文家坡煤矿工作面防治水安全技术应用

断层是煤矿回采期间煤层顶板水害的主要涌水通道之一,在煤层回采之前,应查清工作面内构造分布情况,槽波地震勘探成为煤矿采前构造探查的重要技术手段。彬长矿区文家坡煤矿4102工作面位于该煤矿41盘区东侧,为41盘区第2个回采工作面,根据巷道掘进期间实际揭露地质资料显示,该工作面断层比较发育,可能影响工作面的正常回采,断层延伸至工作面内长度目前尚未清楚。故利用槽波透射法探测彬长矿区文家坡煤矿工作面断层的发育情况,结果表明此方法效果良好,查明工作面内发育的4条断层基本延展情况,为煤矿防治水害提供一定的科学依据。

槽波反射法在断层探测中的应用研究

断层构造是影响矿井采掘衔接和安全生产的重要因素之一,为了提前查明断层的赋存特征,避免回采和掘进过程中无计划揭露断层构造带来的人员伤亡和财产损失,选择赵庄二矿2301工作面为试验现场,展开槽波地震反射法勘探,通过探采结果对比,研究了该方法对断层构造精确探查的有效性。研究结果表明:以探测区域870 m/s的槽波速度进行分析和计算,槽波反射法探测出采面内存在一走向为南西向,延伸长度约207 m的反射界面,震相十分清晰,推断为断层构造,经过巷道掘进和工作面回采揭露,有效验证了该断层的存在,且走向近乎一致,位置偏差不大于10 m,因此,槽波地震反射法勘探对断层构造的探测效果良好,能够有效指导矿井的安全生产。

无线电波透视在煤矿中的应用

根据无线电波坑道透视法的探测原理及技术参数的影响因素,提出了参数的选择及干扰因素的排除方法。介绍了如何选择频率、采样点距等技术参数,如何消除干扰的方法。将选择的参数实地测量,对采煤工作面中的工作目标做出精确解释。

汶川地震紫坪铺面板堆石坝地震波输入研究

对国家强震动台网中心紫坪铺面板堆石坝区域台站实测主震记录以及大坝台网实测余震记录进行分析,研究主震与强余震地震动的基本特征。分别选取茂县地办、郫县走石山、成都中和这3组基岩台站实测主震地震动,紫坪铺台站2008年11月6日实测余震地震动以及按水工抗震规范人工生成地震动作为数值计算的地震动输入,对紫坪铺大坝进行三维动力有限元分析,并与实测结果进行对比。研究表明,郫县走石山与成都中和2个远场台站位于断层下盘,其实测地震动的加速度反应谱长周期(0.65 s以后)分量过于丰富,不宜作为断裂带附近紫坪铺大坝的地震动输入;紫坪铺大坝台站实测的余震地震动1 Hz附近(大坝基频)的频率成分相对较少,且持续时间较短,以至于难以激发大坝响应;对比坝顶实测地震动加速度反应谱和数值计算反应谱,建议汶川地震中紫坪铺大坝动力计算时可采用茂县地办台站实测地震动或按抗震设计规范反应谱人工生成地震动。

基于剪切楔法的Hardfill坝自振特性和动力反应分析

基于剪切楔法,计入上游防渗面板的影响,推导了梯形断面Hardfill坝的运动微分方程.利用特殊函数——Liouville函数和合流超比函数进行求解,推导出Hardfill坝自振频率和振型的计算公式.根据自振频率和振型计算出Hardfill坝的振型参与系数,推导出在简谐波作用下的坝体加速度、速度和动位移的计算公式.通过计算实例,将基于剪切楔法的计算结果与有限元法的计算结果进行比较,证明了基于剪切楔法的Hardfill坝自振特性和动力反应理论计算公式的正确性.

