倾斜层中的对流斑图及其临界条件

通过二维流体力学基本方程的数值模拟,探讨了Prandtl(普朗特)数Pr=6.99时,倾斜矩形腔体中的对流斑图和斑图转换的临界条件.根据倾角θ和相对Rayleigh(瑞利)数Ra_r的变化,倾斜矩形腔体中的对流斑图可以分为:单滚动圈对流斑图、充满腔体的多滚动圈对流斑图和过渡阶段的多滚动圈对流斑图.当θ一定时,随着Ra_r的减小,系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图.这时,对流振幅A和Nusselt(努塞尔)数Nu随着Ra_r的增加而增加.当Ra_r=9时,随着θ的增加,系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图,这时对流振幅A随着θ的增加而减小,Nusselt数Nu随着θ的增加而增加.在θ_c-Ra_r平面上对多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的模拟结果表明,在Ra_r=2时,腔体中没有发现多滚动圈对流斑图.在Ra_r为2.5左右时,腔体中出现多滚动圈到单滚动圈对流斑图的过渡.当多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的临界倾角θ_c<10°时,θ_c随着Ra_r的减小而增加.当θ_c>10°时,θ_c随着Ra_r的增加而增加,在Ra_r≤5时,θ_c随着Ra_r的增加而迅速增加;当Ra_r>5时,θ_c随着Ra_r的增加而缓慢增加.θ_c与Ra_(rθ)的关系与Ra_r类似.

多层倾斜层状介质P-SV转换波转换点计算的最佳角度搜索法

转换波转换点的位置对转换波道集的抽取和叠加都非常重要.目前对于单一倾斜反射界面或水平层状介质模型,已经能较好地计算转换波转换点的位置.本文针对多层倾斜层状介质,提出最佳角度搜索法求取P-SV转换波转换点的位置,此方法是通过搜索最符合Snell定律的入射角和反射角来确定最佳的P-SV转换波转换点的位置.在搜索最佳转换点位置的同时,该方法也能给出最佳的P-SV波的传播路径.本文在单层和双层倾斜层状介质模型中测试了该方法,获得了精确的P-SV转换波转换点的位置和P-SV波的传播路径.

三层倾斜层的K型地电断面直流电测深的正、反演问题

本文研究以往的三层水平层的定量解释方法(量板解释法),结果表明,利用三层水平层的定量反演方法来解释三层倾斜各层界面的埋深引起较大误差。笔者通过三层倾斜层的数学模型的各种参数进行大量的电测深正演计算,并对K型三层倾斜层的定量反演问题进行了探讨,提出对三层倾斜层K型地电断面的一种新解释方法—β曲线量板解释法。该方法解释结果,其精度比水平量板法解释法要高。

倾斜层地球模型的极限视电阻率值

考虑到在倾斜地球构造地面利用温纳电极排列取得的正常规电阻率(NAR)曲线的某些特殊特征。当一个直流电源位于简单双域倾斜层模型地面的一个点上时，推导出了电势的极限值；调查研究了它们对相应NAR曲线特征的影响。

平行倾斜层中转换波的转换点和旅行时

转换波叠加和AVO分析要在共反射点道集即共转换点(CCP)道集中进行。我们可以准确地算出单一均匀层中PS或SP波的转换点座标,它是偏移距、反射层深度以及波速比(v_P/v_S)的函数。本文给出计算倾斜单层和一组平行倾斜层中转换点的近似方法。数值试验表明该近似方法适用于偏移距小于目的层深度的情况。水平层状介质中转换波的旅行时可展成为幂级数。偏移距较小时取级数的前两项就可达到较好的近似结果。只要对旅行时作些校正,这种近似结果也可用于倾斜反射层。校正量可由近似转换点坐标求得。

缓倾斜多层矿床条带法开采矿柱变形特征及开采强度模拟

为了实现高效安全开采,以上横山缓倾斜多层矿床为研究对象,采用数值模拟和物理相似模拟试验,分析了条带法开采矿柱的变形特征。结果表明：矿柱变形首先在端面尖点等软弱处产生,端面应变随回采进行不断积聚,变形呈不连续、非均匀分布和变化;当矿柱两侧均为采空区时,其下端面尖点和上端面低水平尖点均为高拉应变状态,应变量较上一时步增幅为2.95%~145.55%;当矿柱处于充填体上覆岩层内时,其中心应变均为变幅为5.67%~63.98%的压应变。矿柱的下层围岩或充填体的完整性和连续性是影响其稳定性和有效性的重要因素。考虑矿柱合理变形和采场的稳定性,确定最大不充填开采条带数为3条。工业性实践应用表明该开采强度能满足高效安全开采的要求。

