草地贪夜蛾迁飞气象预报方法探索及应用

为了准确预报害虫的迁飞轨迹,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预测预报,基于天气预报平台,利用欧洲中心中短期气象数值预报产品以及大气环流形势及低层风动力对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的迁飞路径、迁入时间(包括首见日及高峰日)、落区等进行预报,并基于2021年草地贪夜蛾迁飞的2次典型预报案,分析2021年草地贪夜蛾春季北迁至湖北(首见日)以及秋季南迁回湖北(高峰日)的典型天气过程以及迁飞层气象要素场,运用HYSPLIT轨迹模型模拟迁飞后向轨迹,再利用草地贪夜蛾田间监测数据、测报灯监测数据以及迁飞轨迹对预报结论进行验证。结果显示,2次典型预报案例的预报结论与草地贪夜蛾田间监测数据及测报灯监测数据以及轨迹模拟的情景吻合度较好,草地贪夜蛾迁入时间、落区及路径预报基本正确。研究表明,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预报具有实际可行性。

厚松散层薄基岩下分层开采覆岩破坏高度研究

以赵固一矿厚松散层薄基岩下分层工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟研究、钻孔冲洗液漏失量观测及钻孔窥视方法对采后覆岩破坏高度进行研究,研究表明:采用经验公式计算得到下分层工作面采后,顶板垮落带发育高度为6.93~27.72 m,导水裂缝带发育高度为22.17~71.73 m;数值模拟结果表明下分层采高2.5 m、累计采高6 m时,最大垮采比为2.61,而累计采厚小于6 m、基岩厚度不小于30 m、黏土层厚度大于5 m时可认为黏土层厚度能够阻隔导水裂缝带向上发育;采用现场实测方法得到累计采厚5.8 m处,垮落带15.26 m,垮采比为2.62,导水裂缝带55.59 m,裂采比为9.58。东一盘区下分层工作面后开采覆岩破坏高度的规律,可以为该矿下分层工作面时确定防水、防砂安全煤(岩)柱厚度提供理论依据。

断层裂隙带隐伏岩溶水条件下巷道冒顶处理技术应用

喀斯特地貌区域岩石经过长时间的溶蚀作用,形成了众多的地下溶洞和裂隙,这些裂隙在地下水的作用下会进一步扩大和发育,给地下工程和矿山开采等活动带来了一定的地质风险。针对断层裂隙带隐伏岩溶水巷道冒顶事故,以瓮福磷矿磨坊矿1080回风巷冒顶事故为工程背景,阐述了巷道冒顶地点的特征,综合提出了“钢拱架超前管棚+充填混凝土法”巷道支护方法,形成了包含施工工艺、人员配置与机械配置等内容的巷道冒顶处理方案;分析了施工期间的风险源,并提出了相应的防控措施与安全技术保证措施;最后通过施工实践证明了支护方案的可靠性,为相似条件巷道冒顶事故提供了借鉴参考。

表面张力模型对水平椭圆管外降膜流动传热数值计算结果的影响

采用VOF方法对水平椭圆管外降膜流动和换热进行了二维数值分析。研究了4种椭圆管管型在不同表面张力模型下的降膜流动和换热问题。结果表明,在椭圆管近壁处存在极薄的层流底层,对换热影响很大;在滞止区,流体涡流导致壁面换热系数波动较大。同时发现在椭圆管外降膜流动计算中,表面张力不可忽略,连续表面力(CSF)模型和连续表面应力(CSS)模型均能较好地体现椭圆管的壁面流动和换热情况,但CSF模型在上下滞止区的计算更为准确。此外,椭圆度对壁面传热系数影响也较为显著。椭圆度增大,换热增强,特别是当周向角θ=20°~180°时,换热增强尤为明显。

注浆治理5.5 m大采高综采面破碎带技术工艺创新研究

针对上社煤炭5.5 m厚煤层一次采全高综采面揭露断层后出现不同特征的冒落空洞和片帮范围,分区域采用不同性能指标的注浆材料进行综合注浆治理,针对揭露煤层厚、采高大(≥5.5 m)、易片帮冒顶等特殊地质条件,对注浆压力等参数进行动态优化以适应大采高煤壁的特殊性,调整注浆顺序等技术参数,控制综采面灾害的延伸范围。应用结果表明,工作面煤壁完整性增强,松散煤岩体固结密实,支架顶梁快速构建了再生胶结假顶支撑层,增强了顶板再次冒落对工作面支架的破坏性冲击,为采煤机滚筒切割之后的及时移架支护作业创造安全的作业环境。该工艺推广应用前景广阔,经济效益和社会效益明显。

