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关键词： 采动影响   围岩变形   二次支护   数值模拟   现场试验  

摘要： 针对济宁二号煤矿13303工作面回风巷围岩位移量较大、原支护方案强度较差的问题,通过现场勘测巷道围岩变形现状,分析了围岩不稳定因素,提出了锚杆索强预紧力二次支护技术,采用FLAC3D软件模拟验证该技术有效,并成功应用于现场实践。结果表明:采用强预紧力二次支护后,顶底板移近量为291 mm,两帮移近量为203 mm,底鼓量为159 mm,对比原支护方案变形量下降了59.53%以上。

关键词： 特厚煤层   迎采掘巷   数值模拟   巷道支护加固  

摘要： 为保障榆树坡矿采掘工作面的正常接续,通过数值模拟、工程实践等手段,开展特厚煤层回采巷道迎采掘巷围岩控制研究。结合矿井生产地质条件通过数值模拟分析综放面开采超前压力分布规律,据此确定合理的迎采掘巷补强支护范围为距邻近工作面+65~−170 m,在原支护基础上设计补强支护措施和参数,工程实践应用成功实现了迎采掘巷围岩的有效控制。

关键词： 层状岩体   隧道爆破   地应力   爆破参数   数值模拟  

摘要： 目的为分析水平层状岩体隧道爆破开挖下的围岩稳定性,开展初始地应力影响下水平层状岩体隧道支护结构的爆破振动研究。方法采用LS-DYNA有限元分析软件,构建3种不同地应力和3种不同爆破参数下的数值模型,计算并分析隧道支护结构典型位置处的动态应力分布特征和振动速度响应规律。结果结果表明:水平层状岩体隧道爆破开挖下,掌子面后方一定距离内的围岩会随着地应力和炮孔类型的变化出现峰值振速增大现象;掏槽孔爆破掌子面后方10 m处,峰值振速最大增幅1.86倍,辅助孔爆破掌子面后方15 m处,峰值振速最大增幅1.83倍;掌子面处拱肩峰值振速掏槽孔爆破时,最大是辅助孔的4.61倍,是周边孔的41.17倍;随着地应力增大,支护结构不同部位横向和竖向压应力差值逐渐增大,30 MPa地应力下隧道爆破支护结构最大产生186.55 MPa的横向压应力和176.39 MPa的竖向压应力;水平层状围岩掌子面掏槽孔爆破时拱顶和拱肩峰值振速最大,周边孔爆破时峰值振速最小;锚杆动态拉应力在掌子面不同爆破参数下具有近线性的变化规律,掏槽爆破峰值14.21 MPa,辅助爆破峰值5.88 MPa,周边爆破峰值1.36 MPa,呈现递减规律。结论水平层状岩体隧道开挖中地应力增加会引起支护结构的峰值应力增加,不同爆破参数下掏槽爆破引起的爆破振动最大。

关键词： 响应面法   扩散范围   材料黏度   注浆压力   数值模拟  

摘要： 目的在煤矿瓦斯抽采工程中,穿层钻孔穿越的裂隙岩体是瓦斯渗流的关键通道。注浆材料在裂隙围岩体内有效注入范围直接影响钻孔密封的完整性和气密性。为了提高瓦斯抽采质量分数,分析裂隙岩体注浆封孔控制范围影响因素。方法以胍胶类材料为注浆封孔材料,通过建立瓦斯抽采钻孔围岩体裂隙注浆模型,采用响应面法(RSM)系统设计多因素试验方案并对数据进行分析,基于COMSOLMultiphysics多物理场仿真平台构建钻孔周围岩体随机裂隙场模型,模拟裂隙场内不同裂隙密度、注浆压力、材料黏度、裂隙宽度等因素对封孔材料注入有效范围的影响。结果结果表明:裂隙岩体注浆封孔过程中,对封孔材料有效注入范围的影响因素显著性排序依次为裂隙宽度,材料黏度,裂隙密度,注浆压力。通过优化工程可控变量(注浆压力、材料黏度)可以有效削弱地质不可控变量(裂隙密度、裂隙宽度)对注浆扩散范围的影响。结论根据以上研究结果,通过对岩层裂隙的实际观测情况,研判裂隙发育特征(裂隙宽度、裂隙密度),动态调整注浆材料黏度和注浆压力。针对裂隙宽度小、注浆材料难以充分充填的情况,应适当提高注浆压力以增强材料渗透能力,并选用低黏度注浆材料以提升其在微裂隙中的可注性与扩散范围,从而提升封孔的密实度、气密性,增强封孔效果。

关键词： 无支护   设计支护   数值模拟   巷道变形观测   巷道变形阶段  

摘要： 针对古城煤矿N3301工作面切眼巷道围岩变形,尤其顶底板移近量较大的情况,基于理论计算、数值模拟和现场围岩变形观测等方法进行大断面切眼围岩控制技术研究,确定如下结论:在确定大断面切眼巷道支护参数基础上,进行裂隙场分布范围计算,确定切眼顶帮塌落范围分别为2.66 m和0.42 m,然后进行无支护和设计支护条件下的垂直应力场和塑性区分布模拟对比,确定设计支护条件能够明显改善巷道围岩高应力区和低应力区的分布范围,同时减小巷道围岩塑性区的破坏范围,实现浅部围岩变形的有效控制,基于前述结论确定切眼巷道支护参数,通过现场巷道变形监测确定巷道分阶段变形,即快速变形阶段下巷道顶底板最大移近量和两帮最大变形量分别为212 mm和168 mm,稳定变化阶段,巷道围岩变形保持稳定,上述研究说明,设计支护能够有效控制巷道围岩变形。

