采场顶板X-O型断裂形态力学分析
摘要：采场顶板的破断形态与采场来压、瓦斯抽放、地下水运移、地表沉陷等有密切关系.建立四边固支顶板的弹性薄板力学模型,利用里茨法理论分析顶板断裂形态的产生机理,得出顶板发生破坏以及破坏延伸、转移的规律.在有限元分析软件ANSYS中,依据材料的最大拉应力准则,利用生死单元技术对顶板的空间断裂形态进行三维数值模拟.结果表明,顶板沿长短边的破坏与理论分析相符,得到顶板沿厚度方向的破坏规律,形成空间＂O＂型裂纹形态,顶板下底面中心的破坏呈层层剥离现象,确定了裂纹出现分叉的具体位置,形成了空间＂X＂型裂纹形态,综合得到顶板的空间＂X-O＂型断裂形态.煤与瓦斯突出冲击波传播规律研究
摘要：应用应力波理论研究了煤与瓦斯突出过程中产生的冲击波在煤体界面上的反射、透射现象,得到了入射、反射和透射超压解析解,根据空气动力学分析了冲击波沿巷道方向传播规律.结果表明：透射超压值为入射超压的两倍,而反射超压值略小于入射超压.冲击波超压与冲击气流、突出的膨胀能量成正比,与通风巷道的截面面积呈反比;当冲击波在单个层状煤体中传播时,它会在其两端自由界面上出现反射,反射波反向卸载,自由面上物体振动速度加倍,又将其撕裂成若干个更薄的层状体;当冲击波传播到构造煤和硬煤岩体的分界面上时,产生了强烈的透射和反射现象,透射波在分界面上叠加,其应力值加倍,煤体受到强烈压缩作用,当其超过软煤强度时,软煤被压裂破坏.直角拐弯巷道中瓦斯突出冲击气流传播特征研究
摘要：为研究突出冲击气流的传播过程及其特征,以直角拐弯巷道为例,建立了数值计算模型,对突出冲击气流的传播过程和瓦斯气体的输运过程进行了数值模拟,分析了突出冲击气流的传播衰减特征和突出瓦斯气体的输运特征.结果表明：突出能形成高速运动的冲击气流及冲击波,且突出冲击波传播速度能够超过当地音速;突出冲击气流在通过拐弯巷道时,会发生绕射及反射,其强度可能大于拐角前的强度,而在通过拐角之后衰减幅度较大;突出能在巷道内形成高浓度瓦斯区域,且瓦斯对流传质速度小于冲击气流运动速度.通过模型试验研究,初步验证了数值模拟的结论.煤矿采矿围岩压力拱的演化特征数值模拟研究
摘要：利用数值模拟和相似物理模型方法,讨论了工作面推进过程中围岩应力转移变化规律,得到了压力演化规律和特征.结果表明,工作面开挖后,伴随着应力不断转移和调整,将在采场围岩中形成长轴在采煤工作面走向,短轴在工作面倾向的近似鸡蛋形厚壁压力拱;随着工作面推进距离的加大,压力拱拱体的内边界外移,拱体变厚,拱内围岩应力增加区.柱状节理岩体横观各向同性本构关系研究
摘要：采用复合材料力学方法,针对柱状节理岩体考虑节理交错、层内错动带及柱轴偏转等因素建立了横观各向同性本构模型,对其等效弹性参数进行了系统分析,并根据某拟建水电站坝址区玄武岩体原位试验资料,探讨了层内错动带和节理等因素对弹性参数的影响.研究表明：坝址区分布的层内错动带对柱状节理岩体弹性参数影响较大,在垂直于层内错动带方向上弹性模量减小了50%以上;柱状节理倾角影响也比较明显,在倾角为15°时,等效弹性模量下降低约19%.该方法可以完善描述柱状节理岩体各向异性变形特征和规律,揭示了原位测试水平向弹性模量大于铅直向的原因.半干旱矿区近浅埋煤层开采潜水位恢复预测
摘要：为剖析半干旱矿区近浅埋煤层开采基本不渗漏区潜水位恢复机制,通过物理相似模拟揭示了煤层开采造成的潜水位降深呈＂降落漏斗＂状,建立了潜水位恢复的单井数学模型,在修正的Theis公式的基础上对潜水位恢复时间进行了预测,并将解析计算、模型试验及实测结果进行对比检验.最后分析了潜水位恢复动态规律及其对地质环境的影响.结果表明：基本不渗漏区域煤层回采造成砂层水位骤降,其瞬时水位可近似看作虚拟抽水产生的降落漏斗,而其恢复过程可视为停止虚拟抽水的水位恢复过程.水位恢复停采时降深95%的解析恢复时间为225d,比物理模型试验所得时间300d略小,其误差主要源于井函数的近似取值和采空区上覆岩土层非连续塌陷.工作面附近泉水流量的实测曲线显示数学模型的误差为9.1%;依此预测出潜水位在初期恢复较快而后期恢复缓慢,将造成农业短期大面积减产、植被可逆性退化及土地沙化缓解等地质环境效应.原油芳烃的沉积环境指示作用
