间距对上保护层开采保护效果影响的相似模拟实验研究

为研究上保护层开采保护效果随层间距的变化规律,以南桐矿区作为实验背景,保持保护层倾向工作面开挖长度、煤层埋深、倾角、岩层物理力学性质相同,将层间多层岩层处理为复合岩层,分别进行近距离、远距离和超远距离上保护层开采相似模拟实验。综合分析被保护层卸压规律及基于被保护层垂直于层面的膨胀变形保护准则所得保护范围可知:上保护层开采被保护层卸压曲线呈“凸形”,且“凸形”中心线偏向下山方向。随层间距增加,“凸形”底部被保护层小于原岩应力的卸压范围与“凸形”顶部卸压曲线顶部较大卸压的范围均呈减小趋势;两者中心位置均向下山方向转移,且后者转移度大于前者;被保护层卸压曲线中卸压范围的卸压程度及应力集中范围的应力集中程度均呈减弱趋势;以垂直层面的膨胀变形量3‰确定的上下边界膨胀变形保护角均小于《防治煤与瓦斯突出规定》中相应条件的卸压角,因此以该方法确定的保护范围相对《防治煤与瓦斯突出规定》偏于安全,且随层间距增加保护范围长度呈加速减小趋势。     

巨厚砾岩下冲击地压发生机理及加固技术研究

针对深部矿井巨厚砾岩下采场冲击地压的易发性和危险性,运用理论分析和室内相似材料模拟试验方法,对华丰煤矿巨厚砾岩下覆岩运动规律及采场冲击地压发生机理进行研究。研究发现:随着工作面的推进,离层自下而上发育,在巨厚砾岩层下部离层空间达到最大。煤层极限平衡区内集中静载荷能量E静和巨厚砾岩破断、垮落释放的集中动载荷能量E动是造成采场冲击地压的根本原因,并且E动诱发冲击地压的强度更高,危险性更大。当E静+E动-Ef min>0时,采场冲击地压启动。在此基础上,提出一种囊袋式离层加固技术,对离层区域进行横向挤压和纵向加固,有效控制巨厚砾岩断裂、垮落,防止冲击地压的发生,减少地表沉陷,实现了煤矿安全绿色开采。     

循环流生物膜反应器同时硝化反硝化实验研究

研究了循环流软性填料生物膜反应器的同时硝化反硝化。实验结果表明,反应器中确实存在着同时硝化反硝化现象。考察了碳氮比(C/N)和溶解氧(DO)对同时硝化反硝化的影响。在进水COD和NH4+—N浓度为500mg/L、15mg/L时,出水COD、NH4+—N和TN浓度<50mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L,COD去除率、硝化率和反硝化率分别达到90%、80%和70%。     

浅析混凝沉降实验研究与实际工艺的差异

介绍混凝沉降实验与实际沉降工艺各自的特点和存在的问题,从相似理论的角度出发,指出了玻璃量筒沉降实验和实际沉降工艺存在着几何尺寸、初始条件、运动条件三方面的不相似,较好地解释了两者的沉降速度和沉降效果的差异;并提出今后的混凝沉降实验应该进一步符合相似理论,从而更加合理地模拟实际沉降工艺.     

东北强降水时空变化的特征和原因分析

利用东北地区近45 a(1961-2005年)4-9月逐日降水量资料计算了强降水集中度和集中期,分析了强降水集中度和集中期时空变化特征,讨论了影响强降水集中度和集中期的环流特征变化。结果发现,东北强降水集中度与强降水有很好的相关性,对于强降水有着很好的指示作用。从空间分布上看东北雨季强降水集中度由东向西趋于集中。从时间变化方面来看,1960年代中期到1980年代初,强降水集中度处于低值区,而在1991年之后东北地区强降水集中度大多处于高值区。强降水集中期仅在1970年代处于低值偏多的时期。对于东北不同区域大部分地区(除东北西北部外)在1990年代之后集中度都有所增加,集中度大值年出现的频率增加,而东北西北部的变化正好相反。东北地区强降水集中度偏高时,东北地区整层处于低压中心,在东北东部海面上有高压存在。东北地区存在着偏西气流和东南暖湿气流的交汇,在40～50°N纬度范围内高度场呈"+－+"波动。集中度偏高时东北东部地区有上升的垂直速度中心,并且上升速度随高度升高(300 hPa以下)而增强。东北地区水汽主要来源于鄂霍次克海冷湿空气。在东北地区存在着水汽通量散度的负距平中心,形成水汽异常辐合区,有利于强降水的出现。     

