聚能管装药预裂爆破模拟试验研究
摘要：为了揭示聚能管装药爆破的细观机理,基于数值计算的可重复性及经济型,提出了采用数值模拟的方法,对聚能管不耦合装药预裂爆破进行研究.在相邻炮孔中心处,应力波发生叠加,有效应力峰值为93MPa;切缝方向孔壁的有效塑性应变为8.2%,为管壁外侧受保护孔壁的2倍.结果表明：聚能管对能量传播的导向以及对侧面岩壁的保护有显著作用.采用现场试验,对模拟结果进行验证.聚能管预裂爆破,破碎块度均匀,断面平整光滑,半眼痕率达到100%.立井回填及悬吊管竖向荷载的试验研究
摘要：采用模型试验方法,给出了立井回填的过程中出现填料突沉问题的相似准则.通过物理模拟,再现了泥浆夹层的形成与破坏过程,指出泥浆夹层结构的破坏导致填料突沉,进而导致悬吊管竖向荷载的突然增加;为模拟填料突沉,在试验装置底部设置气囊,以底囊排空模拟井中填料的突沉,获得了井中流体、填料级配变化条件下的悬吊管竖向荷载,并推算出原型中的竖向荷载可达40.44MN,足以拉断悬吊管;文中提出采用柔性管接头、减小管土间摩擦系数、优化填料工艺等方法,可有效控制悬吊管的竖向荷载.承重砖墙托换体系承载力预计模型研究
摘要：根据工程实际进行了托换试件设计,设计中考虑了砖的强度、穿筋的数量、托换梁的高度等影响因素.试验与分析结果表明,托换体系有两种破坏形式,一是沿砖砌体和托换梁混凝土界面发生冲剪滑移破坏,二是沿砖砌体跨中出现劈开破坏.托换试件的抗冲剪承载力随着托换梁的高度、砖砌体的强度的增大而提高,托换试件抗劈开破坏承载力取决于托换梁的截面尺寸、穿筋的配置量和支座与托换梁间的摩擦系数等因素.最后建立了托换体系平面桁架力学模型,为了防止发生冲剪破坏,以劈开破坏的设计承载力的1.5倍作为冲剪破坏的验算荷载,如不能满足则加大托换梁的高度.煤岩单轴压缩过程电磁辐射的数值模拟研究
摘要：为深入研究煤岩变形破裂过程中的电磁辐射规律,利用建立的电磁辐射数值模拟模型及岩石破裂过程分析系统,模拟研究了煤岩单轴压缩过程的电磁辐射特征规律.结果表明,数值模拟得出的电磁辐射信号与煤样单轴压缩过程所受应力呈正相关性,在峰值应力处,电磁辐射能量及脉冲出现极大值,与实验结果较一致.高地应力巷道断面形状优化数值模拟研究
摘要：选取矩形、直墙半圆拱形、马蹄形、三心拱形、圆形和椭圆形6种巷道断面形状开展优化研究.采用FLAC5.0数值模拟软件研究了几种典型断面在岩体中开挖后巷道围岩塑性区分布、围岩主应力差分布和围岩变形特征,分析了不同侧压系数λ对它们的影响,在此基础上提出了巷道支护＂等效开挖＂的理念和＂无效加固区＂的概念.断面形状对高地应力巷道围岩主应力差分布影响不大,但等效开挖半径决定围岩塑性区分布,无效加固区越大,在巷道周边产生变形就越大,反之亦然.高应力巷道应根据λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆形.基于应力-渗流耦合理论的突水力学模型
摘要：由于岩石渗透率的突跳现象与底板突水现象的力学机理相同,通过进行实验室三向应力下岩石渗流实验,从力学的角度对底板突水机理进行了合理的解释,并提出了底板突水的实用突水判据.结果表明：底板突水是由于底板应力场与承压水渗流场相互作用形成的,矿山压力导致底板隔水层中的裂隙扩展贯通是底板突水的必要条件,承压水在裂隙面的法向扩张力及切向剪切力大于裂隙面的内力是底板突水的充分条件.只有同时满足充分条件和必要条件时,底板突水事故才会发生,理论分析结果与现场突水规律一致.钢框架带悬臂梁段拼接节点抗震性能参数分析
摘要：利用有限单元方法,考虑材料的非线性,分别对拼接等强型和拼接削弱型带悬臂梁段拼接节点进行分析,考察螺栓预拉力、界面摩擦因数、悬臂段长度、螺栓孔形状、梁端构造措施等因素对2类节点抗震性能的影响.结果表明,拼接等强型节点的抗震性能对上述设计参数几乎没有依赖性,而拼接削弱型节点的抗震性能则显著依赖于各参数的改变.将预拉力由P增大为1.2P或将摩擦因数由0.3增大为0.5均造成节点塑性转动能力降低50%以上;将悬臂梁段长度由500mm减为300mm造成滑移荷载降低20.5%,增为800mm则造成螺栓不出现滑移;梁端构造加强引起节点承载力提高16.8%,塑性转角提高17.5%.因此,高强螺栓预拉力、界面摩擦因数、梁端构造措施是影响拼接削弱型节点抗震性能的关键参数,在设计中需重点关注.煤泥水沉降特性的影响因素分析
