不同进水方式对污泥床膨胀的影响

为了探究不同进水方式对污泥膨胀床性能的影响,设计一种侧向进水物理模型和四种不同进水夹角的底部进水口的数值模型,对比分析计算流体力学的三维模拟与实物模型的运行状态。结果表明:侧向进水方式污泥床在进水时膨胀速率比底部进水方式快19%;进水流量对两种进水方式的污泥膨胀高度及死区面积的减少有显著影响,在模拟中倾角为15°时,流量提升2.7倍,死区面积减少87%;底部圆锥倾角的变化,对死区产生显著的影响;侧向进水时,流场分为左右两部分,未有明显的优先流,底部进水则存在沿中轴线前进的主流,两侧的速度场分布梯度较小。

有机工质向心透平气动设计与性能优化研究

为提升有机工质向心透平的效率与性能,对400 kW有机工质向心透平进行了一维气动设计。在一维气动设计结果的基础上进行建模,并结合三维数值模拟预测了有机工质向心透平在设计工况下的性能。以向心透平等熵效率为目标,采用均匀试验法对动叶轮的子午流道进行优化设计。结果表明:与原始向心透平相比,优化后的向心透平流场压力分布层次更加分明,整体熵增减小,产生的摩擦损失、尾迹损失明显减小,叶片做功能力增大,向心透平内部的流动情况得到了改善,等熵效率由原来的82.33%提高到85.92%,输出功率也增大了18.04 kW。

基于梯度下降法的大房郢水库洪水预报模型参数率定及适用性研究

大房郢水库长期承担合肥市的防洪、供水任务,准确可靠地开展洪水预报对当地防汛抗旱工作具有重要意义。分别采用新安江模型和前期影响雨量(antecedent precipitation index,API)模型构建大房郢水库入库洪水预报模型,基于梯度下降法对模型参数进行优选,并以方案合格率作为评价指标,对2种模型在该水库的适用性进行分析。结果表明:新安江模型和API模型预报方案合格率均为90.7%,预报精度达到甲等;2种模型在不同预报项目中各有优势,对于洪峰和峰现时差,API模型预报效果更好,预报合格率分别为88.9%和100%,较新安江模型分别提高6.7%和5.9%;对于径流深,新安江模型预报效果更为理想,预报合格率可达94.4%,相对于API模型其提升幅度约13.3%。此外,API模型更适用于单式洪水预报,而新安江模型则更适用于复式洪水预报。研究成果可为提升大房郢水库入库洪水预报精度提供理论依据。

云南澜沧铅矿老厂矿区深部水文地质特征

云南澜沧铅矿老厂矿区位于云南省澜沧县北西约30 km,主要深部矿体位于当地侵蚀基准面以下,属澜沧江流域南朗河水系。为解决矿山生产实际水害问题,通过水文地质填图、坑道(钻孔)编录、水文地质钻探、抽水试验、物探测试、水文点的长期动态监测、数值模拟等多种技术手段,对矿区水文地质特征进行研究分析,通过各项水文地质试验,采用比拟法对矿井未来的1480 m中段以及深部规划设计开采中段进行涌水量预测。结果表明:矿区处于老厂云山地下水系统补给区,矿床水文地质类型属以岩溶含水层充水为主的中等至复杂类型矿床;矿区内近南北向断层F_(1)、F_(3)、F_(11)透水性好,具有较强的导水性,形成矿区深部地下水的主要补给通道;通过比拟法预测矿坑未来涌水量,其中:老厂矿区深部1000~1480 m水平正常涌水量为6027~18826 m^(3)/d,最大涌水量为11769~36757 m^(3)/d。通过本次各项技术手段及综合研究的开展,查明了老厂矿区深部水文地质特征,为矿山深部继续生产中的防治水措施提供有效设计依据。

安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿矿坑涌水量预测

本文以安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿为例详细介绍了矿区概况、矿体特征、水文地质条件、并运用大井法、廊道法两种方法对矿坑涌水量进行预测计算,明确了方法的选择、适用条件等。通过两种方法预测计算对比,分析了误差原因。对以后实际工作中计算矿坑涌水量起到一定的参考作用。

基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型

无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂。因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型。以程潮铁矿2019—2021年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了7.79%。运用该模型对2022年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为93.51%、93.58%,预测效果较好。研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法。

径向来流畸变对燃气轮机压气机叶片颤振特性的影响研究

为分析来流畸变对燃气轮机压气机颤振特性的影响,建立了径向畸变的入口来流总压模型,基于影响系数法研究了不同相位角和不同畸变强度的径向来流总压畸变对压气机流场特征及气弹稳定性的影响。结果表明:相位角为90°和180°的径向来流总压畸变会使危险工况下的气动阻尼最小值有所增大,气弹稳定性提升;相位角为180°的径向来流总压畸变可以在所有叶间相位角下提高压气机的气弹稳定性;相位角为0°和270°的径向来流总压畸变均会提高压气机发生颤振的风险,需要尽量避免。