半空间多层各向异性介质的面波频散方程

将地球物理学中各向异性研究的前沿课题同半空间面波问题结合在一起，用有限元方法建立了半空间多层各向异性介质的面波频散方程；同时，对该频散方程的有关问题进行了讨论，本研究对于勘探地震学和工程勘查具有理论意义和应用价值。

波度及静环静态角偏差对螺旋槽气体端面密封稳态特性的影响

建立了考虑螺旋槽气体密封端面周向波度及静环静态角偏差的理论模型。利用有限元法数值求解稳态雷诺方程,得到了端面周向气膜压力分布,进一步分析了不同压缩数下周向波度及静环静态角偏差对密封稳态特性参数的影响规律。结果表明:中、高压缩数下,波度及静环静态角偏差对气膜周向压力分布及径向压力梯度产生显著影响;波幅及波数对密封稳态特性影响不尽相同;过大的静环静态角偏差会导致端面气膜压力出现不均匀的峰值及谷值,使密封产生剧烈偏摆,造成端面瞬间接触,加剧端面磨损,最终导致密封泄漏失效。

基于InSAR及综合物探方法的道路塌陷分析

城市道路塌陷是近年来被关注的重点问题,涉及城市道路地下管线、水及土质等多种因素,具有隐蔽性、突发性和破坏性,因此及时探测排查隐患十分必要。目前已有多种物探手段可用于城市道路塌陷的探测。本文以西宁市部分街道为例,通过InSAR技术对其进行大范围普查,对出现沉降异常的重点区域采用地质雷达法、高密度电法、面波法等综合物探的方法进行探测,以弥补单一物探的不确定性和局限性,最后利用钻探的工程手段,针对不同物探方法的优缺点,建立了由面到线、由线到点、由浅至深、因地制宜的隐患排查系统,具有高效、低成本的优点。进一步探索适用于青海湿陷性黄土地区城镇道路的精细化探测手段,经验证可行性良好,可为预防道路塌陷提供更科学的依据。

激波作用下三维涡的形成及其界面捕捉计算

针对三维多介质可压缩流体,给出了可压缩多介质流体三维高精度数值计算方法,以及界面捕捉方程和带重新初始化的三维LevelSet方法,对初始压力间断和密度间断条件形成激波、接触间断以及稀疏波的三维复杂流场相互作用情况进行数值计算,给出流场中涡的形成过程和界面位置。并对计算方法进行理论验证。

面心立方3维光子晶体带隙数值研究

为了数值研究面心立方晶格球形散射体3维光子晶体能带结构,采用平面波展开方法分别计算了空气中的介质球与介质中的空气球在不同参量下的能带。结果表明,空气中的介质球不论选任何参量都不出现完全禁带,介质中的空气球在选取适当参量时能出现禁带,禁带宽度与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相似,禁带位置中心坐标与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相反。此结论推广和补充了相关文献的研究。

矿井无线电波透视法在唐家会矿井61101工作面隐伏断层探测中的应用

选择310 k Hz作为YDT175型无线电波透视仪的工作频率,采取恰当的抗干扰方法,对准格尔煤田唐家会矿井61101首采工作面隐伏断层进行了探测试验,使用无线电波透视CT软件对采集数据进行反演处理与显示。结果在工作面回风巷770~1 370 m段发现3处电磁波衰减带,解释为断层。经已有地质资料以及巷道实际揭露验证,这3处衰减带内的确存在3条正断层,说明选择适当的无线电波透视频率能够较可靠地探测工作面隐蔽地质异常体,无线电波透视法是保障矿井工作面安全高效生产的有效技术。

综合物探方法对隧道含水构造的超前预报应用研究

如何提高隧道含水构造预报的准确性是近年来是隧道工程中迫切需要解决的问题,本文采用综合手段对隧道施工过程中的超前地质预报技术进行了研究分析,利用红外探水法、地质雷达法和地震波法(TGP/TSP)综合预报,并保证了预报结果的准确性,为施工单位的施工提供了准确且有效的指导。