浅埋煤层综放开采上覆岩层活动规律相似模拟试验

浅埋煤层综放开采因煤层埋藏浅、采出空间大,上覆岩层活动规律仍不清楚。以辛安矿1402工作面为研究对象,采用试验研究的方法建立相似模拟试验模型,研究放顶煤开采过程覆岩破断、沉降规律和覆岩应力演化及模拟液压支架受力等规律。试验结果表明:辛安矿1402工作面放顶煤开采初次来压来压步距是73m、周期性来压步距是31.5m、垮落角是59°;支架工作阻力88%分布在5000~7000kN,且分布呈现正弦波形,分布合理;上覆岩层垮落后在采空区内可形成"应力拱"结构,拱脚的应力大,沉降量多,应力拱结构支撑上覆垮落岩层;老顶垮落后可形成铰接结构,形成铰接结构的岩层旋转的角度可以通过函数公式计算。     

断层带边界岩体采动应力特征相似材料模拟研究

为了研究断层带边界岩体的采动应力特征,以龙东煤矿F张断层两侧岩体地层为原型,建立了断层带相似材料模型,对煤柱缩小过程中,近断层带煤层底板采动应力特征及断层带两侧岩体应力变化规律进行了跟踪监测。研究结果表明:随着工作面的推进,超前支撑应力在煤层底板下30m处,反应最为明显;当煤柱宽度减小至30m时,底板集中应力达到最大值为127.64kPa,应力集中系数2.8;煤柱宽度20m时,煤层底板深部近断层带附近开始明显卸压,同时断层带两侧应力变化出现明显差异,显示出断层带对应力传递的影响,上下盘表现出不同的采动特征,容易造成断层的"活化",研究结果可为断层煤柱的合理留设和巷道布置提供依据和参考。     

小陇山自然保护区华山松群落8个主要种群的生态位研究

小陇山国家级自然保护区是中国华山松的主要分布区之一。在野外大量调查基础上,运用Levins和Shan-non-Wiener生态位宽度、生态位重叠和生态位相似比例等指数,对林区华山松群落中8个主要种群生态位特征进行研究。结果表明,生态位宽度值大小依次为华山松、锐齿栎、披针叶忍冬、漆树、甘肃山楂、毛栗、辽东栎和少脉椴。华山松Shannon-Wiener生态位宽度值最大,为0.988 8,其次是锐齿栎,为0.877 6,少脉椴最小,为0.352 9。该群落种群间生态位重叠值普遍较低,表明多数种群间竞争较小。建群种华山松与其他种群间生态位重叠值较大,为0.079 1~0.101 3,而其他种群与华山松间生态位重叠值却较小,为0.015 4~0.069 0,华山松与毛栗的重叠值最大,为0.101 3,华山松与少脉椴的重叠值最小,为0.079 1。生态位相似比例在0.5以上的种群对有4对,占14.28%,分别是华山松-锐齿栎、华山松-披针叶忍冬、锐齿栎-披针叶忍冬和锐齿栎-漆树种群对,在0.5以下的有24对,占85.72%,表明群落中多数种群对资源利用的相似性程度较小。作为中国华山松的分布地之一,秦岭西段小陇山林区具有暖...     

江西省严重酸雨地带形成的影响因素

采用数字模拟技术,绘制了江西省降雨pH值曲面投影图及其等值线图,发现江西省在南昌(鹰潭(临川(吉安(赣州一线形成南北方向的“r”字形的严重酸雨带,并指出这条严重酸雨带的走向与信风环流圈和副热带高压带纬向环流一致.提出了矿山废石堆的硫化矿物是造成严重酸雨的主要致酸物质来源,揭示了江西省降雨pH值随副热带高压脊季节性南北推移而变化的规律.     

三江平原白浆土不同土地利用类型Fe2+分布特征

土壤铁元素由高价态转化为低价态(二价铁),是土壤中铁元素移动的主要途径.为了探讨三江平原不同土地利用类型Fe2 分布情况及影响因素,文章通过在三江平原典型白浆土区采取水田、旱田、草地、林地4种不同土地利用类型样点,对其Fe2 含量及其影响因子进行对比研究分析.结果表明:土壤表层(0~10 cm)Fe2 含量高低顺序为水田>草地>旱田>林地,主要影响因子为水分状况和pH值(r=0.851,r=0.909,p＜0.01),其中水田Fe2 含量(305.5 mg·kg-1)明显高于林地和旱田(30~40 mg·kg-1),是其含量的8~10倍;草地除表层(0~20 cm)Fe2 含量低于水田外,以下各层含量均高于其它土地利用类型;草地、旱田、林地Fe2 含量垂直分布规律相似:表层(0~10 cm)及白浆层(30~40 cm)含量略高,40 cm以下Fe2 含量持续缓慢递减,相关分析表明旱田、草地主要影响因子为土壤pH值(r=-0.871,r=0.795,p＜0.05),林地影响因子相关性均不显著;水田垂直变化趋势与其它3种类型相比有所不同,表层最高达305.5 mg·kg-1,至40 cm深处急剧递减至35.2 mg·kg-1,以下无明显变化,主要影响因子为水分状况和TOC(r=0.962,r=0.991,p＜0.01).