广西河池某矿水文地质特征分析及涌水量预测

以广西河池某矿区为研究对象,通过对矿区相关的水文地质条件进行分析,并采用水文地质比拟法、大井法和修正后大井法公式对矿区涌水量进行预测对比。结果表明:含水岩组之间水力联系密切,断层破碎带裂隙水发育明显,岩溶破碎带对矿床开采影响较大。矿区北、东以及西部为隔水边界,南部为透水边界。地下水径流赋存运移于岩溶裂隙、断层破碎带及岩溶管道中,汇流集中于北东、北西径流带进行排泄。水文地质比拟法的矿区平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为18364.72 m^(3)/d、15 893.31 m^(3)/d、79 794.11 m^(3)/d;大井法用裘布依公式预测结平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为23 108.90 m^(3)/d、21 044.15 m^(3)/d、27 418.04 m^(3)/d;修正后的大井法平水期、枯水期及丰水期涌水量分别为16 028.25 m^(3)/d、15 421.58 m^(3)/d、23 485.05 m^(3)/d。研究表明水文地质比拟法和修正后大井法公式预测结果更准确合理,符合预期结果。

隧道涌水量预测方法比较及算法选择优化

隧道涌水是隧道建设及后期运营中最为常见的地质灾害,准确预测涌水量大小将为隧道设计及施工提供关键参数,因此隧道涌水量预测尤为重要。通过采用地下水动力学方法中的解析法(包括裘布依公式、古德曼公式等),结合数值模拟方法,以隧道导水断层为研究重点,对地处莲花山断裂带鸿图特长隧道典型段落(K91+634~K93+512)的最大涌水量和正常涌水量进行了预测。同时,利用已开挖段实测涌水量数值,将多种方法进行对比,分析研究各计算方法的适配性,并优化计算算法。研究表明,裘布依承压含水层公式预测与实际涌水量最为接近,鸿图特长隧道典型段落(K91+634~K93+512)的预测最大涌水量为119000 m 3/d,是极限情况下的涌水量预测,为设计施工开挖提供了可靠地水文地质参数。

考虑偏航入流的螺旋桨气动特性及滑流分析

采用数值仿真的方法,对四叶螺旋桨在飞行中遭遇非轴向的偏航入流而产生的复杂非定常气动力问题和滑流现象进行了研究。结合非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和滑移网格方法,以偏航角、来流迎角和入流速度为变量,得到不同工况下螺旋桨非定常拉力、力矩、推进效率等特性和滑流流场分布情况。结果表明:保持迎角和来流速度一定,当偏航角从15°增加到25°时螺旋桨拉力和推进效率分别提升了16.20%和6.76%,一定范围内螺旋桨气动特性与偏航角的变化具有正相关性,偏航入流导致桨后滑流流场分布和桨尖涡产生一定程度的偏转,螺旋桨尾迹缩短,滑流区风速得到恢复。螺旋桨非定常气动特性系数随迎角的增大而增大,偏航入流耦合小迎角与大迎角、无偏航计算结果基本相等。螺旋桨4个桨尖涡强度大小不相等,表现出不对称性;偏航入流对螺旋桨的气动性能起到明显的提升影响。

基于Aquifertest计算大海则矿井水文地质参数及涌水量

抽水试验是一种在水文地质勘查中最为常用的水文地质试验,以榆林市大海则井田相关资料为依据,通过抽水试验,利用Aquifertest软件中的纽曼模型和博尔顿模型分别对水文地质参数进行确定,最终得出了相应的导水系数值为0.200 m^(2) /min、给水度值0.024、贮水系数值0.000177、渗透系数值4.434 m/d,并采用水平廊道法计算矿坑涌水量为大海则煤矿的涌水量为5169.351 m^(3) /d。此方法误差较小结果可靠,为快速高效地进行水文地质参数计算和涌水量预测提供一种有效方法,同时为后续矿床开采及施工建设提供参考依据。

类比分析方法在矿井涌水量预测中的应用——以榆神三期矿区为例

榆神三期矿区位于防风固沙、水源涵养的重要生态功能区,地下水是维系区域生态系统的重要水源,准确估算矿井涌水量对区域地下水保护意义重大。我国现有矿井涌水量预测方法主要分为确定性(包括数值模拟法、解析法等)和非确定性(包括类比法、模糊数学模型、时间序列分析等)两大类。本研究采用类比法,分析了各拟类比矿井的水文地质条件、地质结构分区、煤层埋深、导水裂缝影响情况以及隔水层保留厚度等条件,在本矿区或临近区域内确定类比对象矿井,进一步分析了矿井各阶段开采规模、采煤方法、开采工作面等条件,明确了类比的开采阶段,得出了矿井涌水量预测结果,并对不同方法矿井涌水量预测结果进行了对比。合理采用类比法开展矿井涌水量预测,可为周边分布有敏感水环境保护目标的矿区,以及生态系统稳定性明显受地下水资源影响的矿区,科学制定地下水保护对策提供更为准确的数据支撑。

