2024, 39(4):1-6.
摘要:在深海作业中,密封泄漏是深海装备发生故障的重要原因之一.可靠的密封可以很大程度上延长其单次水下作业时间和装备使用寿命,因此开展深海装备的密封技术研究具有重要的意义.文章以深海装备液压缸O形密封圈结构为研究对象,应用ABAQUS软件建立O形密封圈结构二维轴对称有限元模型,对深海不同水深压力情况下的不同压缩率和不同材料硬度的O形密封圈的密封性能进行有限元分析,探明深海高压环境对O形密封圈密封性能的影响规律,为深海高压环境下密封圈的优选以及优化设计等提供理论依据.
刘金州 , 王平 , , , 江永志 , 魏明星 , 喻迪 , 吴欢
2024, 40(4):7-17.
摘要:针对孤岛工作面产生的高应力集聚问题,采用室内试验、理论分析等方法,对受侧向约束作用的试件进行钻孔卸压,通过改变孔径、孔深、孔间距这3个因素,研究试件钻孔卸压效果的变化规律.结果表明:卸压效果受孔径、孔间距、孔深的影响均较为明显,随着钻孔直径和深度的增加,钻孔间距的减少,试件单轴抗压强度呈下降趋势;试件加载过程中声发射的b值呈上下波动态势,岩样裂隙的发展比煤样的裂隙发展更为稳定;岩石临近破坏,振铃计数突增,能量累计数迅速上升,b值有所下降,可作为岩石破坏前兆信息,能在一定程度上预测冲击地压的发生;钻孔卸压降低了煤岩体内能量的储存,使得冲击地压发生的概率降低.
2024, 39(4):18-25.
摘要:为探究采场巷道在2条断层影响下的稳定性,通过分析巷道顶板和两侧岩体的运动应力特性来进行研究.结合实际工程地质资料,设计并实施相似模拟试验,建立力学简化模型,对其进行理论分析.结果表明:巷道顶板的下沉量随着工作面的推进不断增大,当工作面推进到10~30 cm阶段时,顶板的下沉速率最快;在受断层影响区域,巷道顶板在竖直方向下沉不均匀,采场巷道向工作面歪斜,并且上顺槽顶板最大下沉量远大于下顺槽;巷道围岩煤柱应力分布不对称,巷道两帮变形不均匀,护巷煤柱出现塑性破坏;应力承载由采场岩体承载转变成断层外部应力支撑拱承载.
2024, 39(4):26-32.
摘要:切顶参数是密集钻孔切顶卸压沿空留巷中需要考虑的核心问题.文章以大鸿煤矿11601工作面的沿空留巷工程为背景,综合运用理论分析与数值模拟的方法,开展密集钻孔切顶卸压沿空留巷技术研究.首先采用理论计算确定切顶高度、角度、间距和钻孔直径等关键参数;其次基于现场生产条件,建立3DEC数值计算模型,模拟分析密集钻孔切顶参数对沿空留巷围岩变形、应力传递、塑性区发育特征的影响.结果表明:通过合理优化切顶参数,可以有效阻断采空区应力的传递路径,显著降低坚硬悬顶断裂对巷道围岩的扰动,从而改善沿空留巷围岩的应力环境.矿压监测结果表明:在工作面后方约100 m处,顶底板最大移近量小于200 mm,巷道两帮最大收缩量不超过100 mm,11601工作面实现留巷围岩稳定控制.
2024, 39(4):33-41.
摘要:针对近距离煤层遗留煤柱作用下回采巷道稳定性控制问题,以周源山煤矿3232运巷为研究背景,将3232运巷与1号煤遗留煤柱的空间位置关系划分为3种情况,综合运用现场调研、室内试验、数值模拟和现场测试等方法,系统研究3种情况下3232运巷顶板垂直应力分布特征与变形特征,探讨3232运巷大变形的成因.结果表明:3232运巷顶板应力分布在巷道空间走向上具有明显的分段特征,在上遗留煤柱与巷道空间纵向上具有分区特征;3232运巷在走向上表现出明显的分区域大变形特征.顶板围岩强度低、垂直应力大、顶板围岩结构差以及顶板支护强度不足是造成3232运巷大变形的主要原因.针对3232运巷分区域大变形特征,提出分区域加强支护原则,经验证,所提方案能够有效控制3232运巷稳定性.
2024, 39(4):42-48.
