瓦斯爆炸冲击作用下巷道壁面损伤破坏评估

矿井瓦斯爆炸会导致巷道产生严重破坏,但是对于瓦斯爆炸冲击荷载对巷道壁面损伤破坏评估研究非常有限。针对现有研究的不足,本文分析了巷道壁面损伤破坏准则并选择了壁面损伤评估方法(支座转角损伤评估法),采取基于支座转角的超压–冲量损伤破坏准则来分析瓦斯爆炸冲击荷载作用下巷道壁面的动态响应数值数据,拟合了瓦斯爆炸冲击荷载作用下巷道壁面P-I曲线,并将P-I空间划分了以支座转角2˚,4˚,6˚和8˚为节点为5个区域,这5个区分别为轻度损伤区、中度损伤区、重度损伤区、严重损伤区、坍塌破坏区。研究结果表明,本次建立的P-I曲线以及巷道壁面的损伤破坏等级能够反应巷道壁面的动响应情况和破坏特性,研究结果能为瓦斯爆炸巷道壁面损伤破坏评估提供参考。

瓦斯爆炸冲击-地应力动静载荷下巷道壁面损伤特性

为了解决瓦斯爆炸事故中的深部高地应力巷道壁面破坏问题,采用LS-Dyna软件,建立巷道壁面动力响应损伤数学模型和物理分析模型,分析瓦斯爆炸冲击-地应力动静载荷作用下的巷道壁面位移、应力和损伤特征,并研究瓦斯爆炸冲击-不同地应力(水平地应力和垂直地应力)动静载荷下巷道壁面的响应和损伤特性。结果表明:高地应力造成了壁面的初始损伤变形,隅角处的应力集中和初始损伤最大,但是其在瓦斯爆炸过程中,动力响应小于顶板处;在瓦斯爆炸冲击-地应力动静载荷作用下,巷道各个部位的损伤应变随着地应力升高而增加,其中隅角处的损伤度受影响最大且损伤最为严重,其次为顶板位置;地应力升高会使壁面初始损伤变形更为严重,但是明显削弱了爆炸冲击波在围岩中的传播。

高温矿井湿润巷道表面与风流间热湿交换分析与简化计算

高温矿井巷道与风流间同时存在显热交换与潜热交换。相对于显热交换量,潜热交换量计算参数难以获得,致使巷道表面热湿交换量计算过程繁琐。为简化计算,对巷道热湿交换体系内显热、潜热交换与表面温度、空气状态温湿度的关系进行分析,通过饱和水蒸气分压力与温度的关系引入Lewis关系,将对流质交换系数用对流换热系数的函数关系表示,饱和水蒸气分压力用温度的函数关系表示,进而将潜热交换量表示成对流换热系数、壁面温度及风流状态露点温度的函数,将对流显热交换量与潜热交换量的计算有机结合;并针对高温矿井的客观条件,对潜热交换量计算式进行了适度的简化与误差修正,得出了精度满足工程计算要求的潜热及全热量简化计算式。同时分析了不同情况下全热简化计算式计算出的净热交换量的传递趋向,明确了不同矿井巷道表面温度及风流温度下,巷道表面水分蒸发需热量的取向。

水分蒸发引起巷道局部壁温低于风温的理论分析

现场实测发现高温矿井井下巷道壁面温度低于风流干球温度现象.通过对巷道围岩与风流间热湿交换分析,建立了巷道围岩内部温度场数学模型;将潜热交换量表示成巷道壁面温度、风流温度及对流换热系数的函数,得出了求解巷道壁面温度的计算式;对此巷道壁面温度计算式进行数学变换、整理,得出二次曲线.经理论和图解法分析得出了湿润巷道壁面温度低于风流干球温度的临界条件,从理论上解释了"高温矿井湿润巷道壁面局部温度低于风流干球温度"这一现象.

STUDY ON SIMULATION EXPERIMENT OF EQUIVALENT MATERIAL APPLIED IN COAL MINE

Based on simulation experiments of a number of scientific research items, the latest progress of experiment method and test technique about equivalent material simulation are introduced. The bevelopment of experiment technique makes analogy simulation evolve into quantitative research about support-surrounding rock relationship from qualitative experiment.From this, large scale stereoscopic simulation experiment is developed, which has never appeared in underground pressure research in China. The present mold specification is 3 - 6 m×2. 0 m ×1. 5 m.