基于接触带稳定性的回采顺序优化分析

为了确保无底柱分段崩落法和充填法接触带的稳定性,需要选择合理的充填法和2种采矿方法并存下的最优回采顺序。为此,将2种采矿方法接触带简化为简支梁加弹簧约束的力学模型进行切应力和挠度的计算,定量分析接触带的应力变形情况。同时利用数值模拟软件,选择程潮铁矿典型剖面进行模拟,在接触带设置系列监测点,通过主应变值评判回采顺序。模拟试验结果表明:上向水平分层充填法适合保安矿柱的开采。2种采矿方法作用下5种回采顺序的模拟比较,方案a的C5→B1→C4→B2→C3→B3→C2→C1回采顺序更利于2种采矿方法接触带的稳定,说明错开协调的回采方案更优。     

高应力矿山回采顺序优化模拟与分析

青海格尔木锡铁山铅锌矿为高原高应力矿山,在回采过程中受到围岩应力较大,严重影响矿山的安全回采.通过运用数值模拟软件对高地应力状态矿山按照顺序依次回采、“隔一采一”、由中间向两边采的3种矿房回采方案和6种矿柱回采方案进行数值模拟计算,对照回采各方案围岩应力动态变化情况,比较各回采方案的优劣,并得出较优的回采顺序,对高应力矿山安全生产具有重要的推广应用价值.     

影响断层活化的破碎带特征参数敏感性分析北大核心CSCD

为研究破碎带对断层活化的影响,选取破碎带宽度、岩石内摩擦角、粘结系数及抗拉强度作为破碎带的特征参数,采用FLAC3D模拟工作面推进对断层的影响,借助正交表确定模拟方案,通过对正交试验结果进行方差分析,以此研究影响断层活化的破碎带特征参数敏感性。结果表明:破碎带特征参数对断层活化的敏感性主次顺序为破碎带宽度﹥岩石内摩擦角﹥岩石粘结系数﹥岩石抗拉强度,且断层破碎带宽度越大,岩石内摩擦角越小,断层活化可能性也就越高,而岩石粘结系数与抗拉强度对断层活化影响较小。     

基于安全约束的客站晚点列车到发线分配优化北大核心CSCD

为了研究安全约束条件下客站晚点列车到发线分配优化问题,采用混合整数规划建模方法建立基于安全约束的晚点列车到发线分配模型,避免列车出现行车事故和晚点传播,设计模拟退火算法对模型进行求解,以宝鸡车站为例,验证模型及方法的有效性。结果表明:当列车晚点时间较短情况下,安全约束对非晚点列车及车站作业影响较小,可采取"先到先服务"原则;当有多列列车晚点且时间较长时,优先安排非晚点列车进站作业。     

深水钻井热交换作用下的井壁稳定性分析北大核心CSCD

为了研究深水钻井过程中热交换作用对井壁稳定性的影响规律,建立了钻井液、钻柱、海水和地层各介质热交换作用下温度控制方程,根据热弹性理论计算温度变化对井周应力的影响,结合地层强度准则与拉伸破坏准则确定深水井壁坍塌压力与破裂压力。结果表明,钻井液循环对地层产生的冷却作用能够降低井壁坍塌压力与破裂压力,但破裂压力降低幅度比坍塌压力的降低幅度稍大。因此,尽管钻井液的冷却效果能够抑制井壁坍塌,但应注意低温度的井壁更易形成诱导缝,甚至引发地层漏失。计算结果对深水钻井作业具有指导意义。     

大型往复压缩机管路振动分析与优化北大核心CSCD

为保证往复式页岩气压缩机管路的运行安全,以振动最为剧烈的二级排气管路为研究对象,基于平面波动理论和振动理论,开展了管路气流脉动分布规律和管路振动特性研究,锁定了管路气流脉动超标区域与振幅超标部位。开展了管路关键部位的振动测试,结果表明,管路振幅超标,试验与仿真结果的振动峰值频率、振幅吻合度高,验证了仿真模型与结果的准确性。综合试验与仿真结果,分析得出管路气流脉动超标是诱发管路振动超标的主要原因。针对管路振动超标问题,开展了孔板孔径比正交试验和管路结构优化设计,优化后管路的气流脉动和振幅得到了明显改善,且均在API 618标准许用值范围内,降低了管路结构破坏风险,提高了压缩机组的可靠性和安全性。     

