气承膜结构储煤棚火灾温度及内部气压模拟研究

近年国家对高质量、绿色发展不断提出新要求,建筑形式新颖的气承膜结构因其独特的优势在储煤场中得到大量应用,但与之对应的是特殊的消防安全问题。针对气膜结构储煤场的膜内温度分布、气压变化进行数值模拟研究,结果表明:膜面附近最高温度取决于火源与膜面之间的距离,火源距离膜面过近时,膜材将受热穿孔,穿孔面积最大可达29.75 m^(2),大部分热烟随穿孔排出,膜内整体温度将大大降低;当膜材不被烧穿时,不同火源位置的膜内压强变化趋势相似且内压最大值相差不大;当膜材被烧穿时,膜内压强迅速降低,将影响气膜结构稳定性并可能导致建筑倒塌。

大跨度单边开口拱形支撑煤棚工程钢结构施工技术

由于大跨度单边开口钢结构支撑面积有限及自身重量的影响,其施工易产生明显的位移或偏移,这将带来局部的应力集中问题,降低结构的整体稳定性。且这种变形还会影响煤棚工程的施工顺序和施工进度,造成人力和资源的浪费。因此在施工过程中出现明显的位移或偏移时,需要设置临时支撑,组织临时支撑的施工流程并进行纠偏分析。以上海某发电厂煤棚改造工程中的大跨度拱架临时支撑为研究对象,提出了顶升高度50 mm、20 mm、1 mm的3种拱架纠偏方案,并对拱架变形、整体网架变形、施工中3区4区控制点的竖向变形、顶升过程中杆件应力进行了分析与讨论,最终建议采取顶升高度1 mm方式对拱架进行纠偏。

山墙疏透率对大跨度煤棚风荷载的影响研究

为解决在大跨度煤棚中,复杂气流和结构相互作用使得风荷载传递过程较为复杂问题,研究山墙疏透率对大跨度煤棚风荷载的影响。计算获得极值风压系数、整体风力系数以及风荷载体型系数,获取能够反映风荷载变化的关键参数。根据模拟试验结果可知,提高山墙疏透率,能够促进大跨度煤棚内外空气流通,实现气体的交换,使得煤棚风吸力得到有效降低。山墙疏透率增加,煤棚中内压更加影响风压分布,产生正值内压,但是当煤棚山墙处于背风风向角时,煤棚中形成负值内压,造成主体风荷载出现极大力矩。

沿海地区30年龄期螺栓球网架加固技术研究

某电厂干煤棚为斜放四角锥形双层筒网壳,属于螺栓球网架结构。因年久失修,结构本身锈蚀严重,须进行加固改造。采用“杆件更换、支座加固、彩钢板屋面更换”等方案施工。结构处于邻海环境中,重点关注后续使用期间耐久性,故对结构进行除锈防腐处理。结果表明,加固后的钢结构煤棚承载能力显著提升,可连续不间断满负荷运行168 h,投入使用后,钢构件防腐涂层无明显皱皮、流坠、气泡等缺陷,满足规范要求。

两种类型干煤棚的表面风压与整体风荷载对比

通过测压风洞试验对比三心圆型和子弹头型干煤棚的风压分布和整体风荷载,分析两类干煤棚体型系数随风向角的分布,将干煤棚的体型系数与规范值进行对比,比较两类干煤棚随风向角的整体风荷载,给出子弹头型干煤棚中间与两侧的整体力系数。研究表明:三心圆型干煤棚在墙面正迎风情况下屋面迎风侧负压较大,中间及背风侧负压较小;两类干煤棚的极值负压均出现在斜风向的顶部附近;侧面正迎风情况下GB规范的正压小于试验值,AIJ规范和EN规范的负压大于试验值,体型系数随角度变化剧烈,规范中分段体型系数表达并不合理,提出基于三角函数的体型系数拟合公式;三心圆型干煤棚升力系数小于同样矢跨比的子弹头型;从设计控制角度三心圆型干煤棚的整体平均风荷载小于子弹头型。

大面积堆载作用下港口干煤棚结构设计与研究

为研究软弱场地土条件下柱面网壳支座荷载和大面积堆载作用下干煤棚桩基受力与变形特性,通过某工程实例,进行了软弱场地土条件下干煤棚上部结构的内力分析,并对网壳支座荷载和大面积堆载作用下桩身变形进行了理论计算和有限元分析,对结果进行了分析比较。结果表明,按角点法和等效土层厚度法计算的桩顶水平位移接近;软弱土地质情况下规范理论设计方法仅能较好地反映荷载作用下距离桩顶4/α范围内桩身位移的变化,桩承台有限元分析可反映大面积堆载作用下整个桩身变形和受力特性;根据计算得到的桩顶位移可近似换算出上部柱面网壳支座处的水平位移,可以此作为上部网壳支座荷载的设计依据。

