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关键词： 孤岛工作面   煤柱宽度   沿空掘巷   数值模拟   应力分布  

摘要： 为确定山西灵石华苑煤业有限公司10102孤岛工作面回采巷道煤柱的合理宽度,利用极限平衡理论计算得到煤柱最小宽度为4.85 m,FLAC3D软件数值模拟结果表明煤柱宽度为5 m和6 m时,巷道围岩的垂直应力较小,巷道处于应力降低区;随着煤柱宽度的增加,巷道顶板位移和实体煤帮位移不断减少,塑性区的范围不断增大,由此最终确定煤柱留设的宽度为6 m。通过28 d现场实测,掘进过程中巷道围岩变形量较小,能保证安全生产需要。

关键词： 河谷演化   深切河谷应力场   谷坡形态   应力集中   数值模拟   应变软化模型  

摘要： 中国西南地区深切河谷地应力场分布极为特殊,其对工程建设有着重要控制作用,而河谷演化及谷坡形态对深切河谷应力场分布有重要影响。基于考虑河谷演化下切作用的深切河谷应力场分析方法,结合典型工程案例,探讨了河谷演化对深切河谷应力场发育分布的影响,并分别以坡高、谷底宽度以及坡度为变量建立河谷地质概化模型,进一步分析了谷坡形态对深切河谷应力场发育分布的影响。研究结果表明:考虑了河谷演化下切作用后的河谷地应力计算结果更合理,最大主应力方向朝坡面偏转5°~20°,最大主应力整体减小,谷底最大主应力减小幅度可达30%,应力集中及高应力包分布范围也随之减小;随着坡高增大,谷坡应力分异更显著,谷底最大主应力增大;随着谷底宽度增加,谷底中心岩体最大主应力减小,应力集中带从谷底向坡脚转移;随着坡度增大,靠近谷坡上方浅部岩体最大主应力减小,靠近谷底岩体最大主应力增大,坡度从30°增大至75°,谷底最大主应力最大可增大约68%。研究成果可为西南深切河谷地区工程建设与岩土体稳定性分析提供参考。

关键词： 地下矿山   锚杆支护   正交试验   参数优化   数值模拟  

摘要： 针对盘龙铅锌矿巷道顶板锚杆支护效果差、出现松动掉块、锚杆失效等问题,以盘龙铅锌矿-320 m溜破卸矿巷道为研究对象,进行巷道顶板支护参数优化研究。首先,选取调查区并获取裂隙岩体巷道围岩原位裂隙数据;其次,通过理论计算得到初步支护参数并设计正交试验方案;再次,利用数值模拟计算对支护参数进一步优化;最后,与原支护方案进行现场试验对比并分析支护效果。研究结果表明,在锚杆直径38 mm时,最优支护方案为锚杆长度1.8 m,间排距0.8 m×0.8 m。现场试验表明,相较于原支护方案,优化后支护方案的顶板下沉量减少了1.36 cm,支护效果提升了30.2%,说明优化方案能够有效控制巷道围岩稳定性,保障矿山安全生产。

关键词： 烟支搭口胶   动态多相物理场   瞬态过程   数值模拟   粘结质量   温度场  

摘要： 针对烟支搭口胶在粘结过程中的动态多相物理场,本文研究其数字化表征,构建仿真模型,分析烟支搭口胶的粘结原理。在模型中,使用不同的搭口宽度参数,对搭口处的温度场进行数值模拟计算,分析在不同瞬态过程中,烟支搭口处的温度场的分布情况和数字化建模在粘接过程中所呈现的温度分布。根据数值计算模型,分析不同的烟支搭口宽度对烟支搭口粘结质量的影响。当烟支搭口宽度为2.00mm时,烟支搭口处的温度相对偏低,温度场相对均匀。

关键词： 渗透系数   反分析   鳗鱼-石斑鱼优化算法   广义回归神经网络  

摘要： 针对实际工程中各筑坝材料渗透系数难以准确测定的问题,提出了一种基于SOBOL-OEGO-GRNN组合代理模型的土石坝渗流场渗透系数反演方法。引入新型高效元启发式算法鳗鱼-石斑鱼算法(EGO),利用SOBOL抽样优化种群分布,对原始算法中部分系数取值公式用二次函数进行改进,采用三角形随机游走策略形成改进后鳗鱼-石斑鱼优化算法(OEGO)。通过CEC测试函数集验证了改进效果,同时与常见算法性能进行了比较。结果表明,采用的3种改进策略能有效提升算法性能并优于几种常见算法。在某面板堆石坝工程的应用中,根据最终反演的渗透系数,正算得到测点水头理论值,相比实际水头值,相对误差最大不超过1.52%,且坝体渗流场整体位势分布合理,表明反演结果合理可靠。该模型为反演土石坝渗流场材料渗透系数提供了参考。

