王家寨隧道第三系半成岩富水段涌水突泥机制及风险评估

为探究隧道穿越第三系半成岩富水段时引发的涌水突泥、冒顶等地质灾害机制,依托云南临清高速公路王家寨隧道,通过室内力学试验和模糊层次分析法,对第三系半成岩力学特性、作用机制及涌水突泥灾害风险进行分析。研究表明:1)王家寨隧道第三系半成岩遇水软化特性明显,随着含水率增加其黏聚力先增后减,内摩擦角不断减小,含水率为18%时黏聚力与内摩擦角分别为12.53 k Pa和7.35°,围岩逐渐失稳。2)软弱的第三系半成岩、高地下水量及隧道开挖扰动为王家寨隧道第三系半成岩富水段发生涌水突泥灾害的主要影响因素。3)王家寨隧道第三系半成岩段可按工程地质条件、水文地质条件划分为A、B、C、D 4段,各段涌水突泥灾害风险由大到小排序为B段=C段>A段>D段,其中评估的A段涌泥量与实际涌泥量较为吻合。

层次分析法在煤层底板突水评价中的应用研究

煤层底板突水对煤矿安全生产造成了严重的影响。为了评价高阳煤矿9#煤层在生产过程中底板突水的危险性,以层次分析法为计算模型,选取含水层压力、有效水层等效厚度、隔水层岩层位置及厚度、断层分布、陷落柱分布作为影响因子的评价指标,并计算其权重值,借助地理信息系统(GIS)对影响因子进行制图,对不同区域的突水情况进行评价。结合突水点及钻孔区域水文地质条件,证实了层次分析法评价结果的准确性。

基于模糊层次分析法的涌突水预测研究

以米仓山隧道为工程背景,基于模糊层次分析法,结合研究区实际工程地质条件,选取地层岩性、地质构造、岩溶类型、地下水发育情况和隧道长度及埋深5个基本评价指标对米仓山隧道涌突水进行预测。结果显示:米仓山隧道K41+283(ZK41+260)—K43+760(ZK43+760)段涌突水灾害危险度高,评级为Ⅳ,单点最大涌水量10^(3) m^(3)/h~10^(4) m^(3)/h,预测结果与实际情况相符。

基于GIS与层次分析法的高河煤矿15号煤层底板突水危险性评价

针对高河煤矿开发过程中面临的底板突水安全问题,基于对其矿井地质、水文地质的条件分析和煤层底板突水规律的研究,确定了隔水层厚度、冲洗液消耗量、单位涌水量、渗透系数、岩芯采取率、断层分布、断层规模指数以及陷落柱分布8个影响因素,并对各因素进行了归一化处理;然后利用ArcGIS软件建立相应的专题图,并运用层次分析法(AHP)确定各项因素对底板突水影响的权重,对数据进行归一化处理后按照权重进行叠加,最终得到整个井田的突水脆弱性评价分区图。研究表明,突水危险性最强的区域集中在矿区北部及中部和南部部分区域,突水危险性较强的区域分布在南部部分区域及中部和北部局部区域,其他区域危险性相对较弱。评价结果对指导煤矿安全生产具有重要意义。

基于熵权-模糊层次分析法的煤层底板突水危险性评价

以薛虎沟煤矿10号煤层为研究对象,在分析煤矿地质及水文地质条件基础上,确定了影响10号煤层底板突水的主控因素,运用熵权(EW)与模糊层次分析(FAHP)相结合的研究方法,计算了各主控因素的权重,建立了10号煤层底板突水的脆弱性指数模型,并对10号煤层底板突水危险性进行综合评价。研究表明,影响10号煤层底板突水的主控因素为奥灰水压、奥灰富水性、隔水层厚度、脆性岩厚度及煤层底板破坏深度;10号煤底板突水的脆弱性指数模型为VI=0.2112 f_(1)(x,y)+0.3086 f_(2)(x,y)+0.1494 f_(3)(x,y)+0.1909 f_(4)(x,y)+0.1399 f_(5)(x,y);10号煤层突水危险区和较危险区主要呈带状分布于煤矿西北部局部地区。

LED驱动芯片中软启动电路设计与仿真验证

基于LED驱动芯片设计了一种软启动电路,应用于DC-DC转换器中,防止在芯片启动瞬间浪涌电流的产生,从而导致芯片损坏。整体电路主要由带隙基准电路、偏置电流产生电路、电容倍增电路、比较器以及由与非门构成的RS触发器组成。该电路针对传统软启动电路所占版图面积大、结构复杂等缺点,利用电流模式电容倍增电路结构应用于软启动电路中,使芯片面积显著减小。该软启动电路是在中芯国际0.18μm BCD工艺条件下进行设计和仿真验证。结果表明:软启动输出信号随时间逐步上升,并在3 ms左右完成了软启动工作。该软启动电路结构简单,易于实现,可应用于其它DC-DC转换器芯片,极具市场应用价值。