单煤堆封闭煤棚内瞬态自然对流的数值研究

近年来环境友好型的封闭式煤棚被广为采用,而煤堆放热会造成环境局部过热进而影响舒适度及作业人员身体健康,随之煤棚内对流换热问题成为关注重点。为了降低煤堆放热带来的危害,需要了解煤堆放热过程中传热流动机理,该文采用CFD数值模拟方法,对存储单煤堆的封闭式大跨度煤棚内的自然对流现象进行研究。在非定常条件下,研究了固定瑞利数下煤堆附近传热特点和流动转捩情况;研究了不同瑞利数下煤棚内流动结构的对称性和非对称结构出现时间,以及在充分发展阶段流动表现出的非定常特性。结果表明,煤棚内瞬态流动会经历三种不同发展阶段:初始阶段、演化阶段和充分发展阶段。在演化阶段,羽流分离脱落会推动煤棚内非对称流动结构形成,非对称现象出现的时间会随瑞利数增大而提前。在充分发展阶段,煤棚内流动呈现无规则的非定常湍流状态,且达到充分发展状态的时间随瑞利数增大而推迟。

结构干扰对煤棚表面风荷载影响的试验研究

为了确保大跨煤棚结构不被风荷载破坏,通过刚性模型测压风洞试验研究有、无干扰对煤棚结构风荷载的影响。结果表明:结构正对来流方向主要承受风压力作用,屋盖顶部主要承受风吸力作用,屋盖顶部风吸力最大;风荷载沿风向表现明显梯度,具有渐变性;施扰煤棚遮挡效应整体减小了受扰煤棚的风荷载,但也要注意干扰造成受扰煤棚局部风荷载变大的不利影响;当待测模型和干扰模型沿风向并列布置时,结构中间区域风荷载几乎不随跨向位置改变而改变,结构沿展向部分区域风荷载急剧变化。研究结果可为大跨煤棚结构抗风设计提供参考依据。

超大跨度干煤棚结构选型与施工仿真分析

对250m的超大跨度干煤棚结构进行选型,分析了不同桁架截面和柱间距对用钢量的影响,对比了纯拱桁架和预应力拱桁架结构的弦杆内力、支座反力和刚度等静力性能,给出各方案的特点和经济性能指标,对结构进行设计选型。最后对预应力管桁架进行了施工过程仿真计算,分析弦杆内力、位移和反力在施工过程中的变化。结果表明,采取15m柱间距和“矩形+倒三角”桁架截面是较为经济的形式可降低主体桁架结构用钢量10%以上;布置预应力索能明显降低弦杆内力,相比纯拱桁架,弦杆最大压力下降70%,水平支座反力下降33%;施工过程中结构受力比一次性加载情况提高明显,在施工中需要注意结构稳定性。

首钢长钢八号高炉计划检修快速恢复实践

首钢长钢八高炉有效容积1080m^(3),20个风口,2个铁口。2023年3月8日计划检修16h,实际用时14h 27min。本次检修主要内容更换溜槽、挖补南铁口、高炉炉体灌浆等。高炉检修后8日20:45开风,9日02:25风口全开,风量、负荷恢复正常水平,恢复时间5h 40min。本次计划检修快速恢复主要措施;休风前保证炉况长期稳顺、休风料位置合理、退负荷力度到位、休风后保温效果好、开风后上风喷煤富氧等节奏控制恰当。

三软煤层综采工作面超前异型上架钢棚支护技术

针对嵩山矿2200工作面运输巷后期受采动影响剧烈,断面收缩非常明显,需多次翻修等问题,以嵩山矿2200工作面运输巷沿空留巷工程条件为背景,使用36U型钢棚替代Π型钢梁支护,再以打设锁梁锚索,在顶梁两侧各施工1根锚索(?21.6 mm×5.5 m),配合卡缆前盖进行加固顶梁,36U型钢棚支护配合锚索+锁梁锚索为主要研究点,通过现场典型工业性试验印证支护技术是否先进,支护参数是否合理,并可运用工业性试验的反馈信息进一步优化巷道支护参数,找到嵩山煤矿工作面超前段最优支护参数,以便全矿推广应用。研究减少了维修巷道工程量,减少了围岩松动圈的扩大,维修费用具体减少了385万元,减少了一个替棚茬口,为采煤工作面上、下三角区顶板的控制创造了条件。

厚煤层巷道掘进过断层冒落区防治技术研究

5103运输巷在掘进过F1断层影响区时,巷道顶煤出现冒落,给巷道后续掘进及使用带来较大安全威胁。巷道冒落区内顶板控制难度高,原有的锚网索支护方式难以实现围岩有效控制,在对巷道顶板冒落原因及冒落区围岩特征分析基础上,提出采用“注浆加固+人工架棚”方式对冒落区进行治理,并通过超前管棚对巷道顶板进行加固。现场应用后,冒落区围岩得以有效控制,同时冒落区范围内瓦斯浓度未有异常;超前管棚对断层影响区顶板进行加固后,巷道掘进期间顶板始终保持稳定,未有冒落征兆。研究成果为矿井其他巷道过断层影响区顶板控制提供经验借鉴。