摘要:为改善掘进隧道施工通风降温效果,建立某大断面掘进隧道通风降温数值模型,研究隧道内施工区域通风流场分布,对比分析不同工况下隧道内温度场变化规律,并引入空调机组,对原有压入式通风方案进行优化改进.结果表明:隧道施工通风距离掌子面300 m时,压入式通风对掘进工作面降温效果较好,能满足工作面的用风需求,风流沿程温升2~3 ℃,隧道有效降温区域长度约为55 m;在原有压入式通风方案下,机械设备处空气流速缓慢,存在局部高温区域,容易引起回风风流温升增大,不利于施工区域的通风散热;在隧道内压入式通风基础上,采用空调机组对进风处理后送出,隧道内温度明显降低,可以达到较好的降温效果.
2024, 39(4):49-57.
摘要:以贵州某矿地质资料为背景,建立被双断层影响的工作面模型,根据波面动量守恒得到断层带岩体密度越低、孔隙度越高,应力波通过断层后的透射应力就越小,断层对应力传递的阻隔作用就越明显.通过UDEC数值模拟得到断层倾角和宽度变化时,工作面顶板岩层运移特征和垂直应力分布规律.结果表明: 断层F2的出现不仅加剧了顶板岩层的运移,而且剧烈的围岩变形也会对F2产生扰动.随着断层F2倾角α2的增加,采动对断层的扰动影响会减弱,但断层对应力传递的阻隔作用会增加,导致顶板岩层处应力积聚,工作面上覆岩层变形加剧.当α1(断层F1倾角),α2固定不变时,断层对应力的阻隔作用也会随着断层宽度d的增加而增大,导致顶板岩层处应力积聚,应力峰值不断增加并向断层靠近,最终加剧了工作面上覆岩层空间结构变形.
2024, 39(4):58-63.
摘要:城市住宅开发建设中经常会遇到隐伏灾害地质体,如岩溶、空洞、软弱层等,危害施工安全.文章以湘潭某在建小区为例,利用高密度电阻率法进行基础探测工作,探测结果为工程建设的灾害处理提供科学依据.工作区布置8条测线,以典型测线L7和L8为例,对其探测结果进行重点解释分析;根据测线的探测成果,最终圈定高阻和低阻异常体共13处,推测出勘探区域内溶洞的分布情况,并经后期钻孔资料进行验证,得到了预期较好结果.结果分析表明,高密度电阻率法在城市住宅开发建设勘探中具有良好探测效果,值得进一步推广使用.
2024, 39(4):64-70.
摘要:为探究尾矿库植物修复区土壤分维特征与物理力学性质的相关性,对尾矿库植物修复区土壤的微观结构和物理力学性质进行检测,获取并分析土壤分维特征及其与物理力学性质的相关性.本文选取本钢集团歪头山铁矿尾矿库现场4个不同台阶的土壤作为研究对象,通过扫描电子显微镜(SEM)获取土体微观结构,并采用图像处理软件进行定量分析;同时对土壤孔隙比、渗透系数、密度、内聚力、内摩擦角等物理力学参数进行检测,据此分析尾矿库植物修复区土壤分形维数与其物理力学参数之间的相关性.结果表明:土壤分形维数随着种植年限的增加而增加;土壤分形维数与土壤天然密度呈正相关,土壤分形维数对天然密度影响较显著;土壤分形维数与渗透系数呈不显著相关,与孔隙比、内摩擦角和内聚力呈显著负相关.研究结果可为尾矿库植物修复提供客观依据.
朱必勇 , 刘荣华 , , 王鹏飞 , , 邬高高 , 李浩轩
2024, 39(4):71-78.
摘要:微雾喷嘴作为降尘设备常用压力喷嘴,广泛应用于各种降尘场所,为了提高降尘设备喷雾降尘效率和为喷嘴选型提供依据,选用工业现场常用斯普瑞微雾喷嘴展开喷嘴流量、雾化角、射程、雾滴粒径及降尘性能试验研究.试验结果表明:供水压力不变时,喷嘴流量、雾化角和雾滴粒径均随着出口直径的增大而增加,而射程呈现逐渐减小的趋势;喷嘴出口直径不变时,随着喷嘴供水压力不断增加,喷嘴水流量和射程不断增大,雾滴粒径不断减小,雾化角先增大后减小;出口直径为0.7 mm的喷嘴最适用于喷雾降尘现场,且喷嘴全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均随着供水压力的增加而增大.