摘要：为了研究原油芳烃在沉积环境方面的指示作用,采用色谱-质谱仪对塔中地区海相原油、柴达木盆地咸水湖相原油、冀中坳陷淡水湖相原油以及吐哈盆地煤成油等31个原油样品进行了全油GC-MS分析.研究结果表明：芳构化二萜类的卡达烯和惹烯的丰度指示着高等植物输入强度,海相和咸水湖相原油卡达烯在萘系列中的质量分数小于0.24%,惹烯在菲系列中的质量分数小于1.21%,淡水湖相原油和煤成油中这两个值分别为0.12%～8.65%和0.71%～20.03%;硫芴和氧芴可能来自同一先质,而芴具有不同的成因,硫芴/氧芴可以反映氧化还原环境,海相和咸水湖相原油该值一般大于0.7,淡水湖相原油为0.48,煤成油小于0.14;硫芴/菲是区分海相原油（〉0.25）与陆相原油（〈0.2）最有效的参数;咸水湖相原油以高的三芳甾烷丰度（三芳甾烷系列/芳烃总量〉12%）和C26/C28（20S）三芳甾烷比值（〉0.45）为特征;煤成油中往往含有完整的苯并藿烷系列.气固磁稳定流化床屈服应力的实验研究
摘要：气固磁稳定流化床是分选6～1mm细粒煤的有效手段,屈服应力对气固磁稳定流化床的稳定性和被分选颗粒的运动具有重要影响.采用拉板法,以0.074～0.045mm磁铁矿粉为加重质,对床层的屈服应力进行了研究.结果表明,磁稳定流化床的屈服应力是磁场强度、床层深度和表观气速的函数,分别随磁场强度及床层深度的增加而增大,随流化气速的增大而减小,磁场强度对屈服应力的影响最大,床层深度次之,表观气速影响最小.构建了3个因素对屈服应力的单因素作用模型及综合作用模型,为气固磁稳定流化床分选6～1mm细粒煤提供了理论基础.安家岭露天煤矿运煤卡车通道水平优化研究
摘要：结合安家岭露天矿实际情况,归纳了卡车运距、卡车单位运输成本及运输功的计算公式,提出了单斗卡车间断工艺当量双环运距概念,及基于微分思想的不规则境界的运输功计算方法.论述了内排土场运煤卡车通道留沟水平的优化方法,并对不同留沟水平的总费用进行了计算比较.结果表明：对于采煤半连续工艺来说,当内排土场刚跨过地面半固定破碎站时,留沟由于减少了综合运距成为节约原煤运输成本的最好办法,安家岭露天矿内排运煤卡车通道留沟水平在1 330m时总费用最低,比1 270m降低了14.8%.大能束数蒙特卡洛热辐射计算的CUDA并行算法
摘要：研究了基于CUDA（Compute unified device architecture）技术的蒙特卡洛热辐射计算算法.以油池火的火焰辐射计算为例,采用计算能力值为1.1,1.2,2.1的3种GPU为硬件,探讨了CUDA在蒙特卡洛热辐射计算中的效率.研究发现,当计算采用的线程数为最大值,线程块数为MP个数的整数倍,GPU的计算能力值较大时,计算速度可以得到较大的提升.经过优化后,在计算500万个能束数时,采用计算能力值为1.1,1.2,2.1的GPU运行时间只需0.44,0.167和0.084s,分别比单个CPU的运行时间快了62,167和333倍.结果证明对蒙特卡洛法进行CU-DA并行化改进,在保证计算精度的同时可以极大地提高计算效率.基于空间变异性的IDW矿石品位估值改进方法
摘要：为满足距离反比加权（IDW）插值方法在矿石品位估值中的应用,对IDW方法进行了改进.通过地质统计学中的变异函数理论分析钻孔样品数据中元素品位的空间变异性,根据矿体形态计算矿体走向、倾向和厚度3个相互垂直方向的定向变异函数,进而使用3个方向和相应变异函数的变程值确定搜索椭球体的参数.采用八分圆空间分区搜索方法对每个八分扇区内参与插值的样品个数加以限制,从而减少样品数据聚类效应;根据钻孔勘探网度,将空间搜索范围以及钻孔工程数与储量等级进行对应,实现矿石资源级别分类.通过C＋＋语言在HOOPS三维可视化平台编程实现了该方法和计算结果的可视化,以某铜矿实例说明该方法的具体步骤.结果表明该方法简单有效,能够得到很好的估值结果.新型柱浮选泡沫输送装置及固液两相流动特性
摘要：针对高含气率、高黏性柱浮选泡沫输送的需要,设计了一种新型柱浮选泡沫输送装置,并进行了固液两相流动特性模拟.结果表明,漩涡多靠近叶片工作面,其方向与叶轮旋转方向相反;叶轮内各流道压力分布较为均匀,叶轮中心区域为低压力区;颗粒直径越大,叶片工作面和轮缘处分布的颗粒越多,磨损程度越重;颗粒浓度越大,流体的全速度越高,叶轮出口附近处颗粒速度梯度越大,叶轮受局部磨损程度越重.基于数值模拟的优化设计结果表明,采用后倾叶片、扩大出料管径和增加出料管数量,有利于改善输送效果.人工裂缝缝壁表皮效应数学模型研究
