基于RHT本构的爆破硐库形状对邻近硐库的稳定性研究

为研究爆破硐库形状对邻近硐库稳定性的影响,以某矿场爆破扰动瓦斯综治巷为工程背景,使用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立三维有限元模型,采用RHT本构模型模拟岩石,基于流固耦合方法对不同断面形状的地下硐库爆破过程进行模拟,分析了不同开挖断面形状下爆破对邻近硐库围岩PPV、峰值动应力、最大位移的影响规律.结果表明:在同样的爆破条件下,圆形开挖断面的邻近硐库围岩的PPV、峰值动应力、最大位移均最小,说明在同样的爆破条件下,当爆破硐库断面形状为圆形时,其邻近硐库最稳定;当爆破硐库断面形状为矩形时,其邻近硐库最不稳定.研究结果对地下结构爆破作业方案优化设计及开挖断面形式的选取具有指导意义.

压缩空气储能电站地下硐库首次充气的温度响应与局部高温控制方法

为从热力学角度探究压缩空气储能地下硐库型式,采用计算流体动力学(CFD)的计算方法,建立了考虑湍流、传热和真实空气特性的硐库首次充气加压过程数值模型;研究了硐库不同长径比和充气管道入口直径对硐内气体、内衬材料的温升及硐内温度分布的影响,并针对硐内局部高温现象提出了控制措施。结果表明:长径比较小时(即大罐式储气库),硐内温度分布较为均匀,随着长径比的增大(即隧道式储气库),硐内温度分布出现分层现象,并在硐库尾端出现极高温区(闷顶效应);钢板密封层在硐库充气加压过程中温升最大,混凝土衬砌温度变化较小,围岩几乎不受硐内温变影响;减小充气管道入口直径可以一定程度降低硐库内温度,促进向外传热;针对环形隧道式硐型,提出的改进充气方式可以使硐内温度分布均匀,避免闷顶效应,为工程设计提供有益参考。

压缩空气储能系统地下人工硐室技术及其评价技术研究

压缩空气储能是大规模长时间的新型物理储能形式。储气库是压缩空气储能系统中至关重要的组成部分。对常用储气装置特点进行分析与总结,针对地下人工硐室进行比较详细的讨论;对压缩空气储能系统地下人工硐室相对于其他类型储气库的优势进行了归纳;对地下人工硐室承载结构、密封系统、传热管理系统等自身设计因素进行了分析;分析讨论了影响地下人工硐室运行过程中的选址、埋深以及压力设计准则等关键技术;对影响人工硐室稳定运行的相关因素提出了评价方法以及评价指标。在此基础上,对压缩空气储能地下人工硐室未来发展方向进行了展望,为地下人工硐室的结构合理性设计与稳定性运行提供参考。

乌兰木伦煤矿大断面硐室围岩变形破坏规律及控制

针对煤矿井下巷道大断面硐室的围岩变形破坏问题,以乌兰木伦煤矿井下分选及充填大断面硐室为研究对象,采用相似模拟实验方法,进行单调递增加载和恒定荷载加载单轴压缩实验,对大断面硐室围岩变形破坏规律进行了研究。结果表明:①2种加载方式在压密阶段、弹性变形阶段及微破裂稳定发展阶段破坏演化和变形位移趋势相似。②采用单调递增加载方式的试样裂纹较少但裂纹缝隙较大,试样沿着主裂纹突然发生破断,期间有大量碎屑飞出,试样变形位置主要集中在围岩边界,破坏时释放能量较多,但峰后释放能量持续时间较短。③采用恒定荷载加载方式的试样应力保持不变,应变缓慢增加,期间产生大量微小裂纹,试样变形位置主要围绕在硐室周围,破坏时释放能量较少,但峰后释放能量持续时间较长。依据大断面硐室围岩变形破坏规律,提出了锚杆索支护方案:硐室顶部打长锚索,将顶板和上方坚硬岩石连成整体;在硐室煤岩交界处打倾斜锚杆,将煤岩交界面与周围岩体紧密连接。数值模拟结果表明,支护后围岩应力、位移、塑性区均明显减小,围岩稳定性大幅提高,支护效果良好。

马陵山站硐室改造前后VS型垂直摆倾斜仪数据质量分析

利用潮汐分析法,分析和评价了马陵山站VS型垂直摆倾斜仪硐室改造前后数据质量的变化情况,结果表明:(1)历年数据观测精度m_γ均小于0.02,仪器搬迁至改造后硐室又有显著提升,数据质量优于搬迁前,超越全国形变优秀台的标准;(2)搬迁后仪器观测噪声水平M_l始终在0.005″左右,稳定性更好;(3)校正后发现搬迁前仪器安装方位角存在较大偏差,影响M_(2)波相位滞后。硐室环境优化改造是有效改善观测数据精度,提高数据质量的重要保证。

