GIS支持下矿区岩溶陷落柱的综合探测技术

岩溶陷落柱是影响矿山安全生产的重要地质灾害之一,在采掘笔者提出的工程设计之前,预先探测陷落柱的空间位置和形态,可避免经济损失并保证煤矿高效安全生产。为此,论述了一种在地面综合探测陷落柱的技术,即在地理信息系统（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ , 简称ＧＩＳ）支持下,对遥感图像、地质采矿资料和实地调查资料进行多因素复合分析,圈定陷落柱的可能分布区,进而实施物理勘探,确定陷落柱的具体分布参数。实践表明,这是一种行之有效的技术方法     

带压开采陷落柱突水影响因素数值模拟

为研究承压水压与煤层陷落柱位置这两种因素对陷落柱突水的影响,在分析固流耦合数学模型的基础上,利用数值模拟软件FLAC3D,以双柳矿地质条件为背景,分别对3 MPa和5 MPa承压水压下开采上、下两组煤4种情况进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的渗流-塑性破坏耦合场、应力场和位移场的变化.结果表明:随着工作面推进至接近陷落柱,工作面前方集中应力场与柱体周边应力场发生耦合,并出现应力集中,当水压为5 MPa开采上组煤时应力集中系数最大,最容易形成突水危险区域;当上组煤工作面距离陷落柱为30 m时,陷落柱渗流场与集中应力场开始连通,在开采下组煤时这一距离比上组煤扩大15 ～ 20 m;煤层底板随工作面推进发生压缩-膨胀周期变化,引起拉伸、剪切破坏.     

复杂岩溶地区隧道施工突水地质灾害研究

在岩溶山区施工的隧道工程,由于岩溶发育分布的复杂性造成对施工掌子面前方的岩溶分布状况难以准确判定,导致施工过程中岩溶突水突泥灾害发生,影响施工安全。笔者以宜万铁路齐岳山隧道为例,应用岩溶水文地质基本理论,从地层岩性、地质构造、地下水循环条件以及区域地壳运动等岩溶形成发展的控制性因素进行研究;分析了隧址区岩溶地下水的补给、径流、排泄途径;研讨了地层岩性分布规律和区域夷平面分布状况;分析了断层和褶皱等地质构造的分布规律,从而对隧址区的岩溶分布规律有了深入认识,进一步考虑隧道高程和线路走向,评价了齐岳山隧道可能发生岩溶突水突泥等施工地质灾害的危险地段;明确了施工过程中需要进行超前探测和防灾的重点区段。     

Research and application of comprehensive electromagnetic detection technique in spontaneous combustion area of coalfields

Perplexed by severe disasters, spontaneous combustion areas of coalfields in China not only lose a large number of precious coal resources but damage the ecological environment badly. The premise of effective control against the disasters is investigations on the source position and scope of spontaneous combustion areas at coalfields so as to provide scientific basis for fire extinguishment design and construction of coalfields. Working principles, construction methods and detection effects of high resolution earth resistivity method, transient electromagnetic method (small loop-center probe device) applied in the detection of combustion areas at coalfields have been introduced. The application shows that the above mentioned methods can detect the accurate position of underground combustion areas, are effective ones in detecting the combustion center, combusted area and distribution scope of combustion areas at coalfields, and have broad application prospects.     

煤岩体导热系数试验及单因子方差分析

为研究温度和含水量对煤、岩体导热系数的影响,采用激光闪射法测得8种煤、岩样品的导热特性参数;利用单因子方差分析方法对不同温度条件下的煤岩体导热系数测定结果进行比较分析,结果表明:煤岩体的导热系数随温度升高线性降低,随含水量增大而增大;岩石的导热系数大于煤体的导热系数,岩石的导热系数为1~5W/(m·K),煤的导热系数为0.1~0.5 W/(m·K);拟合得到不同煤体导热系数和温度的关系式,其拟合函数相关度在0.93左右,最大相对误差为2.18%。因此,可利用拟合函数和测试结果预测测试矿井的煤岩体导热系数。     

呼和浩特市黄河蒲滩拐水源地水环境现状及防范措施研究

饮用水安全直接关系人民群众的身体健康和生命安全,加强饮用水安全管理是关乎民生的重要任务。本文简述了呼和浩特市黄河蒲滩拐水源地的风险源调查情况,并分别采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对区域水环境质量现状进行评价,在此基础上提出了风险防范措施。     