基于误差修正距离约束的深井巷道目标定位算法北大核心CSCD

针对基于距离约束的井下定位算法本身存在的近似误差,尤其在锚点附近定位误差较大的问题,通过改进算法,引入1个误差系数ω,并以此为依据,来选取误差较小的边作为定位信息来源,同时引入修正系数ε来进行修正分割点,使其更加接近于垂足,以此来减少定位的误差。仿真结果表明:改进算法的平均定位误差远小于原定位算法,约为1/4;改进算法的最大误差小于1.5 m、最小误差为0.2 m;改进算法不仅定位精度优于原定位算法,且计算复杂度较低,更加适用于深井环境定位。     

基于突变级数法的煤炭企业安全投入评价北大核心CSCD

安全生产的实现要以安全投入为基础,明晰的安全成本构成体系和科学合理的安全投入效果评价方法是提高煤炭企业安全费用使用精准度、提升安全投入效益的关键。为科学合理地评价煤炭企业安全投入效果,提高煤炭企业安全管理水平,将安全成本划分为保证性安全成本和损失性安全成本两大类,再将这两大类细分为不同的小科目单元,提出了更加完善的煤炭企业安全成本构成体系。基于突变理论构建煤炭企业安全投入评价模型,引入突变级数法分析并评价陕煤集团2012—2018年安全投入效果。首先选择保证性安全成本的4项评价指标,损失性安全成本选取直接损失成本和间接损失成本;其次确定突变系统模型并进行归一化处理;最后根据3个评价标准等级分析该煤炭企业的安全投入水平。结果表明:通过构建完善的煤炭企业安全成本体系,安全投入结构更加合理,安全会计业务更加清晰,为安全成本核算提供了理论基础;选用突变级数法评价陕煤集团安全投入效果,该煤炭企业的安全等级为良好,验证了突变级数法适用于煤炭企业的安全投入评价,为煤炭企业安全投入效果评价提供了新思路。     

基于DEMATEL-ANP-GRA的大型泵站运行安全综合评价北大核心CSCD

为保证大型泵站的安全运行,构建了一套完整的大型泵站运行安全综合评价体系,确定大型泵站运行的安全等级,明确安全管理要点,指导开展检修、维修等工作。首先,基于事故致因理论,结合大型泵站运行特点从“人员-设备-环境-管理”方面识别出20个评价指标;然后,运用决策与实验室法和网络层次分析法确定各评价指标权重;最后,运用灰色关联度分析法构建大型泵站运行安全综合评价体系,并以南水北调中线某大型泵站为例进行了实例计算。结果表明:大型泵站运行安全管理工作的重点为金结机电运行情况、金结机电缺陷情况、维保实施情况等;南水北调中线某大型泵站运行安全等级为1级,处于安全状态。     

基于区间数关联决策的工作面升压区间优化北大核心CSCD

为确定新老采空区共存时本工作面的最优升压区间,提高升压效率,根据双层采空区气体涌出及自燃数值模拟结果,采用多指标区间数关联决策模型对合理升压区间进行评价和优化,以本工作面瓦斯、CO浓度与涌出量和上下覆之间等压面与进风口距离、上覆老采空区氧化带宽度和最高温度7个变量为评价指标,开展7种指标区间数关联决策研究。结果显示,现有风压基础上升压70~80 Pa即本工作面回风口风压高于上覆20~30 Pa为综合最优升压区间。现场升压结果显示,本工作面回风口风压高于上覆老空区20~30 Pa时,瓦斯、CO浓度基本未超限且上覆老采空区未发生自燃。     