准备工作面走向断层探测技术的应用研究

走向断层的发育对煤矿准备工作面的布置和回采影响巨大,为准确探明地质构造,以山西华晋吉宁煤业2107准备工作面为试验现场,优选先进的SummitⅡEx防爆槽波地震仪,合理布置检波器孔和炮孔,开展槽波地震反射法勘探及相关研究。结果表明:选取1100 m/s的槽波速度、140Hz的槽波主频和115~150Hz的槽波频谱区间进行处理和计算,本试验共探测出2处反射异常界面,分别推断为2107准备工作面附近F7和F5断层的漂移,经钻探验证,探测效果良好,另外,2107回风巷已掘巷道的反射同相轴也十分清晰,间接证明了槽波地震反射法探测空巷的可行性。

利用无线电波透视法探查矿井工作面地质异常

利用无线电波透视法,寻找某煤矿井下工作面透视异常区,从而推断和解释工作面存在的隐伏断层、隐伏陷落柱及煤层变薄带、煤层裂隙发育区等地质构造,为工作面回采提供依据。

无线电波透视法在何家塔煤矿50106工作面的应用

为保证何家塔煤矿501盘区50106工作面的安全开采,利用无线电波透视法探测50106工作面、其上部异常地质构造及其含水层富水性的垂向及平面分布,为该工作面的防治水设计提供地质依据以及技术支撑。基于50106工作无线电波透视探测反演的实测场强曲线图、实测场强分布图和SIRT反演吸收系数(CT成像)图共同圈定了工作面内3处异常范围分布,推断YC01(850~1000m)、YC02(1300~1900m)和YC03(2950~3970m)异常为冲刷带导致煤层变薄引起的。巷道掘进地质资料表明,YC01和YC02异常所在位置无断层等构造反映。研究表明,采用无线电波透视法可以较好地揭示回采工作面地质构造及其上部顶板不同深度范围的电性异常特征,是保障矿井工作面安全高效生产的有效技术。

槽波反射法在煤矿地质构造探测中的应用研究

为了摸清煤矿地下的具体地质构造,分析一种地质探测方法-“槽波反射法”。这种方法优于立体地震探测法、坑透技术等传统的地质探测技术,运用该技术在煤矿工作面的回风巷内可以探测出被测地区是否存在陷落柱、断层、褶皱等地质构造,以保障回采工作面开采过程的安全性。

弹性波法在水利工程中的应用

介绍了弹性波法在水利工程中的岩体工程地质分类和质量评价,地层岩性和地质构造的调查,以及坝基工程、地下围岩工程和岩质边坡工程的稳定性分析等方面的应用.

高速进气道抛罩过程内流场演化特性研究

为探究进气道整流罩打开过程中内流场的演化规律,基于重叠网格法求解N-S方程详细分析了抛罩过程中内流场演化过程与特征流场结构。研究表明,在进气道封堵时,整流罩前端发展出V型激波,整流罩尾部形成后向台阶且产生一对涡矢量方向相反的流向涡;在整流罩打开过程中,整流罩前端的V型激波与尾部的后向台阶均会对内流场流动产生影响,捕获流量在中间某时刻达到峰值后下降至稳定状态。若开罩过程中的流场满足流动准定常且内流道无大分离区的条件,进气道在V型激波与唇口恰好相交时完成起动且整流罩的运动在此后不影响内流场流动。假设的整流罩匀加速转动过程与真实运动吻合较好,模拟更精确的整流罩运动可采用三次函数的角速度变化律。

面心立方结构三维光子晶体的带隙特性

选择ZnSe、CdTe、AIP和GaAs 4种材料设计构成面心立方三维光子晶体结构,基于平面波展开法通过计算,得到带隙存在于0Hz、0.8140—0.8406Hz、0.7924—0.8218Hz和0.7457—0.7837Hz范围,带隙宽度随着4种材料介电常数的增加而增加。研究结论为三维光子晶体的制备提供参考。

回采工作面隐伏陷落柱坑透技术

为了进一步查明阳泉煤业上社一矿回采工作面可能存在的隐伏陷落柱,基于矿井无线电波透视技术的原理,研究了上社一矿回采工作面的无线电波透视探测工艺和资料解释方法,采用0.5 MHz频率,对15105工作面进行了探测,结果表明:该技术能够准确地探测出回采工作面内直径在10 m以上的隐伏陷落柱,为工作面安全回采工作提供了可靠的物探资料。