关键词： 支护时机   收敛—约束法   大断面硐室   数值模拟  

摘要： 合理的支护时机对维护巷道围岩稳定、保障矿山生产安全具有重要作用。以钟九铁矿卸载硐室作为工程背景,考虑临时支护作用,基于收敛—约束法对永久支护时机(临时支护而无永久支护区域长度ΔL)的范围进行了初步选择,突破了传统收敛—约束法仅能应用于无临时支护巷道的支护时机确定;进一步通过FLAC3D数值模拟分析了围岩应力、位移与塑性区变化趋势,得到了最佳的永久支护时机;并根据现场监测结果评价围岩支护效果,验证了永久支护时机选取的合理性。结果表明:临时支护结构对围岩特征曲线和围岩纵剖面变形曲线求解结果有一定的影响,考虑临时支护后的巷道围岩最大变形量为666.86 mm;永久支护时机不同时,围岩—支护结构所产生的压力和变形也不同,随着ΔL增大,围岩—支护结构的压力和位移分别呈减小和增大趋势;通过计算永久支护结构所能承受的最大围岩压力得到ΔL>1.07 m,通过地应力释放率得到ΔL=8.50 m,结合数值模拟确定永久支护时机为6 m;实际监测数据显示卸载硐室顶底板和帮部位移量分别达84.73 mm和190.82 mm,硐室围岩表面位移在可控范围内,支护效果较好。研究可为相关巷道永久支护时机的确定提供理论和实践借鉴。

关键词： 太阳能制氢   甲醇蒸气重整   菲涅耳聚光器   多物理场耦合   数值模拟  

摘要： 该研究提出一种新型聚光太阳能驱动的甲醇蒸气重整制氢系统,采用对称式菲涅耳反射镜阵列实现光热转化与反应器热管理耦合。系统由14组菲涅耳反射镜构成聚光单元,总长度1.2 m,理论聚光比11.56,光学效率84.3%。通过ANSYS Fluent建立三维多物理场耦合模型,模拟辐照度为1000 W/m^(2)的标准测试条件下反应器内温度场、流场及组分的分布特性。数值模拟结果表明:聚光器可向400 mm×20 mm的焦平面稳定输出600 W的热流量,反应器后段30 cm区域维持温度为560±45 K的热稳定区,温度梯度约为-4.6 K/cm,有效反应空间占比75%。物质输运模拟揭示了反应器沿程反应特征:前段(0~8 cm)为甲醇相变预热区,无氢生成;中段(8~32 cm)为主反应区,甲醇转化率达82.6%;末段(32~40 cm)反应物浓度衰减,甲醇转化率下降至11.4%。在辐照度为1000 W/m^(2)的工况下产氢速率为0.36 NL/min,出口氢质量分数为64.2%。研究表明,菲涅耳聚光系统与管式重整器具有良好的热匹配性能,但存在末端反应停滞与流场扰动问题。后续结合实验研究,进一步优化系统参数匹配及流动形态调控,从而为工程应用提供数据参考。

关键词： 数据机房   气流组织   数值模拟   静压箱隔板   送风孔板   孔隙率  

摘要： 本文为解决数据中心机房内送风不均产生局部热点的问题,采用数值模拟方法,建立了28个不同布置的机房工况。通过对比机房内速度场、温度场分布的均匀性,探究了气流组织优化方案。结果表明,在静压箱内距离空调出风侧3m的位置,设置孔隙率为60%~70%的静压箱隔板可有效改善静压箱内压力不均、气流偏转造成涡旋的现象,消除局部热点,最高可使机房内送风均匀性提高35%,温度均匀性提高45%,冷通道平均温度降低至更接近空调送风温度,大大提高机房运行安全性。

关键词： 传染病建筑   生物性气溶胶   排水通气管道   传播机制   数值模拟   CFD  

摘要： 采用CFD模拟技术,引入离散型DPM模型,构建传染病典型标准病房楼栋的三维全尺寸几何模型,研究特定工况下生物性气溶胶颗粒,在排水管道水封失效时,模拟其通过排水通气管道跨楼层传播的途径和机制,以助于为技术团队提高医疗建筑室内空气质量、降低疾病传染概率等提供参考依据。

关键词： 负压降尘装置   文丘里管   结构优化   参数优化   数值模拟  

摘要： 传统文丘里管负压降尘装置结构简单、实用性强,能够通过引导含尘气流流动有效提高降尘效率,极具研究前景。为改善传统负压降尘装置文丘里管吸风范围较小及喷嘴雾化角与装置适应性不足的问题,优化设计了一种新型文丘里管结构。应用Fluent数值模拟方法,研究了喷雾参数、渐扩管角度及喷嘴安装位置3个主要参数对内流场的影响规律。模拟结果表明,一定工况下,采用实心锥形喷雾,渐扩管角度越小,喷嘴安装位置越靠近渐扩管入口,降尘效率更高。为负压降尘装置文丘里管部分的设计及优化提供了理论依据。