全封闭式双拱煤棚风洞试验研究

煤棚作为一种轻质的大跨结构,对风荷载敏感,风洞试验是研究大跨度煤棚风压分布的有效手段。文中以山东兖矿全封闭式双拱煤棚工程项目为背景,通过刚性模型测压试验,研究了在不同风向角作用下,煤棚顶部的风压系数分布情况,并选取四个典型风向角进行对比分析。此外,还研究了煤棚围护结构风压系数极值的分布情况。研究结果表明,在任意风向角下,煤棚顶部区域始终承受风吸力。0°和180°风向角下,风压系数云图差别较大,表明周围建筑对煤棚风荷载的干扰不容忽视。煤棚内表面极大风压系数和极小风压系数分布均匀,而外表面则相差较大。

巷道破碎带锚索穿棚协同支护技术应用

基于马兰矿北三下组煤采区右翼轨道巷在掘进过断层期间,出现围岩破碎现象,导致巷道成型效果差,单一锚杆(索)支护效果差、失效率高等技术难题,马兰矿通过技术研究,决定对巷道破碎区采取锚索穿棚协同支护技术。通过实际应用效果来看,采用协同支护技术后控制了围岩变形现象,取得了显著应用成效。

三软煤层巷道掘进防漏的顶预防性注浆技术研究

某矿3130巷沿着13号煤层底板掘进,13号煤层为典型的三软煤层,顶板冒落及变形量大问题较为明显,特别是3130巷掘进至1 560~1 620 m范围内时,受区域褶曲构造影响顶板破碎、裂隙发育,巷道冒顶风险更为突出。因此,提出采用注浆方式对顶板进行超前加固的预防性措施,提高顶板稳定性及承载能力。依据3130巷围岩特点并结合以往注浆经验,提出使用管棚注浆方式加固顶板岩体,并具体设计超前注浆加固技术方案。现场应用后,巷道掘进期间顶板始终保持稳定,未出现冒顶、片帮等问题,同时巷道围岩变形量整体较小,围岩变形控制效果显著。

“O”支架与壁后充填注浆技术在溜煤眼修复中的应用

针对端氏煤矿22051下副巷溜煤眼内壁片帮严重,影响工作面生产安全问题,提出“O”形U型钢支架套棚+喷浆+壁后充填水泥砂浆加固技术方案。加固后溜煤眼内部牢固可靠、淋水减少,工作面生产期间能正常存煤、出煤,保障了煤矿生产安全。

煤矿巷道围岩变形实测分析及现场工业性试验

为进一步提升对三软煤层回采巷道的支护效果,保证生产安全性,以某矿11011回采巷道为研究对象,在对其顶底板条件进行分析的基础上,对当前支护方案对应的支护现状进行分析;确定了根据巷道冲击性倾向和煤层厚度的柔性支护方案,并通过两帮移近量和顶板下沉量两项指标验证了支护效果。

火力发电厂几种封闭式煤场形式的比较

国内燃煤电厂投入运行较多的全封闭式煤场主要有圆形煤场、条形煤场、干煤棚等。结合中化泉州项目储煤现状,以扩建10万t储量的煤场为例,对3种储煤场形式做技术经济比较。封闭式圆形煤场单位面积储煤较多、占地少、自动化程度高、外形美观,但储存高挥发分煤时,容易自燃,消防较难处理,堆取料机无备用设施,无分堆堆放和翻晒晾干功能;封闭式条形煤场虽能分料堆放,但占地面积大,斗轮堆取料机不能同时进出料,也无法实现翻晒晾干控水功能;考虑项目来煤较黏,气候多雨,煤场需翻晾控水等多方面因素,推荐采用封闭式干煤棚方案。

浅谈全自动跟踪定位消防炮在煤棚建筑中的应用

封闭式储煤棚体量巨大、净空高度大,常规消火栓系统、自喷系统一般无法满足该类建筑的消防要求。全自动跟踪定位消防炮具有射水流量大、射程远、灭火能力强的特点,通过对消防工作原理和设备性能参数的分析,结合封闭式储煤棚的生产、储配煤的工艺特点对该系统的自动控制系统和高空射流水炮布置进行针对性设计,能够有效弥补常规消防设施的不足,解决封闭式储煤棚等高大空间工业建筑的消防灭火、控火难题。

大空间结构储煤棚设计分析

儒煤糊是煤矿建筑中非常重要且必不可少的建筑,在平而布置上往往需要占用很大面积。通常煤糊的内部需要布置输煤皮带、抓斗车、运输车行驶路线等,要求空问较大。随着环保要求越来越严格,要束储煤棚完全封闭,以减少扬尘对环境的污染。基于此,对空间钢桁架结构、张拉膜实际案例设计过程进行了分析。