采动影响下断层活化规律的数值模拟研究
摘要：以采用库仑剪切模型的接触面单元代表断层两盘的接触状态，模拟工作面从断层上盘和下盘向断层方向逐步回采的过程，研究断层接触面上法向应力和剪切应力的时空演化规律、断层上下盘的运动规律．模拟发现：在工作面回采的过程中，断层带上的应力分布具有明显的时空特征，断层上法向应力和剪切应力对采动影响具有不同的敏感性，断层法向应力的变化总是早于剪切应力；工作面距离断层越近，断层越易于活化，上盘推进时，断层影响范围约为断层前方60m，下盘推进时，工作面与断层距离小于20m时断层最易出现活化；不同的回采方式会引起断层不同的活化危险性，相比上盘开采，下盘开采时采动对断层的影响范围更为集中，活化危险性更高．急倾斜煤层工作面区段煤柱失稳机理及合理尺寸
摘要：根据急倾斜煤层工作面区段煤柱赋存特点，运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法，分析了不同倾角、不同尺寸区段煤柱条件下的煤柱变形破坏特征、煤柱周围应力分布规律和影响煤柱稳定的主要因素，以及采空区的冒落、充填特征，得出区段煤柱主要受到沿倾向的剪切破坏作用出现“台阶”型破坏，急倾斜工作面区段煤柱失稳的必要条件a≥arctan（f1＋f2），失稳方式为向采空区的滑落失稳，煤柱下端的底板处和上端的顶板处为主要破坏区域．结合龙煤七台河分公司新铁矿急倾斜煤层开采实际，分析得出了保证区段煤柱和采空区项板稳定的区段煤柱合理尺寸，提出了加大区段煤柱尺寸或采空区后方煤柱上方注浆充填加固技术方案，保证了急倾斜煤层综采工作面的安全生产．液氮冻结管壁温度的分布规律
摘要：分析了冻结管的材质、结构、布置方式、串联方式等不同条件下液氮冻结试验中的管壁温度数据．结果表明：采用传统冻结管结构的液氮冻结中，冻结管口与管底的管壁温度差别较大，在冻结管长度方向上管壁温度成近线性分布；采用在供液管上开孔的冻结管结构，可以有效减少冻结管壁的温差，特别是在供液管底部封堵后，采用较小的开孔间距时，冻结管壁温度分布基本是均匀的；在冻结管串联时，相同深度位置进液管壁温度都低于出气管壁温度，且两者的温差基本一致．液氮灌入量、冻结管材料、结构和连接方式是影响冻结管壁温度分布的主要因素．含软弱夹层顶板巷道安全状况可拓评价模型
摘要：在现场实测和实验室物理模拟基础上确定了10个影响软弱夹层顶板巷道安全性的因素．通过层次分析法对各因素进行权重评判，结果表明软弱夹层层位、受水影响程度等是影响该类巷道稳定性的主要因素．借助物元可拓性定性方法和可拓关联函数定量方法，提出了一种新的含软弱夹层顶板巷道安全评价模型，对实际生产矿井该类巷道的评价指标进行数据预处理，得到反映软弱夹层顶板巷道安全状况的5种等级，即非常危险、危险、相对安全、较安全、安全，并为控制对策提供理论依据．利用该模型对芦岭矿1184回风上山安全稳定状况进行可拓评价，计算结果表明该巷道等级为较安全，与现场实际较吻合，验证了该模型的可靠性与准确性．胶结充填体强度预测及水泥消耗量反演计算
摘要：为降低充填成本和使料浆制备系统可靠运转，基于特大型采空区充填工程对于二步骤矿柱开采的重要性，采用配比优化试验及统计分析所得的充填体长期强度预测模型，结合现场充填体地质钻探取样的检测强度，利用预测模型的变形公式，反算出采空区充填水泥实际用量，对设计与实际水泥用量的定量关系进行了分析，掌握了二者之间的偏差．结果表明：前期充填中水泥用量存在较大富余，52-8#和52-10#采场水泥用量分别偏大约60．28％，49．24％．随着充填站操作人员技术水平与熟练程度的提高，并通过对站内计量仪表和物料输送设备校验后，水泥用量的下调空间较大．深锥浓密机体积确定方法及其应用
