下伏煤层群隔水煤柱宽度确定方法。结果表明:4^(-2)煤层工作面初次来压步距为45~56 m,周期来压步距为13.8~14.9 m,上覆岩层冒落带高度为12~13 m;地表最大下沉量为2.0~2.2 m,下沉系数为0.571~0.629,4^(-2)、4^(-3)、4^(-4)和5^(-2)煤层隔水煤柱的合理宽度分别为25,39,51和87 m。现场实测隔水效果验证了近水体煤柱理论留设宽度的合理性及其工程适用性,为张家峁近水体煤层群安全高效开采提供了技术保障。

房建工程的施工技术探讨

以某房屋建筑工程作为研究案例,分析了案例工程的施工总平面布置情况,对房屋施工技术进行深入分析,并详细阐述施工过程中需要关注的技术要点,包括施工测量、大体积混凝土、防水施工等。

某大水矿山近矿体帷幕注浆联合防治水方案研究

防治水是维持矿山安全生产及可持续发展的重要环节。某铁矿为岩溶大水矿山,预计矿体开采后涌水量可达19164.36 m^(3)/d,给采矿作业带来安全隐患。基于矿山水文地质特征及井下实际开采条件,采用超前探水、近矿体帷幕注浆及防渗帷幕加强隔水矿柱等方法,最终在上部中段矿体形成完全闭合隔水体,在下部中段矿体形成不完全闭合的防渗隔水层。提出的“堵避结合,预测先行”联合防治水方案能够有效保障矿体安全开采,可供类似大水矿山参考借鉴。

接线端子组件性能研究及失效分析

铝铜用接线端子是一种实现电气连接的元件,在线束组件中有着广泛的应用。由于其在使用中会长期经历严酷的环境应力和电应力,因而对其可靠性的要求较高。模拟铝铜用接线端子实际组装状态,对装配铝线和铜线的接线端子组件开展了密封防水性试验、短时耐受流试验和酸性盐雾试验等试验,对密封防水试验的典型失效样品进行了分析,找到了产品失效的原因,并为铝铜用接线端子的应用提出了建议。

高水压矿山井下防水闸门硐室设计探讨

随着矿山开采深度的不断增加,高水压给矿山生产带来巨大的挑战,高水压防水闸门在工程中将越来越普遍,井下防水闸门作为防止透水事故的重要安全设施,被越来越多的企业重视并应用于生产。本文以7.5 MPa防水闸门硐室设计为例,进行了结构设计,泄水方式选择等问题的探讨,为后续相似工程积累了经验。

矿用隔爆电气设备除湿研究与应用

煤矿井下隔爆电气设备多工作在高温、潮湿的环境,隔爆壳内湿度增高将导致电气设备故障率增高、设备使用寿命降低。研究了隔爆外壳内的除湿方法,并在隔爆型高压变频器上进行了验证,实现了将湿度控制在设定值以下,并将冷凝水排到隔爆壳体外部。

矿用微波在线水分仪的研究与设计

为了在矿井等有防爆要求的场所实现煤炭水分在线测量,基于煤的水分对微波功率衰减的原理,选择C波段微波,以水分与微波功率衰减的线性关系及煤量补偿方法建立微波测水模型,并对微波发生装置、天线、物位传感器及整体结构进行了矿用防爆设计,研制了矿用微波在线水分仪。经厂内评估测试,矿用微波在线水分仪的设计满足现场需求,测量的均方根误差小于0.5%。文章还对矿用微波在线水分仪在矿井中的实际应用提出了相关建议。

混凝土用高性能保坍型减水剂的合成工艺优化

以甲基烯丙基聚乙二醇醚TPEG、丙烯酸羟乙酯HEA和不饱和羧酸BSI-1为合成原料,以过硫酸铵APS为引发剂、巯基乙酸TGA为链转移剂,合成了一种适合混凝土用高性能保坍型减水剂XBT-1,并以水泥净浆的初始流动度和1 h流动度为评价指标,对其合成工艺条件进行了优化。结果表明:随着酸醚比、酯醚比、引发剂用量和链转移剂用量的逐渐增大,反应温度的逐渐升高以及反应时间的逐渐延长,水泥净浆的初始流动度和1 h流动度均呈现出“先升高后降低”的趋势。当酸醚比为3∶1、酯醚比为2∶1、引发剂用量为3%、链转移剂用量为4%、反应温度为60℃、反应时间为2.5 h时,合成的高性能保坍型减水剂XBT-1的分散性能最好。在水泥净浆中加入0.2%的XBT-1即可使其初始流动度和1 h流动度分别达到338 mm和315 mm,分散保坍效果较好。

盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙综合防水体系

目的:盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙中无法铺设柔性防水层,一旦发生渗漏水不仅影响结构耐久性,同时也会增加后期封堵费用,因此叠合墙结构防水是地铁车站工程施工的重点和难点,需进行针对性研究。方法:分析了叠合墙的地下连续墙、内衬墙及其他关键位置发生渗漏水的原因;以长沙地铁6号线朝阳村站工程为依托,介绍了叠合墙综合防水体系的多道防水技术,包括围护结构防水、防水涂料防水、渗漏点预处理、内衬墙防水和预埋注浆管防水;介绍了各道防水技术实施过程中所采用的新技术和新装置,并提出了相应的保障措施和注意事项。结果及结论:长沙地铁6号线朝阳村站自工程完工后的3年使用期间未发生渗漏水现象,表明所提出的叠合墙综合防水体系防水效果良好。