摘要：针对以往模型进行压裂设计与分析方法对结果偏差较大的实际情况,在对经典裂缝延伸和扩展PKN和KGD理论模型研究的基础上,运用断裂力学和流体耦合方法,建立新的缝壁表皮数学模型,获得新的裂缝缝壁表皮效应分段数学函数.将新模型与以往Cinco-Ley模型进行现场参数计算对比,结果表明：以往认为该表皮效应对产量影响只有5%,新模型表明该表皮效应对产量的影响可以达到50%,新模型揭示了以往认为高效压裂工艺下反而压后减产矛盾现象的真正原因.利用新模型指导压裂设计可降低裂缝缝壁表皮对产量的影响,增强压裂设计对储层的适应性和科学性.现场35井次试验表明,采用新模型后在降低成本的情况下,压裂效果增加1.5倍.微凹坑相对位置变化对表面减摩性能的影响
摘要：为探讨微凹坑相对位置变化对织构化表面减摩性能的影响,在试件表面分别加工变换微凹坑列与速度方向角度、增大微凹坑横向间距减小纵向间距、以及减小微凹坑横向间距增大纵向间距等三种微凹坑相对位置变化系列的表面织构,利用理论方法分析了表面织构在产生流体动压力时微凹坑之间的相互影响,并利用往复式摩擦试验法进行研究.研究结果表明：在固定的微凹坑直径、深度和面积率下,微凹坑相对位置变化对表面织构的减摩性能具有很大的影响;与微凹坑正方形网格分布的织构化表面相比,微凹坑横向间距与纵向间距比值为r=1/3的织构化表面具有最优的减摩提高效果,在试验载荷200N、曲柄转速400r/min时,可进一步降低摩擦22.14%.基于选择性集成学习的焊接缺陷识别研究
摘要：针对射线检测焊缝图像中缺陷识别正确率低的问题,提出一种选择性集成学习的焊接缺陷识别算法.算法中的个体学习器由稳定分类器和非稳定分类器组成,使用SVM-RFE算法移除集成学习器中的冗余个体学习器,保留子学习器预测输出加权作为集成学习器的输出,有效地增强了个体之间的差异性,进而提高了集成的泛化性能.结果表明：该算法充分利用更多的缺陷特征和样本数据集信息,继承了强集成学习的优点,有效地提高分类正确率.使用一对多的方法把二分类选择性集成学习器推广到多分类问题中,所提出的算法在训练精度为92.4%时;焊缝缺陷识别率提高到85.5%.粉煤热载体干馏热力学模型及过程参数调控
摘要：为了优化粉煤热载体干馏过程参数,通过粉煤热载体干馏热力学模型的建立,探寻粉煤干馏的主要影响因素,采用热重分析确定粉煤的热解温度区间.研究了粉煤粒径、热载体温度、干馏温度和干馏时间对干馏产物半焦挥发分的影响.结果表明：粉煤粒径和热载体温度对产物挥发分影响甚微,干馏温度和干馏时间对产物挥发分影响显著;产品挥发分基本随着干馏时间的延长而降低,随着干馏温度的升高,产品挥发分迅速降低.碳微米螺旋纤维的电化学特性研究
摘要：用碳螺旋纤维作锂离子电池的电极,选择金属锂片作为对电极和参比电极,系统地测量其极化过程中的充放电曲线、循环性能以及电化学阻抗谱.结果表明：首次放电比容量为304.06mAh/g,首次充电比容量为184.87mAh/g,不可逆比容量为119.19mAh/g;循环实验显示,该材料第150周放电比容量达到170mAh/g,为第2周的80%,循环性能良好,这与碳螺旋纤维的大比表和中空结构密切相关;首次放电阻抗谱显示,当电极电位位于1.2～0.6V时,电解液与螺旋纤维间的固体电解质相界面膜（简称SEI膜）开始生长,所形成的SEI膜性质稳定,这也为维护循环稳定性提供有力保障.基于SVD和SIFT的宽基线立体影像匹配
摘要：提出了一种在核线几何约束下基于自适应归一化互相关（NCC）及奇异值分解（SVD）的尺度不变特征变换（SIFT）特征匹配算法（SVD-NCC）.算法首先利用SIFT特征的尺度和方位信息对特征点邻域进行仿射变形改正,然后基于NCC测度和SVD算法生成特征点间匹配矩阵并获得其对应关系.在具体实现策略上,算法首先基于特征点的空间分布和信息熵选取一定数量的最优SIFT特征点集,并基于SVD-NCC算法获得初始匹配点对用于立体像对的核线几何估计,然后在核线几何约束下对其余特征点进行扩展匹配及误匹配剔除.实际的宽基线序列立体影像匹配试验结果表明该方法可显著提高匹配点的数量和匹配正确率.