摘要：基于煤泥水组成及性质,分析了悬浮颗粒大小、矿物泥化性质、ζ电位、颗粒间势能、水质硬度和系统特点对煤泥水沉降特性的影响.研究结果表明：〈0.010mm的颗粒沉降速度很小,是造成选煤厂＂细泥＂积聚的主要原因;在煤泥水中,不易泥化的矿物较易沉降,而黏土极易泥化,导致煤泥水难以沉降;矿物ζ电位越小,煤泥水越易沉降;黏土颗粒间始终为斥力作用,颗粒处于分散状态.水质硬度决定了煤泥水的沉降性能,水质硬度越低,煤泥水越难沉降.采煤机3DVR平台三维建模技术研究
摘要：以MG900/2210-WD交流电牵引采煤机为例,研究了采煤机3DVR数字化信息平台中的采煤机实时绘制和加速等三维建模关键技术。在传统边折叠算法的基础上,提出一种基于半边压缩的层次细节模型（LOD）的网格简化改进算法,建立了相应的半边压缩顺序的选择策略和误差度量方法;选择压缩到边的某个顶点,省去为确定压缩后产生的新顶点位置而进行复杂的运算和存储,降低了计算新顶点所需的时间和存储空间.结果表明：该算法能够满足采煤机3DVR数字化信息平台实时图形绘制的要求,实现了高效、无损且有连续分辨率的编码.在HP Worksta-tionZ800工作站上建立简化率为65%的模型时,所需的时间为原始模型生成时间的46%.具有被动摆臂的四履带机器人越障性能分析
摘要：针对主动摆臂形式的四履带机器人在越障过程中出现的摆臂控制复杂问题,采用简化机器人控制、增强机器人自适应能力的方法,通过引入柔性关节,在机器人机械本体上设计了一种被动摆臂机构,并从理论上对该被动摆臂式四履带机器人的越障能力进行了分析,用ADAMS软件对该机器人进行了运动学仿真.结果表明：当摆臂的下限摆角取φ1=-1.09rad时,机器人样机所能攀越的台阶高度为其极限越障高度（170.93mm）,比同尺寸采用主动摆臂形式的四履带机器人提高了20mm,从而验证了该机构的可行性,为被动摆臂式四履带机器人的发展提供了基础.基于CFD的桃形腔偶合器流场分析及结构优化
摘要：为开发具有高运行效率和优良限矩性能的偶合器,满足大功率刮板输送机软启动要求,利用流体动力学（CFD）FLUENT软件对桃形腔偶合器满充状态流场进行了仿真分析,并对其传递扭矩进行了预测.采用运动参考系模型（MRF）处理泵轮和涡轮之间相对转差关系;运用多边形网格来改善网格质量,通过与参考模型试验力矩系数值的对比验证了CFD方法的有效性.扭矩预测值表明标准桃形流道过载系数达到了6.65,无法满足刮板输送机使用要求,基于流场分析提出了挡流板、低叶片及其组合结构3种涡轮型式.结果表明：低叶片和挡流板组合结构型式的桃形腔偶合器可以在降低过载系数至4.5的前提下保持较高工作效率,较好满足大功率刮板输送机使用要求.崩落矿岩流动特性及影响因素实验研究
摘要：采用1：100的相似比进行放矿物理模拟实验,将矿样破碎后按粒级组成分为Ⅰ和Ⅱ这2组矿样,进行了模拟放矿实验,通过拟合得到了放矿高度为55,95,145m时的放出椭球体;大块含量高的粒级组成Ⅱ放出体短半轴比粒级组成Ⅰ大20%,但大块含量的增加导致放矿卡斗堵塞频率增大,粒级组成Ⅱ的堵塞频率为Ⅰ的7倍;此外,矿岩孔隙当量直径越大,细小颗粒穿流现象越明显,细粒含量较多的覆盖层能使矿石贫化率提高3倍以上,含水量也是影响崩落矿岩流动性的重要因素,含水率在10%左右的矿岩抗剪强度较大.考虑吸附作用的各向异性煤体有效应力
摘要：基于Carroll的各向异性孔隙介质有效应力公式,引入吸附气体相的影响,推导了考虑界面吸附作用的各向异性介质有效应力表达式;根据界面热力学的基本理论,在考察固相、气相、界面吸附相及系统能量方程基础上,分析了固相应力与孔隙压力及表面势的关系,推导了吸附作用影响下固相体积压缩系数的表达式;依据羊渠河矿煤样的试验数据,计算了不同气体压力条件下的固相体积压缩系数,计算结果表明：吸附作用使得固相压缩变形和煤体有效应力减小,在孔隙压力较低时吸附作用效应更加显著.导水裂缝带的广义损伤因子研究
