沿空留巷直接顶稳定性突变分析及其控制

保持直接顶稳定,降低其突变所引起的危害是沿空留巷顶板控制的关键。基于沿空留巷直接顶力学模型,采用能量平衡分析法,建立直接顶突变的燕尾突变模型。结合某工程实例,阐述沿空留巷直接顶稳定性突变机理,分析巷帮煤体支撑力、巷内支护阻力、充填体支撑力对直接顶稳定性突变的影响。实践表明,增加工作面超前加固范围,巷内支护采用高预应力强力锚杆与锚索等主动支护,巷旁采用膏体充填,能够提高充填体早期强度,延缓直接顶稳定性突变的发生和减轻突变发生的烈度。     

“V型”切槽顶板闭合方法研究

针对某萤石矿的薄脉急倾斜采空区,提出“V型”切槽顶板闭合法,即应用爆破技术在采空区上盘实施“V型”切槽,引起采空区闭合或形成自然平衡拱,从而消除上部采空区.借助材料力学推导了“V型”槽凿岩爆破位置的设计方法.应用有限元仿真了该采空区处理方法的力学原理.结果表明,“V型”切槽能引起采空区上盘向下盘移动,从而引起采空区闭合或形成自然平衡拱.该采空区处理方法技术可行,经济合理,简便适用.     

深井开采巷旁充填沿空留巷围岩活动规律研究

随着我国煤矿开采深度的逐年增加,瓦斯含量逐渐增大且赋存异常,回采工作面瓦斯超限问题严重威胁着煤矿的安全生产,而沿空留巷则是解决工作面瓦斯超限问题的最有效途径,但沿空留巷顶板稳定性控制问题则制约了沿空留巷技术在我国更广泛地推广应用。本文以顾桥矿1115(1)采煤工作面沿空留巷的成功案例为背景,全面研究分析了沿空留巷围岩活动的基本规律,对类似条件下的沿空留巷围岩控制具有重要的指导意义,使沿空留巷技术在我国得到更广泛的推广应用具有积极的现实意义。     

浮顶储罐导电片间隙放电危险性研究

储罐在实际运行中,受浮盘的上下移动、机械应力、老化、油污、金属腐蚀等因素的影响,很难确保导电片与罐壁紧密贴合,容易形成微小间隙,在这种情况下遭受雷击易产生间隙放电,出现打火现象.为了分析导电片与储罐罐壁导电片产生间隙放电的危险性,根据Townsend气体放电理论计算了导电片和储罐罐壁间的击穿电压,采用1.2/50μs冲击电压波开展了导电片间隙放电实验,分析了导电片击穿电压与空气间隙距离的关系.结果证明:当导电片和罐壁贴合不良时,导电片和罐壁之间极易产生火花放电;当空气间隙d=0.1cm时,平均空气击穿电压仅为5280V;随着间隙的增大,空气击穿电压也随之增大;导电片间隙放电实验数据与Townsend气体放电理论值吻合.最后,根据以上结论,针对浮顶储罐导电片间隙放电的危险性,提出了改进措施.     

SCAL型间冷系统循环废水回收处理

SCAL型间冷系统的循环废水中含有大量铁铝腐蚀产物,根据间冷循环水的水质特点,通过理论分析拟定了回收方案,通过工业实验对其进行了验证。结果表明,实施回收前需要对废水的温度、pH值、浊度和铁铝含量进行测定,当循环废水的水质指标不能满足水处理设备进水要求时,需要按照一定的比例将间冷循环废水和厂区生水在生水箱中混合后再进行回收处理。     

复合式灭火装置在浮顶储罐密封圈的应用研究

结合浮顶储罐密封圈的结构特点,分析了浮盘密封圈火灾的主要特征与扑救难点,总结了当前处置浮顶储罐密封圈火灾的固定式消防系统、移动式消防炮及独立灭火单元的缺点,主要包括灭火速度慢、上罐灭火风险高、灭火剂损失量大、复燃等。针对密封圈火灾快速扑救的目标,提出了适用于浮盘密封圈的复合式灭火系统,利用超细干粉的快速淹没性能、正压高能泡沫的高动能以及抗复燃性,实现密封圈初期火灾的快速扑救。在全尺度浮盘密封圈模拟装置上开展了多次实体火灭火实验,实验结果表明:该灭火装置的灭火时间在30 s以内,具有灭火快、抗复燃的功能。这种独立的复合式灭火装置与储罐现有的火灾报警系统联用,在大型原油罐区可实现密封圈初期火灾的快速扑救,具有良好的工程应用前景。     