滇东北岩溶大水深部矿山突水危险性评价研究

针对岩溶环境中注浆帷幕改造后的大水矿山突水危险性评价问题,提出了一种层次分析法(AHP)-熵权法(EWM)的突水综合评价模型,结合主客观权重方法,应用于西南岩溶大水矿山开采突水风险评价。选取7个因素构建了突水评价指标体系,采用AHP和EWM分别计算突水评价指标的主客观权重。结合突水评价指标权重,采用GIS绘制突水危险性分区图。结果表明,该模型可以将研究区突水危险性划分为4个等级,与现场的对比中发现突水点的分布与突水分区一致,准确性较高。该模型可以为岩溶含水层矿体开采突水危险性评价提供新思路。

煤层底板陷落柱活化突水过程的数值模拟

为了研究煤层底板陷落柱活化破坏特征及诱发的突水机理,采用RFPA2D模拟了全充水强导水型和边缘充水导水型陷落柱的活化突水过程.数值模拟再现了流固耦合作用下全充水导水型陷落柱克服剥离面上的黏结力、柱边滑动面上的抗滑阻力,最终发生发生活化崩塌的过程以及边缘充水导水型陷落柱从边缘裂隙的扩张、贯通到宏观导水通道形成的全过程.分析结果表明,突水通道形成受陷落柱本身的物理力学性质以及开采应力扰动等因素的共同控制,陷落柱构造的存在影响了原岩应力应变的均匀分布,在开采扰动时,这种影响表现的更为突出,在应变不协调部位容易产生剪切变形与损伤,加之高压渗透水流的楔劈作用,致使陷落柱逐步活化而引发突水.

三绕组变压器传统T型等效漏感在涌流过程中的适用性分析

三绕组变压器无法构建与两绕组变压器类似的具有准确物理意义的T型等效电路。采用微分方程证明三绕组变压器传统T型等效电路的2种推导过程都存在忽略励磁支路和解耦变换的局限性,进而提出基于受控电感的等效电路和准确漏感表达式。指出传统等效漏感与真实准确漏感存在物理概念差异和理论数值误差,揭示中压侧的传统等效漏感为零的本质原因。与基于现场录波的实测准确漏感相比,高压内置型高阻抗变压器的传统等效漏感误差较大,产生的空投零序电流偏差较大,影响保护整定、事故分析及措施改进,会增加误动风险。因此,传统等效参数不适合分析此类涌流问题,建议采用文中所提实际准确参数进行分析计算。

基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价

研究目的:基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价,是将岩溶隧道突水风险因素定量化,通过数学运算计算出各风险因素相对于突水风险评估总目标的排序权重,并比较各风险因素之间权重大小,用于评价不同水文地质条件的岩溶隧道或岩溶隧道不同地段突水的风险性。研究结论:应用层次分析法对铁路岩溶隧道突水风险进行评价,解决了因人而异、人的主观性带来的偏差。以宜万铁路齐岳山隧道为例,论证了隧道得胜场地下河槽谷段及进口山地斜坡段分别为突水风险极高、高度地段,基本符合该隧道掘进过程中突水状况。

隧道岩溶突水、突泥危险性评价初探

通过对渝怀线圆梁山隧道等近20座隧道岩溶突水、突泥机制的深入研究,在充分考虑方法可操作性、适用性,定性与定量评价相结合的基础上,提出了"隧道突水、突泥危险性分级体系"。建立起了以可溶岩的物质结构、地质构造条件、场效应条件、其它条件因素为一级评价指标,以断裂破碎带宽度、承压水压力条件、地形地貌特征、隧道埋深等13个影响因素为二级指标的评价体系。用层次分析法确定了各因素的权重,采用定性、定量相结合的方法确立了各指标的隶属度,并根据隧道突水、突泥危险性级别制定了相应的防治措施。最后以圆梁山隧道毛坝向斜段为例,对隧道突水、突泥危险性进行了分级评价。结果表明,毛坝向斜段隧道突水、突泥极危险区长度为992 m,约占该段总长的54.07%。

AHP-Fisher判别法在工作面安全开采评价中的应用

为更好地评判工作面能否实现安全开采,在系统收集现场煤矿开采底板突水资料的基础上,不仅采用突水系数、含水层富水性作为评价指标,还将突水水源按照其自新至老及其组合方式进行了分类并作为其中一个评价因子。采用单一Fisher评判和AHP赋权-Fisher评判方法建立工作面安全开采底板危险性评价模型并进行了对比,发现经过AHP赋权后的样本数据类内分布更加密集,其Fisher评判模型比单一的Fisherr评判模型具有更高的可信度。

模糊层次分析法在变压器励磁涌流识别中的应用

将模糊理论应用于变压器保护中面临的问题之一是如何调整权重,通常情况下权重的确定都是基于经验而非科学推理,其结果很难真实客观地反映变压器的状况;而模糊层次分析法为权重的确定提供了理论依据。采用二次谐波、基于波形间断角特征、波形对称度、基于波形正弦特征4个判据,利用模糊理论和模糊层次分析法确定权重原理将其有机结合来判别变压器励磁涌流和故障电流。仿真结果表明:采用模糊层次分析法确定各判据的权重有效地解决了模糊逻辑中权重系数的确定问题;模糊理论能够克服传统保护中的某些不足,使各判据优势互补,改善了变压器保护的性能。