基于诱导冒落开采的强制崩落区范围确定方法

强制崩落区范围是否合理对诱导冒落法的冒落范围、过程及矿石回收影响重大。为此,以急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法开采条件为工程背景,采用数值模拟的方法,在确定崩落区采幅、高度及开采方式的前提下,构建动态开采模型,分析不同崩落区开采范围、埋藏深度条件下的诱导冒落矿体的致冒机理,形成强制崩落区确定方法。研究结果表明:结合崩落形状、应力分布状态和岩体破坏情况可有效确定强制崩落区,以及特定条件下强制崩落区范围最优形式;增加崩落隅角改变强制崩落区范围,能够有效地提高诱导矿层冒落能力;近崩落区位置存在复杂应力分布状态,崩落区顶板的垂直应力及水平应力的常值受深度影响呈现规律性阶梯型增长。研究结果可为诱导冒落采矿工程提供理论支撑。

三峡库区消落带植被生态学特征分析

以重庆忠县石宝寨三峡库区消落带为典型案例区,探讨了库区消落带生物多样性指数沿坡面的梯级分布格局,并通过典范对应分析探讨消落带植被生态学特征与环境要素的关联,界定三峡大坝低水位阶段影响消落带植被生态学特征与恢复能力的关键环境因子。相关研究结果表明:库区消落带植被的生物多样性指数随坡面高程变化呈现一定的空间异质性;消落带植被的分布与土壤物性、河边距以及海拔等环境要素具有一定的关联。

深厚松散层薄基岩条件下覆岩破坏高度实测分析

赵固一矿首采面上覆松散层厚大于518 m,基岩厚小于80 m,为获得开采后覆岩垮落带和导水裂缝带的高度,合理确定工作面开采上限,采用地面钻孔观测法对该首采面覆岩的破坏高度进行了观测,并对钻孔设计、钻孔施工和"两带"高度判别方法进行了研究分析。观测结果表明:该首采面垮落带发育高度为13.1 m,垮采比为3.85,导水裂缝带发育高度大于29.2 m,裂采比大于8.59,该结果与相似模拟试验值和数值模拟值基本吻合,相互得到验证。

大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理与控制

大变形回采巷道冒顶控制问题一直以来是制约煤矿安全高效回采的重大难题,根据巷道围岩蝶形塑性区理论,以保德矿大变形回采巷道围岩非均匀破坏为背景,分析了回采巷道采动应力场的非均匀演化规律及其作用下的塑性区形态特征。研究表明:1高偏应力环境下巷道围岩塑性区会呈现蝶形分布,蝶形塑性区具有方向性,蝶叶位置会随着主应力方向的变化而改变;2受采动影响后,回采巷道围岩中会产生较大偏应力,且最大主应力方向向回采工作面一侧发生倾斜偏转,使蝶叶位于巷道顶板;3顶板蝶叶内岩石遭到严重破坏,同时伴有巨大膨胀压力和强烈变形,当锚杆(索)不能承受蝶叶内围岩重量时,巷道便发生蝶叶型冒顶。提出采用接长锚杆控制大变形巷道蝶叶型冒顶的方法,现场应用效果良好,为大变形回采巷道冒顶控制提供了新手段。

层析反演静校正

表层模型层析反演是一种非线性模型反演技术,它利用地震初至波射线的走时和路径反演介质速度结构,不受地表及近地表结构纵横向变化的约束。根据正演初至时间与实际初至时间的误差,修正速度模型,经反复迭代,最终达到要求的误差精度。求取静校正时采用射线法计算炮点到检波点的旅行时,从而得到基准面校正量。

巷道高冒区煤炭自燃微循环理论分析与实践

为了预防巷道高冒区的自然发火,通过分析松散煤体内部风流流动与氯化升温过程提出煤自燃的微循环理论。应用煤自燃微循环理论阐释了巷道高冒区松散煤体自燃过程中产热与散热的平衡和耗氯与供氧的平衡,有针对性地提出了挑顶法、注水法、高冒区充填法、喷浆法、导流法和注氯法等防灭火措施,并在现场取得了成功的应用。

高位瓦斯抽采巷位置的确定及参数设计模拟研究

为解决常村煤矿工作面巷道采用"两进两回"设计,煤损失量大,瓦斯抽采效率低问题,利用FLAC3D模拟回采过程中上覆岩层破坏规律,确定了距3号煤层顶板31 m处的K8岩层为关键层,采用UDEC模拟回采过程中上覆岩层裂隙发育及分布规律,得到工作面走向方向裂隙发育区域为距开切眼后方5～48 m;竖直方向裂隙发育区域垂高距煤层顶板21～31 m;开切眼上方采空区断裂带宽度约为40 m,工作面上方断裂带宽度约为48 m;巷帮两侧裂隙发育区域宽度略小于40 m。根据现场对2103工作面邻近S-39工作面裂隙带测试结果,表明上覆岩层裂隙发育带位于煤层顶板36m范围内,与数值模拟结果比较吻合。根据数值模拟与现场测试结果,设计了2103工作面高位瓦斯抽采巷参数:水平层位距回风巷30～45 m,竖直层位距煤层顶板约27m。