基于3DMINE-MIDAS-FLAC~(3D)耦合的残矿回采稳定性研究

残矿开采条件极为复杂,回采安全性差。为了保障残采安全,利用3DMINE,MIDAS/GTS,FLAC3D软件的耦合,对残采方案的稳定性进行数值模拟研究,根据残矿开挖后所形成空区的围岩位移、应力及塑性区状态判定回采危险区。选取某矿山浅部中段残采工程为例,研究结果表明:该矿山-47 m中段部分间柱采空区的帮壁和顶板因岩移过大、拉应力过大、拉伸塑性破坏或剪切塑性破坏,出现了11处危险区;顶柱采空区顶板因拉伸塑性破坏,出现了6处危险区。通过此3种软件的耦合可精细建立复杂的数值模型,提高数值模拟结果的合理性,危险区的判定有助于指导矿山残采过程中安全监测与支护措施的实施。     

基于排放影响的自由航路空域中飞行路线优化北大核心CSCD

针对飞机在航线飞行中污染物排放问题,建立基于巡航性能数据和高空预报风温数据的性能参数计算模型、CO_(2)排放量计算模型、尾迹云环境影响模型和飞行排放成本模型;然后根据自由航路空域(FRA)的运行特点和限制,对传统的Dijkstra算法进行改进,考虑飞机前序航段油耗对飞机重量及后续排放参数计算的影响,以实现CO_(2)排放量最少、尾迹云对环境影响最小和排放成本最低为目标的飞行路线动态优化。结果表明:与最短距离下的优化结果相比,以CO_(2)排放量最小为目标时的优化方案可降低CO_(2)排放量9.61%、排放成本44.35%、油耗9.61%;排放成本最小的飞行路线则可降低CO_(2)排放量5.58%、排放成本64.05%、油耗5.58%。     

基于ABAQUS的穿越公路输气管道力学性状分析北大核心CSCD

为研究穿越公路埋地天然气管道在车辆载荷下的力学性状,运用ABAQUS有限元软件建立了输气管道-覆盖土壤的三维接触模型,模拟了不同管径、管道壁厚、管道内压、管道埋深以及交通载荷工况下,管道的应力应变情况,得到了不同变量条件下埋地天然气管道的应力应变规律。研究结果表明:交通载荷下输气管道穿越公路时,从经济性考虑,其埋深应控制在2m范围内;结合管道内压,对不同超载程度下重载车辆对埋地管道的力学性能影响进行分析,从安全性考虑,管道宜采用套管敷设穿越形式。所得结论可为输气管道穿越公路段的设计提供参考。     

基于EEG的夜班矿工疲劳检测北大核心CSCD

为了研究煤矿中夜班工人的疲劳状况和疲劳检测方法,通过对夜班矿工脑电和行为指标进行分析,建立BP神经网络模型预测矿工疲劳程度。选择15名夜班矿工作为被试,通过脑电图(EEG)测量其夜班前后执行Oddball任务时的脑电信号,通过快速傅里叶变换提取脑电特征值(α+θ)/β、(α+θ)/(α+β)、θ/β和α/β,收集认知任务期间的准确性和反应时间,作为疲劳检测指标建立BP神经网络模型,对夜班矿工的疲劳等级进行预测。对夜班前后矿工脑电信号中所有通道的特征值进行配对t检验,共得到6个显著通道的特征值,与反应时间、准确率等建立BP神经网络模型,总体检测准确度为89.685%。该模型对检测夜班矿工的疲劳程度具有较高准确性,可为矿工疲劳干预措施和检测装备的研发提供技术手段和理论基础。     

火电厂烟道的优化分析北大核心

以某电厂2×1 000 MW机组的引增段烟道为例,基于CFD模拟软件开展了烟道系统的优化分析,优化后降低了系统压损122 Pa,年节约运行费用约35万元,投资回收期为0.57 a。优化后的方案较原方案大大降低了系统的磨损及振动,有利于电厂的安全可靠运行。     