关键词： 4J36因瓦合金   微观组织   形核参数   数值模拟  

摘要： 等轴晶有较好的均匀性、韧性和加工性能,在4J36因瓦合金钢锭的后续加工中能够减少开裂风险,以往研究多集中于利用CAFE模型探讨钢和合金的凝固过程,关于形核参数对4J36因瓦合金钢锭凝固组织影响的相关研究尚未见报道。因此,采用CAFE模型模拟了4J36因瓦合金钢锭的凝固过程,探讨了形核参数对钢锭凝固组织的影响。实验与模拟结果一致,验证了模型的准确性,可以有效应用于4J36因瓦合金钢锭凝固组织的模拟与预测。模拟结果表明,体最大形核密度由2×10^(6)m^(-3)提高至2×10^(9)m^(-3),柱状晶区域减小,中心等轴晶范围扩大,晶粒数增加了97.6%,晶粒平均面积减小了97.6%,晶粒最大面积增加了98.6%,晶粒平均半径减小了89.3%,最小晶粒面积不变。面最大形核密度由2×10^(5)m^(-2)升至2×10^(8)m^(-2),钢锭内部晶区结构无明显变化,晶粒数增加了13.4%,晶粒平均半径减小了10.3%。体最大形核过冷度从0.5 K升至4 K,柱状晶区域增大,中心等轴晶范围缩小,晶粒粗化明显,晶粒数减少了55.2%,晶粒平均半径增大了36.1%。面最大形核过冷度从0.5 K增至2 K,对钢锭内部的晶区结构和晶粒尺寸无明显影响。

关键词： 聚能爆破   切顶   数值模拟  

摘要： 为提高贺西煤矿资源利用率、缓解采掘接替紧张的问题,以该矿4306材料巷切顶留巷为工程背景,借助计算机仿真模拟手段开展切顶核心参数研究,利用UDEC软件研究表明,综合考虑施工量及经济利益确定最佳的切顶参数为切顶高度9 m、角度5°,切顶部分能沿切缝面稳定垮落,未切顶的部分基本顶在上覆载荷作用下断裂、下沉,降低巷道维护难度,取得理想卸压效果。利用LS-DANY软件研究表明,炮孔间距为800 mm最为合理,可实现顶板内沿巷道轴向形成贯通裂缝。

关键词： 施工组织设计   资源配置   优化策略   资源优化评价模型   遗传算法  

摘要： 为了解决传统施工组织设计中资源配置模式难以满足现代工程需求的问题,本文提出了施工组织设计中资源配置优化策略,旨在确保在施工过程中的人力、物力与信息资源最大化利用。首先,详细分析了施工组织设计资源配置优化,概述了资源配置优化内涵,总结了资源配置类型和优化必要性,建立了资源优化评价模型。然后,提出了基于遗传算法的资源配置优化方法。最后,通过案例分析验证了该资源配置优化策略的实用性和可行性。结果表明,该策略优化后不均衡系数优化降至1.4405,有效均衡地调整了施工过程中的资源使用情况。

关键词： 中低拱坝   地质条件   变形模量   坝体应力   建基面   规范要求  

摘要： 文章基于规范对中、低拱坝建基面要求的灵活性,由基岩变形模量探讨了中、低拱坝适合的建基面要求。采用数值模拟法,变化基岩变形模量来模拟不同的坝基开挖深度和建基面的地质条件,分析坝体应力变化规律。研究表明,坝基地质条件、基岩变形模量与坝体应力变化具有显著相关性,建基面适合的地质条件要求,可用基岩变形模量来量化控制范围。文章提出了中、低拱坝建基面可选择Ⅲ1~Ⅲ2类岩体,基岩变形模量在5~10GPa。创新点在于用基岩变形模量来量化建基面要求,为中、低拱坝建基面选择提供了新思路。

关键词： 探地雷达   数值模拟   浅表地球物理   数值方法  

摘要： 探地雷达作为一种基于超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的地球物理勘探技术,具有探测速度快、分辨率高等优势,在多个重要领域发挥着关键作用.正演数值模拟在探地雷达的理论研究与实践应用中占据核心地位,不仅是提升探地雷达技术应用成效的关键所在,也是开展偏移和反演研究的重要基础,为深入理解高频电磁波的传播机制以及解释地下结构的复杂性提供了有力支撑.首先,针对时域有限差分法(FDTD)、时域有限元法(FETD)以及时域伪谱法(PSTD)这三种主要的波动方程数值模拟技术,在探地雷达正演数值模拟领域中的应用状况进行了全面回顾与总结,深入对比了三种方法各自所具备的独特优势以及存在的局限性,并对它们在提升数值模拟精度和计算效率方面所取得的最新技术进展进行了探讨,从而展示这三种技术的发展脉络与现状.其次,对探地雷达数值模拟领域未来的发展趋势以及潜在的研究方向进行了讨论与预测,为正演模拟的进一步发展提供一定参考.