摘要：用导水裂缝带广义损伤因子确定了导水裂缝带的最大高度.采用概率积分法研究了导水裂缝带的移动变形对其断裂损伤的影响.结果表明：导水裂缝带广义损伤因子的大小与其断裂损伤程度成正比,当导水裂缝带广义损伤因子小于某一特定值时,此处覆岩的断裂损伤不具有导水性,并以榆树湾煤矿20102上工作面开采为例,计算出其导水裂缝带广义损伤因子D0为1.67×10^-3,裂缝带的最大高度为89m,与现场实测90m基本吻合,验证了该方法的可靠性.双重介质热-水-力三维耦合模型及应用
摘要：在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了高温岩体地热开发系统热-水-力耦合的双重介质模型,对不同的介质分别建立以结点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,提出了该数学模型的求解策略与方法,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序DTHM.for,对地下-6km的高温岩体地热开发进行了详细的数值分析,结果表明：随地热提取,岩体裂缝法向应力逐渐降低、裂缝宽度成非线性增长;开始运行阶段,拟连续基岩介质内水压上升滞后,1a左右,整个系统水压保持稳定,以固定的压力梯度流动,在注入井和生产井附近区域水压力梯度较大,达0.046MPa/m,而在中间区域相对平缓,平均水压梯度约0.011MPa/m;在地热开采过程中,温度整体呈下降趋势,在生产井附近区域,温度呈非线性降低,与时间呈负指数关系下降趋势,而在注入井附近区域温度呈线性下降.硅灰石增强铸型尼龙复合材料摩擦学行为研究
摘要：为了改善铸型（MC）尼龙的摩擦学性能,提出了一种硅灰石表面接枝MC尼龙的表面处理方法,并制备了表面接枝MC尼龙的硅灰石填充MC尼龙复合材料,测试了其力学和摩擦学性能.结果表明：表面接枝MC尼龙硅灰石填充MC尼龙与尼龙基体具有良好的结合界面,复合材料的硬度和拉伸强度分别提高了31%和26%,复合材料的拉伸断裂伸长率下降了68%.干摩擦条件下,MC尼龙复合材料的摩擦因数随硅灰石含量的增加而升高,5%质量分数硅灰石填充MC尼龙复合材料的摩擦因数达到0.5;水润滑条件下,硅灰石对MC尼龙摩擦因数影响较小,3种材料的摩擦因数均为0.18;2种试验条件下,填充硅灰石复合材料的磨损率显著降低,耐磨性能较纯MC尼龙分别提高了5倍和2倍.MC尼龙复合材料的磨损主要为磨粒和黏着磨损.多煤层合层水力压裂关键技术研究
摘要：为了开发单层较薄、间距较小的煤层群中的煤层气资源,采用＂加密射孔（煤层段16孔/m,夹层段32孔/m）＋封堵球多级压裂法＂对西山煤田8#和9#煤层及所夹的＂虚拟储层＂进行了合层压裂.结果表明：合层水力压裂时＂虚拟储层＂能否破裂在于＂虚拟储层＂段与煤储层间的孔眼摩阻的差值能否满足＂虚拟储层＂与煤层的抗拉强度的差值.当采用逐级加排量能使＂虚拟储层＂段破裂时,排量的大小控制着煤层段和＂虚拟储层＂段的泵注液量,水平地应力的大小和方向、煤岩的弹性模量和泊松比决定了裂缝延伸形态;当不能使＂虚拟储层＂段破裂时,实施＂封堵球＂技术,根据所建模型确定出投球数不大于40个.当排量达到最大8.2m^3/min时,压力虽有上升,但不能使＂虚拟储层＂破裂;使用＂封堵球＂技术,部分孔眼堵塞,压力急剧上升至30MPa,＂虚拟储层＂破裂,平均921.5m^3/d排采数据验证了这一压裂工艺的可行性.地震波阻抗反演的免疫粒子群算法
摘要：提出了求解地震反演问题的免疫粒子群优化算法（IPSO）.定义了种群多样性指标,在此基础上提出了抗体动态选择机制,分别在进化初期和后期采用不同策略进行抗体选择,与适应度选择、q-选择以及确定性选择方法比较优势明显.提出了基于种群多样性的权重自适应调整策略,在进化初期进行大范围全局搜索,进化后期则在相对较小的空间进行局部精细搜索,缓解了全局搜索和局部搜索之间的矛盾.二十层理论模型计算表明,IPSO算法不依赖于初始模型选择,在无噪和加入20%噪声情况下反演精度均明显优于标准粒子群算法（PSO）和自适应粒子群算法（APSO）;成庄煤矿四、五盘区实际地震资料反演结果表明,IPSO算法能够准确识别煤层及顶底板位置,明显提高了弱反射波的连续性和可检测性.