深部软岩巷道变形机理及卸荷本构关系研究

安全发展是构建和谐社会的前提,煤炭行业的安全生产又是重中之重,随着煤炭开采深度的增加,巷道支护和管理方面存在的困难将无疑超过浅部其他水平,深部高应力软岩巷道围岩控制成为制约矿井安全、高效生产的主要因素之一.当前我国在安全生产理论方面的研究成果已经对煤矿的安全生产产生了重大影响,并取得卓越成就,而安全生产科学理论的贯彻执行必须借助技术、设备和工艺的创新性研究,并在现场实践中得以全面应用.本文通过对深部巷道开挖过程的应力调整机理、破坏特性及本构关系的研究,提出以锚杆、锚索为主的深部软岩巷道联合支护控制对策,并强调支护材料性能的互补性和施工的适时性.经现场实践,取得良好支护效果.     

深井动压影响下山煤巷围岩变形机理与控制研究

以刘桥一矿Ⅱ66回风下山为工程背景,采用现场实测、实验室实验、数值模拟和工业性试验综合分析了下山煤巷非对称变形破坏机理,提出动压影响下深井软弱煤巷围岩多层次组合控制理论,并给出优化控制措施。研究表明:回风下山变形失稳严重并呈非对称性,围岩完整性较差,强度低。地应力实测显示,回风下山处于高原岩应力区,最大主应力为水平应力且具有明显方向性,与巷道轴线夹角为71°,断面顶底板剪切破坏风险较大;数值模拟显示,回风下山开拓延伸期间,受邻近轨道下山、辅助下山影响显著,4煤回采对其影响较小,6煤工作面回采是下山煤巷非对称失稳的主要诱因;提出以围岩深浅孔注浆为核心,以新型注浆锚索、锚杆为装备基础的高阻让压全断面组合控制理论,并给出具体优化方案。工业性试验显示,下山煤巷围岩变形得到有效控制。     

基于STPA-FCM模型的自主航行船舶功能系统分析

为探析自主航行船舶(MASS)功能系统之间的失效机制,提升航行安全,将系统理论过程分析(STPA)方法与模糊认知图(FCM)方法相结合,构建MASS功能系统失效特征分析模型。通过STPA方法对功能系统的控制/反馈关系建模,确定27个控制关系与43个反馈关系,分析潜在的不安全控制行为(UCA)及其产生的关键致因,在此基础上,运用FCM方法构建各功能系统之间的交互关系,并反演出最终稳态下的相对失效概率。结果表明:最为核心的功能模块为电力系统、虚拟船长系统、动力定位系统、避碰系统,其稳定值占比分别为7.66%,7.62%,7.47%,7.14%,应优先确保其可靠性、稳定性和安全性。     

基于博弈赋权物元和证据理论的无线闭塞中心风险评估*

为客观地对无线闭塞中心进行风险评估,建立基于博弈赋权物元和证据理论的评估模型,根据故障树分析法识别的风险因子构建评估指标体系,采用博弈论思想对直觉模糊层次分析法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重进行最优组合,进而确定综合权重。运用物元理论和证据理论确定各指标的风险等级和系统整体风险等级,并通过实例分析对评估模型进行对比验证。结果表明:无线闭塞中心整体风险等级为“可容许的”,与实际情况相符。其中,系统外部通信故障的风险等级为“不期望的”,需要对其相关设备加强风险控制。     

基于灰色系统理论的煤与瓦斯突出预测

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防与控制,笔者应用灰色系统理论中的灰色聚类评估方法,对矿井的煤与瓦斯突出进行了预测.经实例证明,与常用的预测方法相比,灰色聚类预测方法具有能动态预测、预测准确等优点.该方法将影响突出的多个因素综合系统的来考虑,跳出了常规预测方法只依靠单一指标进行预测的圈子,提高了预测的准确性.研究结果表明,该方法能准确地反映矿井煤与瓦斯突出规律,是一种新的煤与瓦斯突出预测的方法.     

基于热湿交换理论的巷道风流温、湿度影响因素研究

为了研究巷道风流参数的影响因素、预测风流温湿度的变化规律,结合热湿交换理论,建立了风流与围岩壁面之间热湿交换的数学模型,以及贴体坐标系下围岩内部温度场的导热微分方程;利用数值方法,将围岩内部的导热问题与影响风流参数变化的热湿交换问题耦合起来,并以大柳塔煤矿52505综采工作面为例进行计算,得到了与实测参数较为一致的模拟结果,验证了该数值方法的有效性。研究结果表明:风流温度受原始岩温、入风流温度、局部热源强度等因素的影响,风流相对湿度与入风流温、湿度以及井下湿源的数量和强度有关;巷道壁温作为将围岩温度场与风流参数之间关联起来的主要因素,对模拟结果影响较大,其数值取决于壁面与风流之间热湿交换以及围岩原始岩温。     

突变视角下地下深埋隧洞塌方风险耦合演化研究

为有效预防地下深埋隧洞施工塌方事故,首先基于轨迹交叉理论,将隧洞塌方风险因素分为人、物2类,分析并建立风险指标体系;然后运用改进的变权层次分析法(AHP)确定各指标综合权重,建立风险耦合突变模型,计算耦合度,并分析隧洞塌方风险在人、物风险因素作用下的演化途径,同时考虑随机扰动因子对隧洞塌方风险的影响,补充完善传统尖点模型;最后以白鹤滩水电站右岸尾水管检修闸门室为应用实例,验证风险耦合突变模型的有效性。结果表明:尾检室塌方风险的耦合度为0.856 2,处于强度耦合区间,因素间存在较强耦合效应;此外,随机扰动因子取值范围为(-1.287 8,-0.427 2)时,会导致不断滋生的潜在风险隐患失控且爆发,增加塌方事故的发生概率。     

突发事件下城市群应急医疗床位共享建模

为给突发事件下城市群应急医疗床位共享提供理论依据,针对突发事件下城市群应急医疗床位共享问题,阐述突发事件下城市群应急医疗床位共享的必要性和可行性,并运用Multi-Hub理论,建立应急医疗床位在城市群集中的优化网络模型,并分析其内涵。在此基础上,采用基于层次分析法的线性回归方法,对多出救点、单个资源、多受灾点的应急医疗床位共享进行优化与讨论,并采用排队分配原则进行应急医疗床位具体去向的落实。研究结果表明:基于Multi-Hub理论的应急医疗床位区域集中优化模型与基于层次分析法的线性规划应急医疗床位调配优化模型,对突发事件下城市群应急医疗床位的共享具有优化和指导作用,能够提高突发事件下城市群应急医疗床位共享的效率,排队分配法能够在不超过医院容纳限度的前提下,保障应急救援的有序性和及时性。     

露天矿山排土场滑坡灾害预警技术

在现场调研与文献分析的基础上,提出了排土场滑坡灾害预警指标体系。基于物元理论和关联函数,构建了露天矿山排土场滑坡灾害可拓预警模型。采用基于测度改进的层次分析法客观地确定评价指标权重,较好地消除了人为因素带来的偏差;以综合关联度作为评价准则进行滑坡危险性等级判定,进而对排土场滑坡灾害进行预警。利用该模型对某铁矿排土场的滑坡危险性进行预警评价,得到了与实际情况吻合的警情,并针对存在的问题提出了相应的改进措施