倾斜多层油藏注N_2非混相驱合理注气速度研究

注气速度对非混相驱的采收率有很大的影响。在注气非混相驱的二维驱替理论模型的基础上 ,分析了注水开发后单一储层注N2 非混相驱界面稳定条件 ,给出了倾斜多层油藏注水开发后注气非混相驱考虑渗透率级差和有效吸气厚度影响的合理注N2 速度界限的确定和注气动态分析方法 ,并对某实际油藏剖面进行注氮动态分析 ,用数值模拟进行了对比分析验证。结果表明 :所给出的合理注气速度界限的确定方法和倾斜多层油藏的注N2

下卧倾斜硬层对非均布荷载下地基沉降的影响

从沉降计算的弹性理论出发,结合有限元数值分析,以地基表面到下卧硬层的深度与基础宽度之比(深宽比)和下卧硬层倾斜角(假设硬层倾向在所取分析截面内)为变量,探讨了下卧倾斜硬层对非均布荷载下地基沉降的影响。以数值计算结果为根据,得到不同形式荷载作用下的沉降(差)影响系数,并绘出图表以辅助工程实际应用,同时就计算参数对沉降的影响、最大沉降点位置随深宽比和倾斜角的变化而偏移的现象进行了参数分析。最后,给出具体应用示例,验证了该方法的可行性.

小角度成层倾斜场地动力响应分析的大型振动台试验研究

基于大型振动台试验,研究小角度成层倾斜场地在倾向、走向、垂向、坡面方向、坡面垂直方向上的地震动响应特征,以及地层倾角对场地反应谱的影响规律。试验结果表明:在倾向方向,随着地层倾角的增大,倾斜场地的放大效应增大;在走向方向,当地层倾角小于12.5°时,放大效应强于水平成层场地;在倾向、走向方向,当地层倾角达到12.5°时,场地对反应谱短周期T≤0.1 s部分具有放大作用,对T>0.1 s的部分具有削弱作用;在垂向方向,随着地层倾角的增加,倾斜场地的放大效应强于水平成层场地;在坡面方向,倾斜场地的放大效应弱于水平成层场地;在坡面垂向方向,倾斜场地的放大效应强于水平成层场地。该研究成果对小角度成层倾斜场地上的建筑物抗震设计具有一定的参考意义。

倾斜软硬互层隧道破坏过程的围岩应力研究

文章结合重庆南涪高速公路鸭江隧道工程,进行了倾斜软硬互层隧道破坏过程的模型试验。试验结果表明,隧道的破坏从左侧边墙周围的软弱岩层开始。根据破坏特征可以将隧道破坏过程分为五个阶段,且隧道围岩的破坏会导致围岩应力的卸荷效应。采用有限元软件建立数值模型分析隧道破坏过程,数值计算结果表明:围岩的最大主应力极值始终位于隧道左侧拱腰处,与隧道最先破坏的位置不一致。从拱顶路径的应力分布分析,围岩的第三主应力为最大主应力。由于软硬岩层的岩性不同,围岩应力沿应力路径表现出震荡式变化。在隧道破坏的第一阶段,压力拱范围约为隧道开挖跨度的1.35倍。研究结果对类似隧道工程具有重要的参考价值。

基于3DMine的多层缓倾斜矿床阶段高度方案优选

矿床开采阶段高度的优选研究是直接关系到矿山生产安全可靠性和经营效益的课题之一。以某多层缓倾斜矿床开拓系统为基础,首先利用3DMine矿业工程软件的三维可视化技术,构建了矿床开拓系统三维模型,实现了复杂多层矿床地下开采工程的三维可视化;其次,在常用的CAD工程设计基础上,建立了中段开拓工程多维可视、可采矿量计算、工程量核算等功能的阶段开拓工程实体模型,并展示了模型的动态剖面和透明显示效果;最后选用阶段单位掘进量最小的阶段高度优化方法,对研究矿床4个备选方案进行了优化选择。优选方案与矿山实际基本一致,验证了三维可视化的阶段高度优选方法合理可行。

缓倾斜多层矿体开采工艺的试验研究

云南省斗南锰矿缓倾斜多层矿体开采时 ,通过相似材料模拟试验和计算机数值计算分析等手段 ,对各矿层的先后回采顺序、超前关系和矿房的布置形式等方面进行优化选择 ,并据此进行采矿方法工业试验。实践证明 ,先采V8矿层后采V7a矿层优于先采V7a矿层后采V8矿层 ,V8矿层超前V7a矿层 40～ 6 0m为最佳 ,矿房以上下对称布置时采场顶板位移和应力值均比交错布置时小。

