夏季抽水蓄能电站地下厂房通风廊道空气温湿度传递规律研究

本文对河北尚义抽水蓄能电站的通风洞兼安全洞、交通洞在永久期运营期间平均空气温度、相对湿度、空气焓值等参数的变化进行了数值模拟预测研究。计算结果表明室外新风在进入地下建筑之前温度和相对湿度发生了较大的变化。夏季通风洞兼安全洞末端的空气温度分别达到13.6℃,室外新风通过洞室壁面后夏季温降为14.6℃。夏季交通洞末端温度接近深层地温,夏季温降为18℃。因此通风洞兼安全洞、交通洞围护结构对室外新风温度的调控作用不可忽视。夏季通风洞兼安全洞、交通洞末端的相对湿度达到了100%。两个洞室末端夏季相对湿度都达到了饱和,说明需要添加除湿或辅助热源设施,以缓解相对湿度过高对地下厂房造成的不利影响。

煤矿井下含水层超前疏放水钻孔涌水量衰减规律数值模拟分析

钻孔涌水量衰减规律可以为煤矿失水灾害提供一种有效治理手段,为了保证煤矿的安全生产,对煤矿井下含水层超前疏放水钻孔涌水量衰减规律进行数值模拟分析。以Q煤矿为研究对象,结合SEEP/W软件,模拟分析钻孔涌水量的变化规律,构建了涌水量衰减规律数值模拟模型,实现对钻孔涌水量衰减规律的预测。结果表明,增大初始水头和渗透系数后,钻孔的峰值涌水量和似稳定涌水量增大;增大弹性给水度,钻孔的峰值涌水量增大,而似稳定涌水量保持稳定;随着钻孔孔径、钻孔仰角与斜长的增大,钻孔的峰值涌水量和似稳定涌水量都逐渐增大;增大钻孔的数量和覆盖范围后,单个钻孔、钻区的涌水衰减明显,位于钻区中心的钻孔,其疏水能力受到群孔的干扰最大。

爆破振动对龙首矿露天转地下安全顶柱稳定性影响研究

为了探索爆破振动影响下龙首矿露天转地下开采安全顶柱的稳定性演化规律,结合矿区现状建立了对应的三维数值模型,通过计算获取了安全顶柱最危险截面位置,随后以最上部中段开采为例构建了最危险截面位置的二维数值计算模型。根据爆破参数和等效弹性边界的计算,得到掏槽眼、辅助眼和周边眼传递到开挖轮廓面上的爆破荷载峰值。将爆破荷载等效到开挖面后,开展了针对安全顶柱稳定性的数值计算。结果表明:每段延期爆破都产生了位移和振速峰值,且距离爆破位置最近的安全顶柱内监测点位移最大;以爆破作业位置为中心,振动速度向四周岩体球形扩散。根据爆破振速与岩石损伤判据,安全顶柱总体处于无损伤或轻微损伤状态。此外,最大主应力低于岩体抗拉强度,安全顶柱未形成明显地拉裂破坏塑性区。总体上来说,安全顶柱的设计厚度能够满足露天转地下开采需要。然而与数值模型相比,实际地质条件更为复杂,随着开采继续,仍需观察和监测安全顶柱的变化,从而确保其稳定性。

近距离煤层重复采动覆岩破坏规律及“两带”发育高度分析

为研究近距离煤层重复采动下覆岩破坏规律与“两带”发育高度,预防工作面开采过程中由导水漏风通道引起的工作面顶板漏水、采空区自燃等各种安全事故,以鄂尔多斯市某煤矿为工程背景,采用井下窥视法和数值模拟对近距离煤层开采后覆岩破坏规律以及“两带”发育高度进行分析,揭示了规律形成的原因。研究结果表明:在近距离煤层重复采动影响下,“两带”发育高度远超过上煤层开采,下煤层推进80 m时裂隙带最大发育高度为88 m,与地表贯通形成导水漏风通道;初次采动与重复采动时的裂采比分别为19.33、29.33;裂隙带的发育呈台阶式上升,阶段间的变化表现为激跳形式;覆岩的破坏表现为“拱形→帽形→马鞍形→外O内蝶形”;数值模拟及拟合公式所预测的“两带”发育高度与实测值之间误差率为1%左右,验证了预测的准确性,可为相似工作面的开采以及相似工程提供借鉴。