高温对煤矿硐室人员健康影响与温度限值研究

针对煤矿井下机电设备硐室作业人员受高温环境影响引发健康与安全问题,为了降低作业人员热相关疾病的发生概率,提高作业人员热舒适度与工作效率,通过煤矿现场调查问卷和实验测试,结果表明:高温对大多数作业人员产生的心理烦恼程度是“很烦恼”;心率、腋温、口腔温度、血乳酸浓度均大幅升高;肺活量、调节能力、疼痛感知能力均显著下降;注意力集中能力与反应能力降低,但变化幅度不大;暗适应能力基本无变化;建立人体腋窝温度、口腔温度与环境温度之间的相关性模型,得出机电设备硐室作业温度限值为34.6℃。

贵州省农村产业选择及发展调查研究——以平塘县六硐村为例

文章以贵州省平塘县六硐村为例,通过实地调查研究了六硐村产业的选择及发展方式、现状及存在的问题,由点及面思考了当前贵州省农村产业选择发展中的共性问题,并探寻了对策,以期通过农村产业选择规划方式、政府扶持农村产业的方式、融资方式、土地利用制度等改革,因地制宜地寻找到合适地方发展的产业,并提升产业发展的水平和效益,为农村经济建设提供基础保障,实现长久可持续发展。

基于概率神经网络和层次分析法的硐室群施工风险评估

地下硐室群施工风险研究尚处于起步阶段,为快速准确评判风险因素,预防施工安全事故,利用概率神经网络(PNN)和层次分析法(AHP)建立风险评估模型,并研发硐室群施工风险评估软件。通过统计分析硐室群施工风险因素,设置工程地质、自然、设计施工和管理4个一级风险因素,23个风险控制指标,建立针对硐室群施工的风险指标体系。收集典型样本数据后,基于PNN对施工风险等级进行评判,同时采用AHP定量分析风险因素权重,迅速捕捉风险点,采取风险控制措施并优化施工方案。运用研发软件对重庆轨道交通18号线歇台子站硐室群施工进行风险评价,得到风险概率等级为Ⅳ,在施工过程中需要重点监测和控制地下水、围岩等级和支护及时性等带来的影响,实例评价结果与现场情况相吻合,验证了该评估软件的有效性和实用性。研究表明:针对硐室群施工建立的指标体系和评估方法能有效预测风险级别,实时指导施工过程,确保地下硐室群施工安全。

北山成矿带老硐沟金多金属矿床S-Pb-C-O同位素特征及其对矿床成因的约束

老硐沟金多金属矿床是北山成矿带内蒙古段最为典型的金矿床之一,其矿床成因存在较多争议,矿床成矿物质来源方面的研究几近空白。文章基于详细的野外实地调查,选取不同成矿阶段的硫化物和方解石,开展原位S-Pb同位素和C-O同位素测试。研究结果表明,老硐沟金多金属矿床δ34S值为-0.56‰~5.54‰,^(206)Pb/^(204)Pb比值为18.326~18.390,207Pb/^(204)Pb比值为15.563~15.645,^(208)Pb/^(204)Pb比值为38.226~38.390,铅同位素μ值变化范围为9.40~9.55,ω值变化范围为35.77~36.85,方铅矿二阶段模式年龄为232~270 Ma,δ^(13)C值介于-0.04‰~2.93‰之间,表明老硐沟金多金属矿床成矿物质具有岩浆和地层混合来源性质,成矿流体以岩浆来源为主,成矿作用晚期流体中混入了地层变质水。文章从矿床稳定同位素研究方面,结合前人对北山造山带构造演化的认识,提出老硐沟金多金属矿床成因为岩浆热液型。

氧化-还原界面特征及影响因素分析——以北衙斑岩-矽卡岩型金多金属矿床万硐山矿段为例

氧化-还原界面的分布在矿业生产及找矿勘查中具有重要意义。通过对北衙金多金属矿床万硐山矿段地质勘查、矿山地质和生产勘探等地质资料进行整理,对影响氧化-还原界面分布的因素进行了分析。经对比分析,查明地层、岩浆岩、构造、水文条件是影响氧化-还原界面分布的主要因素,褶皱对氧化-还原界面的变化没有影响。研究氧化-还原界面三维空间展布特征并建立较为准确的三维空间模型对生产计划的准确性及施工组织方案的确定具有重要意义,可实现资源的高效能利用。

