矿井式抽水蓄能电站地下巷道群水力过渡过程特性研究

矿井式抽水蓄能电站利用地下巷道群作为下库,在水力过渡过程中存在复杂多变的明满流流态,直接影响系统的运行稳定性和巷道群的水力安全。基于水力系统3D数值模拟技术,考虑下库充水、发电甩荷和抽水断电3个控制工况,分析巷道群水流的过渡过程特性及水力参数的演变规律,评估其对巷道群水力安全的影响。研究表明,下库(巷道群)在初次充水过程中无明显的不利流态,下库死水位发电甩荷时调节池水位下降幅度小于0.4 m,下库正常蓄水位抽水断电时调节池水位上升幅度小于10.0 m;巷道群在过渡过程均能正常进排气,巷道断面明满流等流态过渡平稳,调节池和通风道满足水力优化布置要求,可保障巷道群的水力安全。

基于RES的地下巷道工程稳定性全耦合分析方法

针对地下巷道工程稳定性问题,基于岩石工程系统(RES)理论,提出了全耦合分析法及优化设计思想。首先简要地叙述了全耦合分析过程的思想及流程,并在收集的27个样本的基础上,应用神经网络编码法建立了地下巷道工程的综合交互作用矩阵(GIM),分析了主要因素影响和作用机制。根据本巷道工程系统的稳定性能分析结果,提出了稳定性评价参数,给出了稳定状态范围。针对沙曲煤矿顺槽进行了优化支护设计举例,并用Q系统岩体质量评价法对其进行对比分析及验证。现场监测及对比分析结果表明,提出的全耦合分析法对稳定性分析及支护设计方法有实用价值。

地下巷道弹性位移反分析中改进的Gauss-Newton-Marquit方法

针对地下巷道弹性位移反分析的Gauss-Newton-Marquit方法提出了改进措施,将随机有限元中常用的直接求偏导数方法引入地下巷道弹性位移反分析问题中,代替了Gauss-Newton-Marquit方法中求偏导数常用的差分法,从而大大提高了算法的效率,也使反分析结果的可靠性和精度有所提高。工程算例表明,改进后的Gauss-Newton- Marquit方法可更高效地解决地下巷道弹性位移反分析问题,是一种值得推广的优化算法,并可望在大型工程中有良好的应用效果。

地下巷道钻爆开挖过程中炮烟扩散及通风

地下工程钻爆开挖过程中 ,通风排烟是重要的一环。本文以费克定律为基础 ,得出了炮烟扩散过程中有毒气体浓度的时空分布表达式。并针对吸出式通风 。

地下巷道弹性位移反分析各种优化方法的探讨

探讨了６种最优化方法（鲍威尔法、单纯形加速法、阻尼最小二乘法、变尺度法、模式搜索法和变量轮换法）在巷道弹性位移反分析中的应用情况。从参数初始点的选择、收敛速度、收敛精度和可靠性方面评价了这６种无约束最优化方法的优劣。

基于ANSYS/LS-DYNA的矿区地下巷道三维动力响应分析

为研究煤矿地下巷道在地震作用下的动力响应,考虑巷道结构的损伤效应,基于显式算法的土结构体系动力学方程,建立ANSYS/LS-DYNA三维数值模型,并在模型指定位置设置观测点。通过观测点的动力响应特征研究巷道的动态响应。结果表明:巷道在地震作用下,半拱形巷道应力主要分布在拱帮和墙角立板、底板处,且拱帮和墙角处塑性体积应变明显,巷道墙角处的损伤明显大于其他各部,是巷道容易发生破坏的部位。

综合物探方法探测城市地下巷道的可行性

随着经济、城镇化建设的快速发展,查明拟建地下巷道位置、埋深、规模和走向,对于地基处理和基础设计显得十分重要。笔者针对城市特殊的场地条件和干扰环境,开展了综合物探方法探测城市地下巷道的可行性研究,提出了以瞬变电磁法为主,浅层地震反射波法佐证为辅的新型综合物探组合模式,并深入研究了其可行性和互补作用。实践表明,上述综合物探方法组合既可适应于城市地下巷道的探测精度,又具有压制来自城市干扰的优势,是行之有效地方法。

FLAC在地下巷道离层破坏非线性数值模拟中的应用

岩体力学问题的决策所涉及的因素如地质、岩体结构特征、岩体力学性质、工程特征、生产、施工及其它信息大多数都是不确定的 ,也就是说以上这些信息呈模糊性、随机性、未确定性和不完全性。本文主要探讨岩石力学非线性计算软件—FLAC2D3 .3在地下巷道层破坏数值计算中的应用。

贯通裂隙条件下地下巷道失稳的理论分析

针对地下岩体的贯通性构造裂隙分布特征,进行了贯通性裂隙分布对地下巷道失稳规律的理论分析,并结合潞安矿区的巷道实测资料做了实例计算,验证了理论分析的正确性。

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响,开展地下巷道的工程地质调查,精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m中段运输巷道为研究对象,采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据,并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作,基于处理结果开展了统计分析;利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型,并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明:三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息,结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析,所分析区域的围岩自稳能力较好,但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加,研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。

地下巷道锚喷支护结构的可靠性分析

对于采用锚喷支护的岩石巷道，依据弹塑性小变形理论，提出应对支护结构进行概率极限状态优化，利用蒙特卡络方法，建立了巷道围岩稳定、锚喷支护结构的可靠性计算公式，从而为巷道围岩稳定性评估，支护设计提供可靠的理论依据。