地下膜调控润灌对冬小麦土壤水分及生长的影响

【目的】探索地下膜调控润灌下冬小麦适宜灌溉制度。【方法】针对地下膜调控润灌,设定300 m^(3)/hm^(2)(W1)、450 m^(3)/hm^(2)(W2)和600 m^(3)/hm^(2)(W3)3种灌水定额,采取连续灌溉(S1)、间歇灌溉(S2)和传统畦灌(CK)3种灌水模式,通过灌水定额与灌水模式田间小区组合试验,研究土壤水分分布和冬小麦的生长性状、耗水规律、产量构成和水分利用效率。【结果】①W3S1处理和W3S2处理较CK灌溉水更集中分布于作物根系层,下渗量减少,提高了株高、籽粒产量和水分利用效率(WUE);②地下膜调控润灌下,随着灌水定额的增加,20~60 cm土层土壤含水率增加;S2处理较S1处理可降低灌溉水向80~100 cm土层下渗;③冬小麦各生育阶段株高、叶面积指数(LAI)和全生育期耗水量均和灌水定额呈正相关;灌水模式对株高和LAI的影响不显著,但可显著提高全生育期耗水量;④随着灌水定额增加,S2处理较S1处理分别增产6.52%、13.11%和3.46%,籽粒产量和WUE呈现先增加后减少的趋势。【结论】相较于CK,地下膜调控润灌可实现节约灌溉用水并提高产量,综合考虑灌后土壤水分分布、作物生长性状、耗水规律、产量和WUE,W2S2处理是最优的灌溉制度,可以在获得更高籽粒产量的同时,提高WUE。

三塘湖盆地侏罗系西山窑组褐煤储层孔隙结构特征及脱水演化规律

查明干燥前后煤孔隙结构差异及演化规律有助于准确预测煤炭地下气化炉运行效果。通过选择水、煤油作为饱和流体进行低场核磁共振实验,测试并对比同一样品分别在饱水和干燥状态下的孔隙结构差异;通过X-CT技术观察了煤样孔隙结构的脱水演化过程并建立了演化模式;通过脉冲衰减渗透率测试与低温液氮吸附实验评估了煤样的传质能力变化。研究结果表明:(1)褐煤干燥发生孔隙收缩的同时会产生裂缝,总孔容由0.630 cm^(3)/g降至0.481 cm^(3)/g,而大孔体积显著增加,由0.070 cm^(3)/g增加至0.420 cm^(3)/g,脱水导致孔隙集中,大孔体积占比达88%。(2)褐煤干燥时的孔隙收缩受基质收缩程度控制,不同煤岩组分脱水的孔隙结构演化模式不同,易收缩的基质煤脱水时,其组分边缘或内部产生大量裂隙,而木质煤或丝质煤脱水收缩较弱,保留大量原生孔隙,裂隙发育较少。(3)褐煤干燥后,水分脱除、空孔体积增加,渗流状态由单相水向气水两相、单相气流转变的同时形成了良好的连通孔隙网络,煤层渗流能力显著改善,渗透率由0.248 mD增加至48.080 mD,扩散传质贡献增大,干燥褐煤在温度为200℃、压力为0.5 MPa时中孔及大孔的扩散系数约为0.09 cm^(2)/s。

清水泉地下河多环芳烃来源及分配动态

城市化进程的不断加快,使得南宁市地下水多环芳烃(PAHs)污染日益严重,作为城市主要饮用水源地的清水泉地下河,对当地的经济和社会发展具有重要的支撑作用。文章选择南宁市清水泉地下河作为岩溶地下河的代表,以前人多年测试数据为基础,结合本次采样数据,分析水环境中PAHs的含量、分布特征和来源的多年变化情况,重点研究PAHs的分配规律。结果表明:地下水PAHs以2~3环为主,沉积物PAHs以4~6环为主,且由于污染源的增多,使得水环境中PAHs含量从上游到下游逐渐增大;不同区域的PAHs来源多年变化规律有差异,上游PAHs来源一直为生物质燃烧源,中游的PAHs来源由石油源转变为混合源,下游PAHs来源由以化石燃料燃烧源为主转变为以混合源为主;随着环数的增加,分配系数逐渐增加,且环数越大的PAHs更趋向被沉积物吸附;下游大部分采样点的PAHs在颗粒物上吸附能力较强,剩余采样点在分配过程中受溶解性有机质的影响。

城市地下空间开发存在的问题及对策

随着我国经济的快速增长和城市化进程加快,城市人口和车辆不断增加,城市建筑用地越来越紧张,对地面交通及基础设施建设提出了更高的要求和标准。合理规划并对城市地下空间进行开发是缓解城市建筑用地紧张和交通拥堵的有效途径。论文从城市地下空间开发利用的现状出发,分析了城市地下空间开发利用存在的问题,并针对性地提出相应的对策。