井下硐室柴油蒸气泄漏扩散规律

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及加注过程的环境特点,构建了井下流态环境泄漏柴油蒸发扩散模型,建立了基于风速和蒸发速率的柴油蒸气体积分数峰值预测方法,研究了不同环境风速及柴油蒸发速率条件下的柴油蒸气体积分数分布规律,提出了煤矿井下柴油蒸气-瓦斯混合环境防火防爆措施。结果表明:在井下流态环境中,柴油蒸气扩散呈现出明显的沉降、分层及分段特性,风流对柴油蒸气扩散具有促进作用;当柴油泄漏后20s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧10 m;当柴油泄漏后40 s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧15 m;当柴油泄漏后70 s时,硐室中各监测点柴油蒸气体积分数达到峰值并趋于稳定;柴油蒸气体积分数峰值点位于泄漏点下风侧1 m处;可通过采用降低硐室环境温度、减少泄漏面积和增加风速等措施防止柴油蒸气-瓦斯混合气体燃烧和爆炸。

深部软岩硐室群施工相互影响及变形破坏分析

地下矿山溜破系统服务年限长,其涉及卸载、破碎等多个大断面硐室。为解决硐室群施工过程中由于相互影响导致围岩变形破坏特征复杂的问题,以钟九铁矿-550~-590 m水平溜破系统硐室群为工程背景,基于弹塑性理论获取硐室围岩塑性区范围,并构建矿石和废石卸载硐室、下部溜井、破碎硐室和储矿仓8个大断面硐室数值模型,分析单硐室施工和硐室群顺序施工过程中的围岩应力和变形时空分布特征,开展硐室群施工相互影响研究,并据此提出了变形控制方案。结果表明:随着溜破系统硐室群的顺序施工,废石破碎硐室、卸载硐室、储矿仓帮部最大变形呈线性增大趋势,帮部塑性区呈先增加后基本不变的趋势;已建设完成的硐室群会使后续施工硐室区域岩体质量变差,相比于施工单硐室,顺序施工至废石卸载硐室和废石储矿仓,其帮部变形分别增加了21.7%和53.4%,塑性区范围分别增加了32%和92%。研究成果可为钟九铁矿后续硐室施工和支护设计提供指导,对于类似矿山硐室群施工相互影响研究也有一定的参考意义。

煤系软岩中抽水蓄能电站地下厂房大断面硐室支护设计

为实现绿色低碳可持续发展,大屯能源股份有限公司龙东煤矿拟在埋深约300 m的煤系软岩地层中建设抽水蓄能电站,决定该项目可行性的关键问题之一是能否对主厂房大断面硐室进行经济有效的支护。为此,提出了基于规范和灰色关联度分析的支护设计方法。首先对该硐室的围岩稳定性进行分级,然后根据相关规范和工程经验提出4种支护备选方案,继而通过数值模拟对其支护效果进行对比分析,最后运用灰色理论的关联度模型综合支护效果和支护成本确定出技术经济效果最优的支护方案,从大断面软岩硐室的支护角度证明了在龙东煤矿建设抽水蓄能电站的可行性。该支护设计方法科学、可行、高效,可为煤系软岩中大断面硐室的支护设计提供参考。

大断面硐室快速施工技术应用

基于长春兴煤矿西翼回风大巷调车硐室施工断面大、围岩稳定性差、施工效率低、支护难度大等现象,长春兴煤矿通过技术研究,对大断面硐室提出了分段爆破施工工艺,并对硐室内采取“组合锚索+JW型锚棚+钢筋网”等联合支护,通过实际应用效果来看,采取分段爆破施工工艺后解决了传统掘进机一次性掘进时顶板支护滞后出现垮落技术等技术难题,加快了硐室掘进效率,采取合理有效的支护措施后控制硐室围岩变形现象,取得了显著应用成效。

深部强采动大巷硐室修护补强技术——以万家庄煤矿为例

以万家庄煤业2#煤层深部强采动一号变电所硐室为工程背景,探究深部大巷硐室强采动破坏机理及强采动围岩稳定性控制原理,分析深部强采动大巷硐室修护补强方案,并结合现场工业性试验优化相关支护技术参数。研究结果表明:2#煤层顶板为复合软岩顶底板,极易受到采场周围的岩层运动、应力集中和应力重新分布的影响,导致一号变电所硐室围岩矿压显现剧烈;煤壁前方支承压力幅值随着远离工作面呈现出近场快速增加、远场缓慢降低的趋势;硐室受到的采动影响较为剧烈,在两翼工作面回采期间,围岩最大变形量为155.8 mm,支护效果显著改善,有力地保障了工作面安全高效回采。