激光指向仪在地下巷道掘进中的应用

本文主要叙述了国产激光指向仪在地下斜巷掘进中的安装、调试以及使用激光指向仪的优点和注意事项。

煤矿采动区地下巷道结构的地震动力破坏研究

为了探讨煤矿地下巷道及围岩结构体系地震动力破坏特征,基于结构动力学理论建立考虑土与结构相互作用的地下巷道结构动力学运动方程,利用有限元计算分析模型分析巷道结构的地震动力响应,通过观测巷道结构特征点的力学响应来分析地下巷道结构的地震动力破坏特征。结果表明:地震作用下巷道结构会出现周期性高应力集中区域,巷道的底部、顶部和两侧最容易发生破坏;地震发生初期巷道的顶板破坏明显强于巷道腰部,可能会造成巷道顶板下沉坍塌;地震发生后期巷道结构容易发生底鼓现象,导致巷道产生整体失稳破坏;需要根据巷道的破坏现象加强巷道结构顶板支护的设计,同时也要及时进行加固维护,以保证巷道结构的安全使用。

地下巷道周边的应力集中系数

采用边界无虚应力法，对无限大弹性介质中开挖有矩形孔洞的情形进行了计算，给出了边界上关键点的应力集中系数，并把这些系数与国内近十种岩石力学教材中所给出的数据作了对比，发现这些教材中的部分数据有较大的误差，建议再版时加以修改。

大采深煤矿地下巷道的工程特征

在系统总结采矿工程与其他岩土工程相互关系的基础上,从煤矿地下巷道的空间几何特征、围岩介质特征、采动影响特征和技术经济特征等4个层面,全面分析了大采深煤矿地下巷道的工程特性。重点论述了大采深地下巷道周围应力重新分布规律的特点和受回采工作采动影响的回采巷道的围岩变形发展变化过程,阐明了学科交叉与技术交流的重要性。

地下巷道无线通信中节点存活提升方法仿真

在地下港道通信带点优化设计问题的研究中,由于大多巷道位于地下深处,无线传感节点通信传输干扰较大,节点需要克服穿越地层中,信号衰减的影响,才能保证正常通信。传统的地下巷道传感通信方法通过减少单位时间内节点能量的供应,以保证节点有足够的能力地下地层信号衰减的影响,但是,节点能量下降会使通信效率下降。提出了一种改进LEACH的巷道内传感通信优化方法,通过优化了巷道内偏僻节点选取为簇头节点的概率以及路由节点的选取,当所有的地下数据已经收到,簇头节点会进行数据融合,设计多簇传递、层次聚类方案对低能节点进行优化,保证节点能耗最低。使用Network Simulatorversion平台对改进后的巷道传感器网络进行网络寿命测试,与最优化节点数测试,与传统LEACH算法进行对比后,表明改进型LEACH算法构建的网络可以实现耗能均分化,寿命更长,通信效率也更高。

金川二矿区地下巷道变形监测分析及应用

金川矿山地下工程围岩的工程地质条件差,地压活动强烈,尤其是处于采矿动态环境中巷道的失稳更为严重。通过对二矿区地下巷道的长期变形监测,结合现场工程地质调查研究,综合分析了采准巷道的失稳主要受采动因素和岩体结构因素的影响。提出二次支护与巷道破坏后的重新支护宜强不宜弱的论点与地压控制措施,为后续采矿的顺利进行提供科学依据。

一种三维地下巷道建模的改进方法

三维地下巷道建模是矿山虚拟现实的关键技术,存在建模速度慢、巷道交岔口处容易重合等问题。提出了一种基于中心线断面生成三维地下巷道模型的改进方法,该方法根据原始的CAD二维平面图,通过提取关键点来生成中心线和断面线,快速建立了精确的三维地下巷道模型。以某矿山井下斜坡巷道总体布置图和其-425m中段平面联合布置图为例进行三维巷道生成虚拟现实场景,证明了此改进方法的有效性和实用性。

爆炸载荷下地下巷道分配层结构的对比分析

为寻找削波效果更好的分配层结构,基于光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法SPH-FEM,建立地下巷道爆炸效应分析模型,形成11种不同的模拟方案。将含不同材料的分配层结构的测点应力峰值进行对比,以及从测点应力峰值、能量峰值和拱顶竖向位移的角度来比较不同分配层结构的削波能力,并将爆炸近区测点应力峰值与经验公式进行对比。结果表明,砂土的削波能力要强于泡沫混凝土;分配层中各层材料采用周期循环、波阻抗值递增且相邻材料波阻抗比减小的方式来布置,同时在分配层中加入钢铁,对应力波峰值的衰减和弥散效果最优。爆炸近区的模拟数值与计算值吻合度较高,证明此模拟具有一定的可靠性,可以为军事防护工程的结构设计提供参考。

地下巷道在爆破振动作用下的动态响应特征研究

为了研究地下巷道在爆破振动作用下的响应特征,以某露天铁矿转地下爆破开挖为研究背景,在地下巷道确定监测位置,结合爆破振动理论建立爆破振动衰减数学模型。为弥补试验方案不足,利用FLAC 3D软件建立地下巷道概念模型,分析地下巷道在爆破振动作用下的速度、位移的变化特征,并与现场试验进行对比。结果表明:当爆心距小于50 m时,水平径向峰值振动速度衰减变化率达到53.63%,而水平切向、竖直方向峰值振动速度衰减变化率分别达到53.07%和47.02%。通过对爆破时地下巷道的数值模拟分析可知,爆破振动速度变化主要集中在巷道的顶板及底板,而巷道竖直位移呈现先逐渐变大、后趋于平稳的状态,处于巷道安全允许范围之内。