薄基岩浅埋深矿区地表开采沉降预测及影响因素分析

目前我国西北部地区浅埋深薄基岩开采区地表沉降现象日益严重。以鄂尔多斯某矿区为例,基于该矿区覆岩性质、地质条件、开采技术条件、地表沉降点观测数据,运用概率积分法对首采区的地表开采沉降规律进行了分析预测,并对该矿区典型的薄基岩浅埋深开采地表沉降的主要影响因素进行了分析。结果表明：①概率积分法的矿区开采沉降预测结果与实测数据基本吻合,表明采用该方法预测矿区地表移动参数是可行的;②由于矿区整体构造简单,且工作面内煤层基本呈水平分布,煤厚、采深、倾角等因素变化较小,综合分析认为顶板松散层基岩厚度比（H_S/H_J）、开采强度（工作面推进速度）是该矿区地表沉降的主要影响因素;③对工作面走向的顶板松散层基岩厚度比（H_S/H_J）曲线、开采强度（工作面推进速度）曲线与地表沉降量曲线进行了对比分析,认为松散层基岩厚度比（H_S/H_J）、开采强度（工作面推进速度）对矿区开采沉降具有相反的作用,且开采强度（工作面推进速度）对矿区开采沉降的影响较大。上述分析结论对于地质构造稳定的鄂尔多斯地区矿区开采沉降分析预测有一定的参考价值。     

综采导水裂隙带多因素影响指标研究与高度预计

在分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响的前提下,提出了新的参数指标即硬岩岩性比例系数,代替顶板岩层单轴抗压强度,避免了现行规范中坚硬、中硬、软弱、极软弱顶板类型划分时单轴抗压强度统计不确定问题,以及未反映顶板软硬岩层组合结构问题。以39例综采导水裂隙带实测数据为基础,采用多元回归分析,得到综采导水裂隙带高度与煤层采高、硬岩岩性系数、工作面斜长、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式,并用于淮南谢桥矿首采面的导水裂隙带高度预计。     

非晶态C12A7矿物对水泥早期凝结硬化的影响及作用机理

非晶态C12A7具有更高的、亚稳态化学能,具有较快的水化速率,少量的存在能够加速水泥的凝结硬化.本试验研究非晶态C12A7矿物对普通硅酸盐水泥(OPC)的性能影响,重点探究了C12A7与OPC中SO3的比例在0~2.0时,对OPC的凝结时间、流动度、早期抗压强度等性能的影响,并通过灰色关联度法进行C12A7/SO3优选,对最优比例试样采用水化放热、XRD、SEM等表征手段分析其微观机理.结果表明:非晶态C12A7的掺入能够加速OPC的凝结硬化并降低其流动度;不同的C12A7/SO3对OPC胶砂早期强度的贡献程度分别不同,C12A7/SO3为0.4时能够显著优化OPC的早期性能;C12A7的掺入能够加速OPC中C3S、C2S的水解,反应生成的钙矾石、C-S-H凝胶及氢氧化钙等水化产物胶结在一起,从而起到早强作用.     

综放开采断层活化突水渗-流转换试验研究

为了揭示断层活化突水水量变化过程机理,在综放开采工作面断层突水实例分析的基础上进行了断层活化突水相似材料模拟,设计了在断层上盘下方开采和下盘下方开采时不同水压力作用下的断层活化突水的试验模型.根据试验所获得的数据分析了水流雷诺数、断层带充填物和断层带空隙度随时间的变化规律,并对比了空隙度和涌水量随时间的变化规律.根据分析结果得到综放开采断层活化突水经历了孔隙流—裂隙流—管道流过程,并根据试验得到的充填物涌出量随时间的变化规律判断孔隙流向裂隙流转换的时刻(7,9,13和15 s),根据空隙度随时间的变化规律判断裂隙流向管道流转换的时刻(30,35和40 s).试验结果解释了综放开采断层活化突水渗流转换现象,与现场综放开采断层突水实例表现特征吻合.     