地下矿山缓倾斜多层矿体协同开采设计实践

云南锡业股份有限公司老厂分公司13-8^#矿群为缓倾斜多层矿体,属于典型的复杂难采矿体。为实现该矿群的安全、高效和经济开采,对传统的上行式及下行式开采方案进行了分析,指出了传统方案的利弊,通过引入“协同开采”理念,提出了缓倾斜多层矿体的协同开采设计方案。该方案将缓倾斜多层矿体的开采扰动、采空区处理、地压管理控制三者结合起来整体考虑,根据矿体赋存条件,将13-8^#矿群划分为上盘区矿块、下盘区矿块及13-8-7^#倾斜矿体,并完成了矿群和上、下盘区矿块开采顺序的优化设计。研究表明:协同开采设计方案充分考虑了各层矿体的开采技术条件,通过矿块划分和回采顺序优化,实现了多层矿体的协同开采,有助于提高缓倾斜多层矿体开采的安全性、高效性和经济性。该方案为实现老厂分公司13-8^#矿群开采提供了新思路,也为其他类似矿体开采设计提供了借鉴。

急倾斜互层厚大磷矿体的采矿方法优化研究和数值分析

为解决急倾斜互层厚大磷矿的采矿工艺,详细叙述矿体及围岩的禀赋情况,结合矿山提供的开采技术条件、矿岩及围岩的岩石物理力学性质和RQD值,运用RMR分类方法对岩体质量进行分级,确定岩石质量为Ⅲ级,为采矿方法选择提供理论依据。采矿方法中采用剔除夹石的方式提高出矿P_2O_5的品位,并推荐阶段空场法和无底柱分段崩落法开采本复杂矿体,利用FLAC3D建立开采的计算模型,从压应力状态和拉应力状态分析开采过后,矿柱和围岩受力情况;按岩体塑性分布情况分析,得出矿房间柱和顶柱处于高应力塑性屈服状态整个采场大部分矿柱均出现剪切塑性区和不同程度的拉伸破坏塑性区,有利于开采区顶板岩层垮塌和冒落,为最终确定合理的采矿方法提供了理论依据。

多层缓倾斜矿床回采沿脉巷道应力分布特征及其卸压方法

以上横山多层含钒页岩矿床为对象，研究了层间交替嗣后充填回采条件下沿脉巷道应力分布特征及其卸压技术。采用phase。软件，模拟开采中段10个回采时步沿脉巷道的应力和收敛偏移的变化。在盘区回采中，回采矿房下方沿脉巷道围岩应力较其他区域高3．19％（平均）；高应力状态集中于巷道顶板和底板，在不同时步范围分别达51．61％～58．14％和26．19％～54．54％。设计了卸压钻孔和卸压短巷缓解巷道高应力状态，较同一时步未卸压时，沿矿体倾向布置卸压孔、垂直矿体倾向布置卸压孔、近矿体侧帮布置卸压短巷和远矿体侧帮布置卸压短巷使巷道高应力区域分别降低了56．86％、56．27％、47．48％和7．03％（平均值），巷道稳定性得到了保证。在高应力状态沿脉巷道卸压时，应使钻孔卸压沿矿体倾向布置和卸压短巷近矿体侧帮布置，减少巷道高应力区范围。研究结果可为矿山开采地压管理提供可靠的依据和决策参考。

选煤厂下伏多层倾斜煤层采空区稳定性评价与治理技术研究

介绍了目前煤炭采空区地基稳定性评估与治理技术的研究现状。研究分析了承德兴隆矿业有限责任公司选煤厂的建(构)筑物和采空区概况,需评估采空区的存在对建构筑物的建设和使用的危险性,通过计算分析建筑物荷载影响深度与裂缝带发育高度之间关系,确定了需要治理的煤层采空区,并进行了采空区的治理设计,最后通过钻探等检测手段说明实际注浆效果较好,说明采空区评估与设计方案较好地指导了本次采空区注浆治理工程施工。

倾斜长壁保护层综采工作面的优化布置

根据打通一矿现有开采技术条件,分析了倾斜长壁保护层综采工作面优化布置,从单面与对拉布置、工作面几何尺寸确定、整段与分段布置、两巷位置的选择四个方面进行了优化研究,满足了弹性生产,提高了经济效益,可供类似条件的工作面参考。

一种新型缓倾斜多层矿体的采矿方法——深孔合采井下矿废分离连续采矿法

本文介绍了一种新型缓倾斜多层矿体的采矿方法 ,即深孔合采井下矿废分离连续采矿法,并通过一个矿山企业开采实例介绍了其具体的应用方法 ,结果表明该方法在技能指标和经济指标上均表现突出,能够有效解决当前新型缓倾斜多层矿体采矿中存在的生产能力小、劳动强度大以及安全性差、成本高等问题,具有较高的应用价值。

倾斜层声速简化计算

本文根据地层下边界倾斜角ф较小的情况,对张越等发表的任意倾斜层声速计算方法的研究(1992年第3期182—186)提出的求解方法进行了简化.