摘要：为了确定深锥浓密机体积，推导了深锥浓密机内部料浆停留时间的理论公式，进而提出了深锥浓密机内部料浆体积的计算方法．该方法通过流变仪测得膏体临界质量分数，并使用自制深锥模拟装置测得料浆达到临界质量分数所需的浓密时间，同时测得静态沉降料浆质量分数，将这些参数代入深锥浓密机内部料浆体积计算公式中，即可求得深锥浓密机内部料浆的体积．采用内蒙某矿深锥浓密机对该计算方法进行验证，结果表明，采用论文提出的计算方法得到的深锥浓密机内部料浆体积为9322．77m3，比实际料浆体积9306．57m3多出16．20m3，二者相差0．17％．含水砂岩顶板巷道失稳破坏特征及分类研究
摘要：运用理论分析、实验室试验和现场实测方法，研究了宁东煤田主采煤层含水砂岩-水相互作用下物理力学性质及巷道顶板变形破坏特征，提出了富水巷道的内涵并对其进行了分类，阐述了分顸控制的基本思路．结果表明：含水砂岩分为粗粒泥质长石砂岩和中粒泥质长石岩屑砂岩，且在水作用下，含水砂岩破坏形式发生了变化，从干燥状态下沿岩样轴向的拉张破裂向端面碎裂破坏过渡；含水砂岩顶板巷道呈现以软弱岩层扩容变形和含水砂岩离层为主的分阶段变形破坏特征，含水砂岩浸水后强度迅速降低，富水巷道分为第Ⅰ，Ⅱ类富水巷道．内含瓦斯抑制条件下极限平衡区顶煤自燃模拟
摘要：建立了瓦斯抑制条件下顶煤自燃数学模型，并给出了模型中各方程的边界条件、初始条件及各参数的确定方法，利用Fluent软件对给定条件下的极限平衡区顶煤自燃过程进行了模拟研究．模拟结果显示，靠近进风巷的顶煤升温较快；随着时间延长，高氧浓度区域逐渐向顶煤内部扩展；顶煤内瓦斯浓度梯度减小，最高瓦斯浓度降低．通过对模拟数据分析得出，顶煤升温过程为加速过程，内含瓦斯明显延长了顶煤的自然发火期；供风量对顶煤自然发火期影响不大，但对顶煤高温区中心点位置的影响较大；自然发火期与其耗氧速度存在负指数函数关系．空气重介质流化床中入料颗粒的受力特性
摘要：入料颗粒在空气重介质流化床中所受合力是决定颗粒运动行为与分离特性的关键．在理论分析的基础上，建立了入料颗粒在流化床中运动时的受力平衡方程．采用自行研制的颗粒受力测量装置，对不同粒径示踪颗粒在流化床中的受力变化进行了准确测量，结果表明：对粒径为8～10mm、密度为7850kg／m3的球形颗粒，在以0．3～0．1mm高密度磁铁矿粉作为加重质形成的稳定流化床中，其受力稳定，并与理论计算符合良好．中国矿业大学主办的学报分别被评为“中国最具国际学术影响力学术期刊”、“中国国际影响力优秀学术期刊”
摘要：2012年12月26日，清华大学图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社、中国科学文献计量评价研究中心联合公布了入选“2012中国最具国际影响力学术期刊”的175种科技期刊、人选“2012中国国际影响力优秀学术期刊”的175种科技期刊，煤层气低速非达西渗流解析模型及分析
摘要：基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程，建立了考虑煤层气解吸效应和低速非达西渗流特征的渗流数学模型，推导出全新的煤层气低速非达西径向流压力分布解析解和产能方程，定量计算后对低渗透煤层气产能低和储层难以有效动用进行了理论分析。研究结果表明：1）拟启动压力梯度每增加1kPa／m，储层有效动用半径下降约30％，因此拟启动压力梯度的存在使得井筒储层难以有效动用，对煤层气开发影响较大；2）解吸能力每增加1倍，煤储层的有效动用半径增加15％左右，因此煤层气开采过程中储层解吸能力越强，压降效果越好，储层波及范围则越大．三重介质低渗油藏非达西非稳态渗流研究