国外CO_(2)地质封存管理制度、标准体系分析及其启示

在实现中国“双碳”目标的过程中,构建结构合理、层次分明、适应经济社会低碳发展的CO_(2)地质封存管理制度与标准体系具有重要意义。为此,总结了美国与欧盟CO_(2)地质封存管理制度及技术标准体系特点,分析了中国CO_(2)地质封存相关政策与技术标准现状,并提出了有针对性的建议。研究结果表明:①美国、欧盟CO_(2)地质封存管理制度与标准体系,以封存许可为核心,以有效管控CO_(2)泄漏风险、切实保护地下饮用水源为目标,重在规范封存过程中场地表征、监测、纠正措施等环节的方法选择和方案执行;②中国CO_(2)地质封存管理制度与标准体系已初步形成,但仍需要进一步完善和细化;③建议在建设中国CO_(2)地质封存管理制度与标准体系的过程中,进一步完善政策激励体系、推进碳封存技术研发与集群示范工程建设、加快构建符合国情的碳封存法律法规与管制制度,加快制订全流程技术标准体系。结论认为,加快构建管理制度与全流程技术标准体系,对于推动我国CO_(2)地质封存规范化、规模效益化发展具有重要指导意义。

地下车库汽车尾气CO污染的扩散规律分析

为降低地下车库人员的安全风险,运用计算流体力学软件与现场监测设备,对汽车在车库怠速行驶时和熄火停放后CO污染的扩散规律进行了研究。结果表明:汽车行驶时在后部形成尾流区域,CO在该区域以烟羽的形式升腾一段距离后向四周扩散,浓度随高度增加而降低;汽车熄火后的1 min,车身周围的CO浓度先上升再下降,并且浓度稀释较慢,始终高于环境背景浓度;实测显示汽车尾气排放导致车库CO质量浓度最高为20.5 mg/m^(3),车库室内空气CO超标。研究结果为地下车库的尾气减排与通风系统的设计优化提供参考。

顶板岩性对煤炭地下气化覆岩移动规律的影响

为了研究顶板岩性对煤炭地下气化过程中覆岩移动规律的影响,运用大型有限元软件,采用热固耦合数学模型,在前人对岩石热力学物理参数研究的基础上,对煤炭地下气化的整个过程进行了数值模拟,得出了煤炭地下气化后围岩温度场和塑性区分布图、燃空区顶板及工作面前方顶板垂直位移图。结果表明:直接顶岩性不同对基本顶稳定有很大影响,直接顶岩层越硬,基本顶越稳定,随着直接顶岩性硬度的增强,顶板岩层的位移呈现一阶指数衰减函数变化规律;顶板岩层燃空区的位移呈盆状,相对中线对称分布且随着工作面推进顶板位移量呈指数增大。

地下空间开发中的生态环境损害赔偿制度研究

地下空间生态环境损害赔偿制度是一项复杂的议题,涉及公法与私法、实体法与程序法的多重交叉领域。通过公、私法的双重视角审视国内现行立法,在对比域外相关制度的基础上,本文从公民实体权利范畴、责任风险负担、专门化评估机制和有关诉讼规则维度提出了完善我国地下空间开发中生态环境损害赔偿制度的对策建议。

优化基底土体尺寸对围护结构的影响研究

通过优化基坑内被动土体的方式减小围护结构的水平位移。该方法是通过施工工艺来改变基坑被动土体的力学性质,从而提高被处理土体的物理力学性能。以某地区地铁车站开挖为案例,利用FLAC3D软件建立三维模型,模拟基坑开挖过程,研究加固体的宽度、深度对基坑围护结构水平位移变形规律的影响。结果表明:在加固深度不大于4.5 m时,可以有效地减小地连墙的水平位移,但当加固深度大于4.5 m时,加固带来的优化效果不明显;当采用相同加固宽度时,加固深度不大于4.5 m时,加固宽度不大于6.0 m优化效果明显,加固深度大于4.5 m时,加固宽度大于6.0 m优化效果明显;同时,在特定地连墙围护结构水平位移下,找到了优化宽度和深度之间的二次关系式。

地下车行系统异形连接段的变形规律研究

为了研究地下车行系统中异形连接段的变形规律,以江西某市政配套项目为工程背景,开展了数值对比试验,研究了不同支护方式下结构变形规律。结果表明,采用50 cm厚C40混凝土+直径4 m的混凝土柱作为主要支撑体系时,顶板最大沉降值为7.3 mm,加固方式可靠合理;当混凝土支护强度等级从C40降到C35时,地下车行系统的关键部位变形值很小,说明在结构变形能得到有效控制的前提下,适当降低混凝土等级是可行的。

