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.     

长壁综采工作面覆岩采动变形破坏时空演化规律研究

回采工作面煤层被采出以后,上覆岩层产生离层、断裂、垮落等运动,形成的冒落带和裂隙带范围对煤矿安全生产影响极大.以顾桥煤矿1116(1)综采工作面为工程背景,采用数值模拟和井下电法测试技术,研究了淮南矿区11-2煤层开采时覆岩移动破坏的规律.结果表明:在垂直方向上,采空区上方覆岩破坏分区特征明显,由下而上依次为双拉应力破坏区、拉伸裂隙区、剪切破坏区和未破坏区域;冒落带最大高度11.5～14.5 m,裂隙带最大高度45～47.5 m;覆岩破坏最终形态类似于马鞍形,破坏在水平方向的范围要比开采区域大.     

上喷式矿井排风热回收装置内液滴运动模型及其优化计算

为了减小常见下喷式装置风吹水损失大的问题,设计了上喷式矿井排风热回收装置.通过液滴受力及运动分析,将上喷式液滴的运动划分为2个阶段.根据牛顿第二定律,建立了简化的液滴动量方程;在该方程的基础上,结合运动阶段划分,得到临界条件下的力平衡关系式;利用该式,在10个不同相对速度下,得到了上喷式与下喷式的保证液滴不被吹飞的临界直径.应用变量替换,将液滴动量方程变换为液滴运动距离的微分式;继而,根据液滴及空气之间的雷诺数组合,导出了液滴最大上升高度的5个积分计算式.应用这些积分式,数值计算了不同迎面风速、液滴粒径及液滴初速度下,上喷式中液滴最大上升高度、下喷式中液滴最大下降高度.对比计算结果,相比下喷式,上喷式具有节水、液滴选择范围宽和低耗高效的优势.     

典型可燃物燃烧烟尘物化特性差异性研究

开展对典型可燃物燃烧烟尘的物化特性差异性研究,是全面了解烟尘信息的基础.基于可控条件下的燃烧试验,对典型可燃物燃烧烟尘物理特性和化学组分进行了分析.通过对比分析汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘及柴油烟尘和正庚烷烟尘的透射电镜图片,对透射电镜图的紧凑性、复杂性及灰度值进行了深入分析,探讨了燃烧烟尘的物理差异性.利用固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC-MS),对汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘化学组分进行了分析和对比.通过燃烧烟尘的特征物质组分的分析,得到3种燃烧烟尘在特征物质的分布和出峰时间等方面的差异性.这些差异性可作为对烟尘来源及燃烧条件等因素判别的依据.     

基于改进的HFACS和SPA的矿山安全人因分析

为了更好地服务于矿山安全管理,同时解决矿山人为因素调查、分析和评价方面存在的缺失,对部分矿山事故进行了统计分析,研究了诱发事故发生的人因因素,并分析了各因素发生的原因。在此基础上,结合对部分矿山安全管理现状的研究,建立了矿山HFACS分析模型。该模型包括5类事故致因、24个人因因素。应用该模型,结合集对分析方法,可实现矿山人因因素定量与定性分析。以陕西省某矿山为例,建立了该矿山的HFACS模型。采用专家评分法、层次分析法确定各因素的权重,计算出系统的联系度表达式。利用该表达式对该矿山的集对势、联系度、不确定性和悲观势进行了分析。结果表明,该矿山人因安全状况良好,个别人因因素指标需要改善和提高。矿山HFACS模型可以很好地涵盖矿山事故中的人因因素,通过对矿山人因现状的集对分析,可以有效提高矿山安全性。     

改进突变理论在井下排水方案优选中的应用

为了更精确合理地对新桥硫铁矿排水方案进行优选,对利用突变理论的方法进行优化,建立突变理论和熵权法相结合的改进模型。从经济和工程量方面出发,综合考虑了影响排水方案优选的3个层次的12个指标,统计样本数据。运用熵权法分层确定同一上层变量下各指标的客观权重,导入突变理论中,建立综合评价结构模型,消除了主观因素的影响。同时运用突变理论和EM-TOPSIS进行方案优选,通过对比3种方法的优选结果,证明了改进突变理论的可靠性与合理性。     

基于组合赋权理想点法的高切坡安全评价

选取高切坡的黏聚力、内摩擦角、高切坡类型、地形坡度、边坡高度作为评价指标,结合理想点法的基本原理,建立高切坡安全评价模型。针对指标权重评价中存在主观影响因素过多、评价指标权值不确定等问题,运用组合赋权法来确定其权重系数,并对实际工程的高切坡进行安全评价。结果表明,所选高切坡的评价结果与实际评价结果基本一致,证明该方法用于高切坡的安全评价合理、有效。     

ATIS环境下驾驶员认知负荷研究进展

为构建更加符合驾驶员认知特性的出行信息环境,提高驾驶员出行信息服务水平,对ATIS环境下驾驶员认知负荷研究进展进行系统分析与评述.首先阐述了认知负荷的理论基础,随后分析了ATIS环境下驾驶员认知负荷的影响因素,同时分类解析了驾驶员内在认知负荷、外在认知负荷与相关认知负荷的产生根源,并对认知负荷的形成机理进行了分析;系统评述了驾驶员认知负荷的测量方法,最后基于驾驶员信息认知负荷提出了ATIS优化对策.结果表明:年龄、性别、受教育程度、月收入、出行经验是影响驾驶员认知负荷的主要因素;道路交通标志的版面设计与驾驶员的标志视认时间关联密切;驾驶过程中拨打手机及使用车载终端均会分散驾驶员注意力,增加驾驶员的信息认知负荷;较高的车速与音频播放等环境会对驾驶员的信息认知能力提出更高要求.     

基于SA-ELM的爆破震动速度预测

针对爆破震动速度与其影响因素之间的复杂非线性,结合模拟退火算法(SA)的全局寻优性,提出了一种新的SA-ELM算法.以矿山周边建筑物爆破震动实测数据作为训练样本,选取总药量、最大段药量、测点与爆破点距离、地面震动特性、建筑物震动特性等8个影响因素作为输入变量,建立了爆破震动速度预测的SA-ELM模型.模型训练值和预测值与实测值的均方误差(MSE)分别为0.20和3.26,平均相对误差控制在5％以内,显示出该模型具有良好的训练精度和泛化能力.对比传统ELM模型,SA-ELM模型不但提高了精度和泛化能力,而且降低了隐层节点数变化对训练结果的影响,提高了模型的稳定性.     

基于正交模拟试验的矿用空气幕结构优化

为了降低空气幕的能耗,依据空气动力学理论,建立了以双三次方曲线为整流器外轮廓线的矿用空气幕模型,采用正交模拟试验方法,以出风口速度分布均匀性及阻力损失为评价指标,研究了不同结构参数下矿用空气幕内流场分布规律,计算出矿用空气幕出风口断面的速度分布均匀性参数及压力损失,得到了最优的矿用空气幕结构模型,该模型风流速度均匀性参数为0.038 5,压力损失为98.3Pa.结果表明,压力漩涡的大小及流速滞留区的范围与整流器密切相关.对矿用空气幕出风口速度分布均匀性影响最大的是供风器出风口宽度,其次为导流体中截面半径;对矿用空气幕压力损失影响最大的是供风器出风口宽度,其次为整流器及供风器长度.当导流体为圆锥体时,矿用空气幕的性能最优.