锋面北侧冷气团中连续降雹环境场特征及成因

对2009年2月24日—3月5日我国南方锋面北侧冷气团中连续冰雹天气过程的环流形势和环境场特征及形成机理进行分析。此次冰雹过程是发生在我国南方典型的连阴雨天气形势背景下,欧亚中高纬度地区为两槽一脊形势,副热带高压偏强、中南半岛为低槽区,青藏高原有5次短波槽东移,中层700 hPa暖湿气流势力强盛。中层强西南暖湿气流在强锋区(冷垫)上抬升,形成我国南方典型的高架雷暴。高架雷暴的发生与中低层强温度锋区、中层700 hPa不低于20 m·s^(-1)的西南急流、强风垂直切变、对流层中层较大的温度直减率、较低的0℃层高度(4 km以下)有关。

综放开采条件下上覆岩层“两带”发育高度预计经验公式的确定

目前从《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中可以查阅到适用于薄煤层及中厚煤层分层开采的"两带"高度预计经验公式,尚无综放开采条件下的相关公式可供参考。通过对国内多个综放工作面实测"两带"高度统计数据的搜集和研究,归纳出了中硬或软弱覆岩条件下综放工作面"两带"高度预计的经验公式,并进行了线性关系的显著性检验和可靠性分析,公式的适用性已在现场得到了验证。

新型充填材料在特厚煤层巷道高冒区的应用

为了解决厚煤层综放开采时引起巷道高冒区危险的问题,在分析高冒区成因和危害的基础上,研发了一种新型高冒区充填材料,并结合巷道高冒区具体情况选用合适的充填工艺。现场应用结果表明:该充填材料具有轻质不燃的特性,3 d抗压强度达到1.4 MPa,膨胀率为6%～8%,通过钻孔窥视可知高冒区充填体内部致密,没有裂隙和断裂,充填体能够很好地与高冒区顶部黏结,在周期来压和采动的影响下,高冒区充填体不会发生变形和离层,该充填材料和充填工艺能够很好地解决高冒区安全问题。

巷道冒落区瓦斯积聚的数值模拟及应用

巷道冒落区的瓦斯积聚,既可能会引起瓦斯燃烧或爆炸,又会导致煤自燃,同时瓦斯随风流进入巷道也会引起事故,构成煤矿安全生产的重大隐患。文中采用计算流体动力学软件FLU-ENT对巷道冒落区的瓦斯积聚和扩散情况进行了数值模拟,重点比较了不同风速条件下瓦斯积聚的差异。巷道风速越大,瓦斯积聚越弱,但是风速高于临界风速时,并不能显著地降低积聚瓦斯的最高浓度;同时模拟结果表明冒落区内设置导风板对稀释积聚瓦斯具有良好的效果。模拟结果进一步验证了实际预防冒落区瓦斯积聚措施的合理性和科学性。

厚煤层整层开采采场上覆关键层断裂条件判定

在对应用比较广泛的上覆岩层垮落公式进行分析时,发现在垮落矸石充填满采空区之前,该公式没有考虑岩层协调垮落情况,因而公式应用范围有局限。基于这一认识对厚煤层整层开采采空区顶板关键层断裂规律进行了分析,研究得出了关键层断裂判定条件。通过相似模拟试验,对公式进行理论分析,掌握其关键层及其随动层的断裂垮落特点,关键层断裂建立薄板力学模型,对其稳定性公式进行推导,得出了保持稳定的极限断裂步距,并结合实际回采条件进行计算与验证。

火箭助飞鱼雷最优落水区研究

在研究火箭助飞鱼雷作战使用问题时,关键是要确定作为其战斗部的声自导鱼雷落水位置对射击效率的影响,从而得出能最大发挥其作战效能的射击方法。本文首先深入研究了声自导鱼雷对目标的检测模型,进而建立了基于蒙特卡罗法的射击效率计算模型,通过仿真计算确定了火箭助飞鱼雷的最优落水区。对进一步研究火箭助飞鱼雷作战使用问题,最大限度地发挥其作战效能有着重要参考价值。

超高水材料覆岩离层及冒落裂隙带注浆充填技术

为了解决传统覆岩离层注浆减沉技术实施后离层区内大量承压可流动水体所带来的问题,结合超高水材料基本性能,以岩层控制的关键层理论为指导,提出了超高水材料覆岩离层及冒落裂隙带注浆充填技术。该技术将超高水材料浆液充满关键层下的离层空间、冒落带垮落矸石间缝隙以及裂缝带裂隙,凝固后的充填体控制上覆岩活动。根据以往覆岩离层注浆实践结果及超高水材料注浆充填技术在假想工作面的应用可知:超高水材料覆岩离层及冒落裂隙带注浆充填的减沉率在80%～90%,有助实现"三下"压煤开采的高产高效。

新兴煤矿采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计

在采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计关系到矿井的安全生产和资源开发的合理性,需要在一定的理论指导下完成。文章以新兴煤矿的延深设计为例,通过分析覆岩破坏规律,分别计算冒落带、裂隙带的最大高度和保护层高度,最终确定以+150^+180 m水平之间煤岩柱作为防水煤岩柱,并采取必要的开采技术措施,为±0m水平的安全开采提供了可靠的科学依据。