起伏管道积水运动特征实验研究*

为研究油流携水过程中的积水运动特性,明确排除积水临界条件。以0#柴油、自来水为实验介质,利用内径（D）为50,80 mm,上倾倾角（β）为1°,5°,10°的水平-上倾实验环道,对表观油速（Uos）为0.25 m/s、无量纲水相高度（h/D）在0.5范围内,油流剪切作用下的管道积水运动特征进行实验。研究结果表明:积水流型随表观油速、无量纲水相高度、上倾倾角的增大由光滑分层流逐渐向波状分层流、液滴分层流过渡,其中表观油速影响最为显著;积水爬坡距离随表观油速增加而显著增加,随上倾倾角增大而减小,随无量纲水相高度减小而减小;实验说明弗劳德相似准则能较为准确地预测起伏管道中积水携带临界表观油速;由弗劳德相似准则预测可知,内径为489 mm管道积水排除的临界表观油速约为1.60 m/s,研究结果对减少管道内腐蚀有一定指导意义。     

液化天然气在水面地面扩散对比研究

主要利用FLACS软件,对水陆两处不同的界面下,LNG在同等气象条件下的扩散情况做了相关研究,利用FLACS软件前置处理器CASD对建立简单模型,拟定计算方案进行模拟仿真,对模拟结果进行整理分析后,得到水陆两个不同扩散层面液化天然气气液两相扩散结果与最大扩散距离。处理数据得到LNG气液两相扩散距离,对比结果可知LNG在水面蒸发速率大于地面蒸发速率且扩散距离远远大于地面扩散距离,可燃区域覆盖面更为宽广,说明水面扩散速率大于地面扩散速率。     

带电细水雾的灭火实验研究

利用静电感应原理,设计了使细水雾强制带电的感应荷电装置,进行了带电细水雾的灭火实验研究。为研究带电细水雾的灭火效率,在受限空间内,采用小尺度实验方法,通过改变电压的极性和大小、针-环状电极的半径及其距伞罩电极之间的距离,分析对灭火时间和热电偶温度变化的影响。结果表明:带电细水雾比普通细水雾能更迅速地降低火焰温度、熄灭火焰,荷负电的细水雾比荷正电的细水雾具有更好的抑制效果,随着电压的增大、针-环状电极半径及两电极间距的减小,灭火效能提高,熄灭时间减少。     

细水雾灭垂直立面火实验研究

对细水雾灭垂直立面火进行了实验研究。结果表明,喷头和火源之间存在一个最佳的水平距离,在此距离上,细水雾能够扑灭的火源尺寸或火源的位置范围最大。喷头向燃料表面垂直喷射时,灭火时间最短。斜向喷射时,随着喷射角度的增大,灭火时间逐渐增大,直至灭火失败。喷头斜向上喷射时的灭火效果优于斜向下喷射时的灭火效果,能够在更大的喷射距离上扑灭相同规模的火源。     

冷轧乳化液废水处理试验研究

对武钢冷轧乳化液废水采用超滤和氧化破乳法进行对比试验,从试验运行效果、投资费用、运行成本等方面进行了比较分析,得出处理冷轧乳化液废水的最佳方法－超滤法。对冶金行业乳化液废水的处理具有一定的参考价值。     

大同矿区煤的导热系数灰色关联分析及预测

为分析煤质指标及密度对导热系数的影响作用,选取了山西大同矿区的不同煤质煤样,进行导热系数测定实验,应用灰色系统理论对导热系数与影响因素进行灰色关联分析,建立导热系数与主要影响因素的GM(1,4)灰色预测模型,进行导热系数预测。结果表明:固定碳、密度和水分是影响煤导热系数的主要因素;根据得出的主要影响因素建立的GM(1,4)预测模型平均相对误差为4.5%,预测精度较高,能够用于导热系数的预测。     

受限空间内细水雾与火相互作用的实验研究

细水雾灭火系统作为卤代烷系列灭火剂的替代产品之一，以其高效无毒、经济实用的优点，近年来在国际上研究得非常活跃。本文在受限空间内利用先进的材料热释放速率测量仪研究了细水雾与火的相互作用过程，并得到了以下结论：细水雾通过汽化吸热冷却燃料及氧化剂、体积膨胀隔氧以及吸收热辐射降低对燃料的热回馈等效应与火相互作用，达到控制和扑灭火灾的目的，在受限空间内汽化隔氧效应起着重要作用。