甘肃白银市银硐沟铜锌矿多元信息找矿预测

甘肃白银市银硐沟铜锌矿位于北祁连山早古生代造山带,文章建立一套适用于浅成低温热液型铜铅锌矿床物化探综合勘查模型,对研究矿区的深部进行找矿预测。本次研究在工作区内主要实施地球化学勘查(地电提取测量法、土壤离子电导率测量法和热释汞测量法)和地球物理勘查(高精度磁测法和大功率TEM法)等多种勘查技术方法进行找矿预测研究。依托已知矿体剖面,在勘查区共圈出各类综合异常靶区9个,建立了该矿区的综合信息找矿模式,为下一步找矿工作提供了地质理论依据。

井下避难硐室系统失效评价与在线监测系统研究

为了实现井下避难硐室的安全管理与灾变应急联动,防止系统功能失效,采用事故树定量分析硐室失效成因与各子系统内在联系,结合工程实践,推导出硐室系统失效经验公式,建立失效评价预警模型。根据井上与井下空间分布特点,提出“双网+双系统”协作架构模式及监测系统的物联网架构;搭建一站式指挥调度专线、双向视频语音等设施,保障了系统在线监测与应急网络安全,扩大了系统协同范围;根据预警模型设计了系统软件的六大功能,完善了系统监测与应急应用,实现了井上、井下信息交互安全畅通。该监测系统已在西南某矿成功应用,有利于降低避难硐室失效事件发生,减少安全检查工作量,提高运维管理效率,提升矿山安全管理智能化水平。

露天矿开采爆破对溜井及平硐的影响分析

伴随着我国社会经济的不断发展,各个行业的经营生产模式发生了翻天覆地的变化,与此同时各类能源也逐步陷入到了紧缺的局面。针对传统砂石矿山开采工作往往会应用公路基础设施以及汽车设备进行开发和运输,而在开采工作持续开展的过程中,传统公路基础设施以及汽车的开拓运输模式已经暴露出了诸多的不足和缺陷,相关从业人员运用了公路与平硐溜井的新型开拓运输方案,对传统开拓运输模式进行取代。在矿山开采事业当中,露天开采极为常见,其开采过程当中往往会需要爆破操作,借此来对矿山内部岩石结构进行破碎处理,以便于小规模运输和进一步挖掘。但爆破操作不可避免的会对自然环境造成影响,尤其是露天矿产资源开采事业当中,爆破作业便会对溜井和平硐造成较大损害,需要相关工作人员提出有效防护措施,确保露天采矿工作安全有序的开展。

不同断面形状硐室围岩稳定性模拟研究

采用FLAC3D软件进行四水平三因素(埋深、侧压力系数和硐室断面形状)条件下正交模拟试验以及变单因素下的模拟试验。采用极差分析方法对硐室围岩塑性区因子δ进行分析认为,影响塑性区因子δ最大的组合为A4B4C1,各因素的主次关系依次为硐室埋深、断面形状、侧压力系数。变单因素下的模拟结果认为,圆形硐室顶底板和两帮移近量及其周围水平应力随侧压力系数的增大呈线性递增;垂直应力随侧压力系数的增大呈线性递减。圆形硐室断面塑性区因子随侧压力系数增大呈指数函数增大;硐室顶底板及两帮移近量随埋深的增大呈指数函数增大,硐室周围水平应力和垂直应力随埋深的增大均呈线性递增关系。相同的外载条件下,直墙拱形硐室顶板变形量高于底板,矩形、梯形和圆形硐室的顶底变形量相当,且圆形断面硐室的变形量最小。

压缩空气储能人工硐库热力耦合解析方法研究

压缩空气储能人工硐库在充气和抽气循环过程中,空气温度、压力,以及硐壁密封层、混凝土衬砌和围岩的温度、应力和应变一直处于变化之中。联合求解这些变量是工程设计中的关键技术,也是理论分析的难点。在一维热传导基本解和人工硐库空气温度基本解的基础上,基于硐壁对流换热和热传导能量守恒,提出人工硐库内空气热力学计算与硐壁热传导的耦合解析方法。与数值模拟结果进行了对比,验证了所提方法的正确性。对一个钢质密封层人工硐库实例进行了分析。结果表明,充抽气过程引起硐库内空气温度的剧烈变化,空气压力变幅明显大于基于恒温假定得到的压力变化结果。硐壁温度周期波动影响深度有限,当混凝土衬砌厚度大于周期波动影响范围后,围岩温度以持续升高直至稳定为特征,围岩强度和稳定性分析可以不考虑周期循环温度的影响。密封层受温度和空气内压双重作用明显,密封层设计需考虑材料的热机械疲劳问题。混凝土衬砌内外表面环向应力和法向应变特征差异巨大,不同工况下内外表面环向应力可能接近混凝土材料的抗压和抗拉强度,混凝土材料的抗压和抗拉强度同为设计的控制因素。混凝土衬砌可以减小围岩压力,但作用有限。在适当的埋深条件下,选择适当的充气压力,可以保证围岩处于弹性状态。