空区处理与残矿回采对围岩及地表影响的数值模拟分析

为了提高矿山企业开采的生产效益及确保施工中设备人员的生命财产安全,采用现场声波测试试验与室内物理力学试验得出的力学参数,应用FLAC3D数值模拟软件,在空区顶板-矿柱体系简化为弹性矩形薄板-H-K体流变力学模型的基础上,分析空区处理与残矿回采对围岩及地表的影响规律。结果表明:矿区三中段充填回采过程中压应力最大值出现在Ⅲ-10开采之后,右帮壁形成了9. 8 MPa的压应力集中区;拉应力区域主要存在于充填体内,且大部分拉应力超过了充填体抗拉强度幅值0. 12 MPa;地表移动带范围内垂直方向位移保持在0～1 mm。实际施工中应采取加强充填体强度达0. 27 MPa以上或保留部分矿体支撑顶板等措施确保回采安全。     

空区隐患爆破治理方案及延期时间的数值模拟分析

为了防止矿山空区引起地表塌陷造成建构（筑）物的破坏以及降低矿柱塌落振动对井下开采的威胁,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,优选爆破治理方案和延期时间。根据炮孔布置和爆破参数,建立实际比例数值模型;在岩石物理力学指标测试的基础上,确定模型材料参数;采用LS-DYNA数值模拟软件,对比分析方案优劣以及确定爆破延期时间。研究结果表明:在满足空区隐患爆破治理效果的前提下,同一节点处A方案质点振速峰值为0.923 9 m/s小于B方案质点振速峰值1.225 3 m/s;而且当延期时间为100 ms时,通过模型垂直方向的位移云图可知岩石的破坏范围最大,塌落区域更加分散。现场应用结果显示空区隐患治理工程爆破效果良好,形成了隔离缓冲层,可以保证露天和井下的安全。     

露天矿山隐伏盲空区精确探测及爆破优化设计

隐伏盲空区是严重威胁露天矿山正常采矿作业的安全隐患,应予以探明并处置。针对露天矿隐伏盲空区探测难度大、崩落处置爆破设计精度差等问题,以白马铁矿1号溜井盲空区为例,首先基于矿山历史资料,利用钻探手段,初步圈定盲空区异常分布范围;然后运用钻孔激光扫描设备进行三维精确扫描,获得盲空区塌腔三维形态和真实边界,并以实测数据为基础,利用逆向建模方法,构建盲空区三维可视化模型;最后根据盲空区的三维空间特征和分布条件,进行爆破分区及参数优化设计。结果表明:采用钻探圈定结合三维激光精确扫描建模的综合探测方法,可获得露天矿山盲空区的可靠信息,准确掌握盲空区垮塌现状,进而为制定更为精准的爆破设计方案提供重要依据,最终达到消除盲空区的目的。研究结果对保障矿山安全生产具有重要意义,同时可为类似工程提供有益参考。     

盾构隧道顶侧壁排烟模式的排烟效果研究

为了研究顶侧壁排烟模式对盾构隧道排烟效果的影响,基于CFD数值模拟分析方法,通过烟气蔓延范围、隧道拱顶温度、烟气层厚度、排烟口的排烟速率和排烟效率等参数的变化规律分析对比顶侧壁、侧壁及顶部3种排烟模式对盾构隧道内火灾烟气的控制效果。结果表明,顶侧壁排烟模式和侧壁排烟模式的烟气蔓延距离较远,3种排烟模式下烟气层厚度和拱顶温度在火源两侧均呈现近似对称分布,顶部排烟模式的排烟效率明显高于顶侧壁排烟模式和侧壁排烟模式。综合考虑,顶侧壁排烟模式的烟气控制效果欠佳,因此从烟气防治的角度考虑盾构隧道排烟设计应避免顶侧壁排烟模式。