开采过程中矿井涌水量动态预测研究

为解决矿井涌水量预计误差较大、矿山排水能力无法适应矿井突水的问题,以山东龙固矿井为对象,根据矿井涌水量多年动态变化规律分析影响矿井涌水量大小的主要因素,揭示采动过程中充水因素变化对涌水量大小的影响,并在此基础上,采用数值法实时预测采掘进程中矿井涌水量的动态变化。结果表明,与以往采区范围固定不变的模拟方法相比,考虑按工作面开采的时间先后顺序进行涌水量的预测,实时调整新采区内的虚拟开采井,此种预测方法使矿井涌水量预测结果更逼近真实,减小了计算误差。

基于EW-IAHP的煤层底板突水危险性评价

在目前的煤层底板突水评价应用中,选定影响突水的主要控制因素权重值对底板突水评价及预测有着重要作用。在传统的脆弱性指数法应用中,主控因素权重通常采用单一的权重确定方法,评价结果主观随意性强,无视数据本身的客观环境;或者客观性强,不能体现决策者对不同主控因素的重视程度,都会影响评价结果的全面、客观。考虑指标数据之间内在规律的客观赋权法和专家经验对主控指标考量的主观赋权法,采用改进的层次分析法(IAHP)与熵权法(EW)综合确定权重,与脆弱性指数法进行耦合,对煤层底板突水进行危险性评价。结果表明,潘家窑井田5号煤层底板突水危险区面积占比为25.73%,研究区断层较为发育,对煤层底板突水起控制作用。评价结果有效提高了预测精度,对潘家窑井田的安全生产有较好的指导作用。

基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究

突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。

深埋特长隧道的突涌水危险性评价研究

为评价隧道突涌水风险,确保施工安全,本文结合工程实例,利用层次分析法和模糊理论构建了隧道突涌水危险性评价模型,并利用P×C分级法确定隧道突涌水危险性等级。实例检验表明:该模型的权值求解方法具操作简单、准确性高等优点,能有效通过一致性检验,且隶属度求解过程有效综合了定性分析与定量评价,保证了分析结果的准确性;同时,该评价模型可定量评价隧道突涌水的危险性等级,且判别结果与现场实测值的判别结果具较好的一致性,验证了该评价模型的可靠性和准确性,为隧道突涌水危险性评估提供了一种有效途径。

基于F-AHP法的隧道突涌水风险等级评价

为了防治隧道突涌水灾害,基于模糊层次分析法,以云山隧道为例,建立隧道突涌水风险等级指标递阶层次结构模型,确定其突涌水风险等级。研究结果表明:裂隙水、超前地质预报和监控量测是控制云山隧道发生突涌水风险的主要因素;确定云山隧道突涌水风险发生概率等级为4级,云山隧道突涌水风险损失等级为3级,云山隧道突涌水风险等级为Ⅲ级。基于模糊层次分析法的云山隧道突涌水风险等级评价结果与设计阶段安全风险评估报告相一致,表明运用该方法进行隧道突涌水风险等级确定具有一定的合理性和科学性,为今后类似工程提供参考和借鉴。

基于应力-渗流-损伤耦合效应的断层活化突水机制研究

基于大量煤矿断层突水案例的系统调查分析和归类统计,研究充填型断层滞后突水的灾变演化机制,分析采动条件下断层形态产状、充填性、导水性的变化及其对断层活化突水通道形成过程的影响。以承压水下开采的充填断层为例,分析充填介质距含水层远近的弹性区和应变软化区的力学特性和渗流特征,将水致弱函数引入充填介质的剪应力和变形的本构关系中,建立断层充填结构滑移突水的燕尾突变模型,由系统势能函数的分叉集导出突水灾变演化路径的主控因素;对于承压水上开采的充填型断层,分析充填介质失效过程的渗流损伤特征。考虑充填介质的压剪和拉剪双重破坏准则,引入适合描述充填介质损伤前后阶段的应力-渗流-损伤耦合方程,采用有限元数值仿真真实再现采动应力扰动和高压承压水双重作用下底板采动裂隙演化、断层介质活化直至突水通道形成的灾变演化过程。通过对不同断距和倾角的断层突水过程的仿真分析,揭示突水通道形成过程中岩体应力场、渗流场以及损伤场的耦合效应,实现对不同突水通道形成轨迹的路径记录和准确定位,归纳出断层活化突水的4种典型破裂通道类型。研究结论对我国煤矿突水机制与灾害防治的认识具有一定的指导和借鉴意义。

宜万铁路大支坪隧道+990岩溶治理技术

主要介绍宜万铁路大支坪隧道DK133+990岩溶异常体水文地质特征、岩溶发育规模、高压富水溶腔突水突泥经过及特点,并根据溶洞工程、水文地质条件及历次突水突泥机理,综合考虑施工及运营安全等多种因素,遵循"释能降压、注浆加固、超前支护、综合治理"的原则进行溶洞治理。