摘要：针对低渗透油藏不再符合线性达西定律的情况，考虑启动压力梯度和动边界共同影响，建立了带井筒存储和表皮效应的三重介质低渗油藏非达西非稳态渗流模型．鉴于数学模型的非线性和非齐次性，通过引入新定义的无量纲压力线性化压力扩散方程，采用Laplace变换结合Ste—hfest数值反演方法，研究了启动压力梯度、溶洞窜流系数、基质窜流系数、裂缝储容比和溶洞与基质储容比之比等敏感参数对无量纲井底压力和压力导数曲线的影响规律．结果表明：无量纲启动压力梯度为0时，压力导数具有无限大外边界的水平径向流特征，随着无量纲启动压力梯度的增大，压力导数曲线中后期上翘幅度越大．新型粉体颗粒床过滤PM2．5烟尘粒子的实验研究
摘要：为解决颗粒床对PM2．5烟尘粒子过滤效率低的问题，研制了一种内径为100mm的新型粉体颗粒床实验装置，以发烟剂发生PM2．5烟尘粒子，进行0．10～0．074mm石英砂粉体层和0．355～0．5mm海砂颗粒层的过滤实验，用Welas3000气溶胶粒径谱仪检测颗粒床上下游烟尘粒子的浓度及粒径分布，结果表明：在0．1m／s的过滤速度下，0．355～0．5mm海砂细颗粒层对PM2．5烟尘粒子过滤效率低，平均过滤效率仅为32．125％；添加0．10～0．074mm石英砂粉体层后过滤效率明显提高，粉体层厚度由1mm增加到3mm时，平均过滤效率由64．510％增至95．841％；过滤速度调整为0．07m／s时，带有3mm厚粉体层的颗粒床的平均过滤效率增加至99．3079／6．点位误差位置相关性分析及验证
摘要：根据欧几里得平面的点位误差Helmert表示法及相应的方差一协方差传播定律，推导了点位误差及点间相对误差的计算公式．论证了点位误差的位置相关性及点间相对误差的位置无关性，并分析了任意形状支导线的点位精度随着误差传播具有不变性的条件．采用MonteCarlo方法在数值上验证了点位误差与位置的相关性，实例计算表明：MonteCarlo方法与解析法计算的点位误差在数值上是一致的，最大互差小于0．3mm．点位误差位置相关性不仅体现了点位误差传播的本质，而且为井下导线网质量控制及精密工程测量提供理论依据．基于并行GVFSnake模型的黄土地貌沟沿线提取
摘要：提出了一种改进的并行GVFSnake算法，用来提取大范围高分辨率黄土高原地区的沟沿线．该算法使用规则格网数字高程模型数据，基于全局梯度向量场提取各计算节点的沟沿线．结合沟沿线特殊的空间位置，提出初始轮廓线自动设定的方法．通过改善初始轮廓的自动设定，大大提高了沟沿线提取的准确性，同时也降低了GVFSnake模型的计算时间．在9节点的机群系统上对算法的性能和实验结果准确性进行了测试．在陕北黄土高原梁峁丘陵沟壑区的实验结果表明，本算法可准确地将初始轮廓线设置在有效逼近域内，大大提高了抗干扰性，能够实现黄土地貌沟沿线准确、有效的自动提取；同时，也可获得良好的并行加速比，并行效率较高．剖面曲率精度变化与DEM分辨率关系
摘要：分析了剖面曲率精度随数字高程模型（DEM）分辨率变化而变化的规律，提出了基于互信息概念的精度指标，选择了5个代表不同地貌类型的样区，在每个样区以1：10‘地形图为数据源建立了分辨率为5，15，25，…，75m的DEM．以5m分辨率DEM提取的剖面曲率为假定真值，研究不同分辨率DEM提取剖面曲率的精度变化规律．结果表明：1）剖面曲率中误差与精度指标存在幂函数关系；2）DEM分辨率与精度指标存在指数函数关系．并获得了由精度指标计算最适宜的DEM分辨率的计算公式，该公式可在保证预定剖面曲率的精度前提下，为选定DEM的适宜分辨率，减小数据量，降低成本提供依据．