基于不完整井非稳定运动的立井井筒涌水量预测研究

针对立井掘进期间采用“大井法”预测井筒涌水量与实际情况相差较大的问题,以黄蒿界煤矿回风立井为研究对象,分析了勘探时期“大井法”井筒涌水量预测结果产生偏差的原因,结合延安组含水层实际水文地质条件,选取与其相适应的地下水向承压水不完整井非稳定运动的公式对立井涌水量进行了预测,预测结果表明,初期井筒涌水量较大,为131.98 m^(3)/h,但衰减较快,1 d内可衰减61%,至51.66 m^(3)/h,之后涌水量衰减较慢,趋于稳定,井筒涌水量预测结果与黄蒿界煤矿实际井筒疏降水量较为接近,说明该方法预测精度相比“大井法”更高。

多种勘探手段在某灰岩矿山导水通道探测中的应用

为解决某灰岩矿山日趋严重的涌水问题,开展了专项水文地质勘查工作,通过地质调查、物探、钻探、井下电视、连通试验等多种工作手段相结合,基本查明了矿区内地下水来源及主要导水通道的发育情况,为后期的涌水治理提供了依据。

煤矿充水因素评价及涌水量预测

为真实掌握煤矿的涌水量和充水条件,在对煤矿水文地质分析的基础上,首先对充水条件和充水因素进行评价,得出煤矿的充水通道主要为导水裂隙带,基于层次分析得出通道条件的权重因子为0.2667最大,为该煤矿的充水的首要条件;在对煤矿历年涌水量观测结果分析的基础上,采用大井法对涌水量进行预测,综合分析最终得出该煤矿正常涌水量为462 m^(3)/h,最大涌水量为693 m^(3)/h。

安山煤矿矿井涌水特征及水害预测研究

陕北矿区作为我国煤炭主要产地之一,实现煤炭合理开采和矿井涌水量预测成为亟需解决的难题。为了研究安山煤矿矿井涌水问题,通过现场实测和理论预测的方法对矿井涌水量和导水裂隙带高度展开研究。研究表明,安山煤矿5^(-2)煤开采矿井涌水量存在峰值点,最大值为58.5 m^(3)/h,整体处于缓慢增长的趋势,涌水量主要受工作面推采参数影响。采用理论预计的方法得到矿井最大涌水量为94.59 m^(3)/h,结合导水裂隙高度公式,预计发现煤层开采大部分区域未与上煤层导通,仅部分区域贯通,通过现场钻孔勘探发现理论预计和现场实测结果相近,依据矿井地质条件提出了具有针对性的矿井涌水量地质保障措施。

宝日希勒露天煤矿涌水量预测研究

为有效评估未来矿区水资源供需平衡情况,需精准预测矿区未来矿井涌水量。根据宝日希勒露天矿现有水文地质及充水条件,采用水平集水廊道法、大井法、水文地质比拟法以及水均衡法四种方法对2025年矿坑涌水量进行了预测。结果表明:水平集水廊道法和大井法的水文地质参数选取受人为因素影响较大,预测结果偏大;水均衡法仅能根据矿区水均衡资料进行预测,预测精度不高;水文比拟法对相似性条件要求较高,预测精度较精准。最终根据水文比拟法预测结果确定宝日希勒露天矿2025年矿坑涌水预测水量为185.27万m^(3)/a。模拟分析了矿区采动作用对地下水流场的影响,模拟结果表明,工作面采掘潜水水位最大降深值为50 m。随着工作面采掘的不断推进,地下水降落漏斗面积先增大后保持不变。该研究为矿区安全生产、矿区排水设计以及水资源优化配置提供可靠的数据支撑和技术支持。

互助北山特长隧道涌水量预测研究

【目的】为了给隧道设计和施工提供依据,需对隧道涌水量进行预测。【方法】以青海互助北山特长隧道为例,基于勘察报告,综合分析其自然地理情况和工程地质条件,对地表水和地下水化学特征进行详细分析,采用降水入渗系数法、地下径流模数法和地下水动力法等三种方法对隧址区涌水量进行预测分析。【结果】结果表明,采用地下径流模数法计算的结果对施工安全的保障更有利。【结论】研究成果对类似特长隧道涌水量预测具有一定参考意义。

高强度开采条件下安全回采地质保障技术研究

为解决小保当一号煤矿矿井涌水问题及地表生态问题,通过理论分析与现场实测等方法对矿井涌水预测、裂隙发育高度展开研究。研究表明,小保当一号煤矿矿井涌水量整体呈增加趋势,且与地表降水、工作面开采范围及生产能力有关;理论计算得矿井最大涌水量875 m^(3)/h,裂隙发育高度为127.6~162.4 m,与上煤层采空区贯通,存在突水危险。针对该矿井实际情况,提出了针对性的地质保障措施,确保煤矿生产安全。

红沙泉一号露天煤矿采场涌水量分析及预测

红沙泉一号露天煤矿勘探阶段使用大井法和平均降雨量法预测露天采场涌水量,与实测涌水量偏差较大。根据矿田水文地质条件,以及露天采场涌水量构成与变化规律,结合煤矿开采程度,进行偏差分析。结果表明,采用的年平均降雨量值为较大范围年平均降雨平均值,导致涌水量预测结果偏大,而选用水文地质比拟法预测未来3年采场涌水量,误差较小。预测结果为红沙泉一号露天煤矿防治水工作提供了重要参考依据,能够更好地指导安全生产。