工程勘察新型取芯钻具设计与应用

铁路勘察过程中的碎石类土地层由于胶结性差和结构松散等原因,存在钻探困难及取芯率差的问题,为此,研究并设计了一种新型取芯钻具,该套钻具主要由单动悬挂架构、调节机构、止逆机构、三层管结构、卡芯装置、扶正装置、螺旋机构及隔液底喷式钻头等组成。本文分析探讨了该新型钻具的工作原理,并通过工程勘察实践,验证其能够用于碎石类土地层的钻探施工条件,并有效提高松散破碎地层的岩芯采取率,可为解决同类地层的钻探取芯难问题提供参考。

挡烟垂壁与细水雾耦合作用对管廊电缆火灾烟气运移的影响

为研究挡烟垂壁结合细水雾在管廊内作为防烟分隔的有效性,通过数值模拟软件FDS,开展了挡烟垂壁与细水雾耦合作用在管廊中的研究。结果表明:当水雾流量为0.5 L/min时,对比了50、100、200、300μm 4种平均粒径细水雾,结果发现50μm的细水雾对于烟气温度的降低最为明显,这是由于挡烟垂壁降低了烟气纵向速度,细水雾无需较大粒径也可以克服纵向惯性力,因此耦合挡烟垂壁的挡烟细水雾,合适的粒径范围应介于50~100μm。当流量为0.5~3.0 L/min时,细水雾幕的作用下喷头下游的热通量减少率分别为46.6%、60.7%、82.9%、85.7%、87.0%、87.3%,喷头流量越大,喷头下游的管廊横截面通过的热量越少,但是持续增加流量,热通量降低不再明显,可见存在最佳流量。细水雾与挡烟垂壁存在协同作用,联合作用下对阻挡管廊内烟气的蔓延有较好的效果。

HPMC及硼砂对新型防漏高强注浆料性能及微观结构的影响

与传统注浆料相比,防漏高强注浆料具有防漏和高强两大特性,但其过快的凝结速度严重影响施工质量。为了解决凝结速度过快以及泌水问题,研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)和硼砂对防漏高强注浆料凝结温度、凝结时间、保水率、抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:当HPMC掺量在0.20%~0.30%(以下掺量均为质量分数)时,硼砂掺量的增加会导致最高凝结温度上升以及恒温时间缩短;掺入HPMC不仅可以提高浆料的保水率,且对注浆料具有一定的缓凝效果,与硼砂同时使用时能增强注浆料的缓凝效果;随着硼砂掺量的增加,浆液结石体的抗折强度和抗压强度呈先增大后减小的变化趋势,HPMC可以减弱硼砂对浆液结石体强度的影响,但是,随着HPMC掺量的增加,浆液结石体强度逐渐降低。当硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,防漏高强注浆料能够在保证良好力学性能条件下获得更好的工作性能,此时,初凝时间达到1 h以上,3 d抗压强度达到36.58 MPa。增加HPMC掺量会导致钙矾石(AFt)晶体由柱状向针状转变,片状单硫型水化硫铝酸钙(AFm)逐渐减少,使结构松散,硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,AFt晶体呈柱状且分布均匀,相互之间具有较多的搭接点,结构更为致密。

软土地层45m超深基坑工程设计与实践

某科学装置项目5号井基坑最大深度达45.45 m,是目前上海地区最深的非圆形基坑。该项目实施遇到并克服了诸多挑战和新技术难题,取得一些技术创新:为控制软土超深基坑渗漏引发安全风险而采用了深墙浅帷幕相结合的双帷幕设计方案;首次在基坑中成功应用当时国内及国际最深、入土深度69 m的TRD隔水帷幕;首次开展并完成入土深度达86 m及厚度1.10 m的TRD隔水帷幕的非原位现场试成墙试验。本文结合已成功实施完成的5号井超深基坑,介绍上海软土地区45 m级超深基坑的设计与实践,重点介绍了超深基坑面临的技术问题及总体设计方案、超深地下连续墙设计、超深TRD隔水帷幕设计及非原位试成墙试验、多层承压水的降水设计与地下水控制效果,以及工程实施效果。本次设计实施可为类似工程设计与施工提供借鉴。

巨厚含水层补给采空区探放水技术应用

胡家河煤矿为单水平开采矿井,402盘区受A5向斜影响,导致该盘区已回采的402102及402103工作面采空区形成“V”字型积水区。根据物探成果402103采空积水区面积广、水量大,为消除积水区对即将回采的402104工作面造成的安全威胁,有针对性地开展了探放水工程。通过观测整个施工期间钻孔出水以及孔内水压变化情况,得出积水量与回采高度、空隙率等因素直接相对关系,为之后相似条件工作面回采后老空积水情况分析和疏放提供了技术依据,同时通过探放水工程解除了可能发生的透水灾害的威胁。