中国城市地下空间立法现状研究

研究目的:了解中国城市地下空间相关的法律建设现状,总结经验教训,为进一步法律建设奠定基础。研究方法:归纳法、案例分析法和比较分析法。研究结果:从1997年建设部颁布的有关地下空间的第一部部门规章开始到现在,各地颁布实施的法律法规已经有32部,这些法律法规涉及城市地下空间的管理体制和机制、产权归属、与地表的关系、开发利用规划、交易转让等各个方面。研究结论:与地下空间相关的法律建设速度很快,同时也存在一些问题:(1)覆盖范围小、法律效力低;(2)不同法律法规之间还存在内容上的冲突;(3)在一些重要内容上缺乏相关规定。因此,进一步完善需要:(1)对已有的城市地下空间法律法规进行修改、补充和完善;(2)对涉及城市地下空间的其他法律法规的相关条款进行修改、补充和完善;(3)制定国家层面的法律法规。

急倾斜煤层综采工作面矿压规律研究

通过对李子垭南二井3102综采工作面矿山压力的实测研究,分析了该工作面的矿压显现规律和围岩活动特征,为该工作面选取可靠合理的支护方式和加强顶板管理提供了科学依据。

露天转地下开采围岩破坏规律的物理与数值模拟研究

以攀枝花尖山铁矿为工程背景,采用物理相似材料模型试验和数值模拟计算相结合的方法,对露天转地下开采过程中围岩的破坏机理及移动范围进行了系统的研究。首先,在物理相似材料模型试验的过程中,利用应力数据采集箱、全站仪以及数码摄像设备等手段监测模型的应力、位移和破坏过程;对围岩的应力、位移及裂纹发展进行了系统的分析,揭示了围岩在开采过程中破坏及移动的基本规律。其次,利用数值模拟软件,从围岩的应力变化、位移变化、塑性区分布及错动角变化等方面对模型进行了系统的研究。结果表明:在开采过程中,围岩的应力经过了一个急速变化到缓慢变化,直至趋于稳定的过程,随着开采深度的增加,围岩的破坏程度及范围递增、塑性区范围不断扩大,剪切破坏主要集中在两侧边坡的边脚部位。

浅埋煤层开采的大比例立体模拟研究

通过模型因次分析，介绍了为研究神府矿区浅埋深、薄基岩、厚沙覆盖层下开采岩层破断运动规律而进行的大型立体模拟实验．分析和对比了立体模型、平面模型实验结果与现场观测结果，指出该模型反映了采场三维应力状态，达到定量研究的目的．实验结果相近，误差在１６７％左右．

华亭烟煤地下气化污染物分布及富集规律

煤炭地下气化为我国清洁、低碳、安全、高效现代能源建设开辟新的途径。为研究华亭烟煤地下气化污染物的富集、分布规律,以评估华亭烟煤地下气化的环境影响因素,采用地下气化模拟实验平台系统,通过不同富氧-水气化实验、不同尺度煤样的热解实验,研究煤层气化过程中焦油及气化残留物中重金属元素的富集规律。结果表明:随着烟煤的尺度(块体大小)增加,烟煤热解焦油呈增加趋势,而焦油产率呈先增加后减小的趋势;烟煤在N2、CO2气氛中热解时,热解焦油中主要成分为酚类、萘类以及烃类污染物;气化后残留重金属Ni、Cr、Zn、Cu、As这5种元素在氧化区最为富集、还原区次之、干馏干燥区最不富集,而Hg在氧化区富集程度最高、干馏干燥区次之、还原区最次,Pb在还原区富集程度最高、氧化区次之、干馏干燥区最次;重金属元素残留程度由高到低依次为Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cu、Pb。针对华亭矿区,煤层气化后应重点检测重金属元素Zn、As、Hg。在后期实际煤层气化生产阶段,应结合华亭矿区煤层特征及地下水特征,在项目选址、气化工艺等方面进行污染物防控。在当前生态环境保护形势严峻的当下,研究成果对煤炭地下气化开采的污染物处置和减排具有一定的指导意义。

地下空间使用权性质及立法思考

随着城市化的发展,土地资源的日渐稀缺。而社会生产力和科学技术的发展,推动人类对土地的利用已经从平面化走向了立体化,空间权的概念也随之而产生。但对于空间权制度各国或地区立法不一,我国也存在许多争议。我们认为空间权只是空间使用权,而不存在空间所有权。空间权(或空间使用权)不是一个新的用益物权,是对在一定空间所设定的各种物权的一个综合表述。根据我国实际情况,应当优先确立地下空间使用权制度。