T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,对宽型微米级T-型微通道中微液滴形成机制进行了数值模拟.通过与已有文献实验结果的对比,证明了数值模拟的准确性;发现液滴在微通道中的形成过程可分为液滴形成和成长、液滴与分散相的脱离和液滴从通道壁的脱落3个阶段.首次系统分析了通道壁的润湿性对液滴形成的影响,发现当分散相在通道壁上的接触角小于90°时,才能形成微液滴;通道壁越疏分散相,微液滴越容易形成,并且从通道壁上脱离的时间也越短.通过分别改变连续相的黏度、流速以及两相间界面张力,研究了毛细准数Ca对微液滴的形成机制及液滴大小的影响.发现在T-型通道中能形成液滴的范围内,Ca越大,则形成的微液滴体积越小;当Ca大于0.067时,微液滴的直径与连续相Ca的倒数之间存在明显的线性关系.     

采场顶板离层水"静水压涌突水"机理及防治

分析了采场顶板离层水涌突水实例,在此基础上分析了离层水形成的基本条件,总结提出了离层水"静水压涌突水"的离层水涌突水类型,探讨了采场顶板离层水"静水压涌突水"的形成机理.采场顶板离层水"静水压涌突水"的主要诱导因素为离层水的静水压力,判别关键是确定采场顶板离层水的静水压力及其可突破的相对隔水层厚度.可通过破坏离层的"封...     

基于节点电荷电位有限元法的油纸绝缘结构极性反转电场分析

基于电荷一电位有限元法分析换流变压器的油纸绝缘结构极性反转电场,该方法可以直接得到节点电位和节点电荷。对各个时刻节点电荷进行处理,提出得到电荷密度的方法。通过提取一类边界上的节点面电荷密度,可以准确地计算出第一类边界上的法向电场强度,从而可以更好地指导绝缘强度设计。通过一个有解析解的双层有损同轴绝缘结构模型,验证了方法的有效性。最后,分析了一个换流变压器阀侧绕组典型绝缘结构的极性反转电场变化过程。     

铝酸钙系冶金熔剂和CaF2对镁碳砖的侵蚀比较

为了降低精炼渣对钢包渣线镁碳砖的侵蚀,分别以20%(w)的冶金熔剂铝酸钙、铝镁酸钙和CaF2与80%(w)的初始钢渣配制成三种精炼渣,以镁碳砖为感应炉的坩埚,在坩埚内放入钢样,待钢样熔化并升温到1 600℃时,加精炼渣持续冶炼5 h(期间共更换渣8次),冷却后测镁碳砖渣线部位的侵蚀(渗透)深度并进行SEM分析。结果表明:以铝酸钙和铝镁酸钙为熔剂的精炼渣都比以CaF2为熔剂的精炼渣对镁碳砖的渗透浅、侵蚀小,而以铝镁酸钙冶金熔剂为精炼渣比以铝酸钙冶金熔剂为精炼渣对镁碳砖的渗透和侵蚀性都大大降低。这是由于铝镁酸钙中含有饱和的MgO,减缓了镁碳砖中MgO向CMA渣中的溶解,从而降低了渣对镁碳砖的侵蚀。     

叠加开采应力及覆岩离层动态变化数值模拟

根据工程地质条件及其地应力实测结果,利用离散元法对工作面进行了采前岩体初始地应力状态数值模拟;沿工作面走向剖面上煤层(10,7煤)叠加开采应力场及其上覆岩层离层的动态变化数值模拟,再现了随着工作面推进应力场和离层动态发展的变化规律.并根据模拟结果进行岩浆岩及厚层砂岩能量积聚及动态破坏危险性分区预测分析.结果表明由于10煤先期开采,破坏了7煤煤系地层的原始应力状态,使部分岩层内有较大的应力集中;7煤回采破坏了岩浆岩的极限平衡拱根基,使其产生动力冲击失衡.这一现象恶化了7煤开采的覆岩应力条件,不利于7煤工作面的回采.     

海域下煤层综放开采留设防水煤岩柱厚度的研究

海域开采在我国还处于起步阶段,海域下采煤最大的威胁是因防水煤岩柱留设不足,造成海水溃入井下。而留设防水煤岩柱时,必须考虑断层带附近较正常覆岩破坏高度增大的因素。本文通过实测资料研究了海域下综放开采覆岩破坏规律,提出了海域断层构造条件下留设防水煤岩柱厚度的计算参数。