基于格子气模型的北京地铁站内人流移动分析北大核心CSCD

为研究因超出原有设计人流量阈值引发的安全隐患问题,提出了一种基于动态参数的模块化格子气模型。对北京地铁惠新西街南口站约4 000 m^2的面积进行建模,对比了实地拍摄视频数据的情况与模拟仿真结果,确保了较好的精度。通过输入闸机口和列车进入站台的人流信息,给出短时间站内人流的移动及分布情况。发现了惠新西街南口站设计上的不足与缺陷,提出了对类似站台的设计及模型应用的建议。结果表明:十号线与五号线之间换乘通道通行能力较低,换乘通道口存在拥堵,具有安全隐患。拓宽换乘通道2 m能够使车站通行能力大大提高,基本满足目前该站在工作日下班高峰期的换乘需求。     

基于网格的左右不对称积水车辙安全分析北大核心CSCD

为定量研究横向不对称的积水车辙对行车安全的影响,对比分析了基于水漂和基于侧滑在不同速度下的危险路段长度,建立了三维积水车辙-附着系数-整车车辆的模型。以车辙积水深度和轮胎-路面三维有限元模型计算轮胎与积水路面之间的附着系数为输入,以达到危险偏移量的时间为安全评价指标,利用临界反应时间作为侧偏时间的危险阈值,设计试验分析了车辙横向划分间距、左右积水深度差和轮距、积水宽度等对积水车辙行车安全性分析的影响规律。结果表明:使用单倍轮胎接触宽度可满足准确性分析的要求;基于侧滑的风险评估方法相较于水漂法保守,基于侧滑的危险路段长度均比基于水漂的危险路段长。车速降低,危险路段长度降低;在满足路段通行能力的前提下,可通过降低车辙路段行车速度来进行风险控制。     

基于传感器信息综合的带电作业安全防护系统北大核心CSCD

为有效保障带电作业过程中作业人员安全,根据作业人员不安全行为的统计,提出带电作业安全防护系统。在杆塔适当位置安装视频检测设备和超声测距传感器,快速检测作业人员的位置与周围横担、塔身及其他带电体间的距离,判断是否安全越限;通过穿戴设备检测作业人员的脉搏、体温、血氧饱和度和心电信号等参数,快速识别和预警作业过程中的安全隐患,以听觉方式提醒作业人员,实时掌握作业过程中的异常状况;通过4G无线网络将作业现场的音视频信息传送到现场指挥单元和控制指挥中心。结果表明:带电作业安全防护系统能够最大程度地避免带电作业过程中安全事故的发生。     

早强充填体与矿柱相互作用的声发射特征试验研究北大核心CSCD

为了更好厘清充填体与矿柱相互作用机理,提出使用石蜡作为胶结剂,通过尾砂加石蜡拌合模拟充填体,建立充填体与矿柱相互作用的复合体模型。基于充填体与矿柱侧边存在临空面这一实际情况,采用自制的双轴加载装置模拟井下早强充填体与矿柱共同受载情况。借助声发射仪监测充填体与矿柱在加载作用下的AE振铃计数及AE点发生位置。试验结果表明:尾砂+石蜡模拟充填体加载破坏后存在残余应力;充填体与矿柱复合体试样在加载过程中的内部破坏主要发生在充填体内和充填体与矿柱接触带区域。     

基于区间模型的套管强度可靠性评估北大核心CSCD

为了弥补传统安全系数法以及可靠性理论在套管可靠性评估中的缺陷,基于区间理论提出了1种适合套管可靠性评估的非概率可靠指标,给出了套管三向强度可靠性评价模型以及相关参数最大、最小值取值方法。研究了外载变化区间均值和偏差对非概率可靠指标的影响规律。结果表明:均值增加,可靠指标线性降低、容许的载荷区间最小值增加;偏差增加,可靠指标非线性降低,并且降低率降低。套管强度影响因素变化区间偏差与可靠指标近似成线性逆相关关系。