基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。     

煤层合并区工作面底煤深孔注水防冲技术研究

张双楼煤矿74102工作面东北部出现7煤、9煤煤层合并,造成底煤厚度增大,冲击危险性增加。针对工作面范围底煤卸压技术难题,提出了煤层合并区工作面底煤超深孔注水卸压耦合防冲技术,研究了张双楼煤矿煤层注水物理力学性质、破坏模式与含水率之间的关系,得到了最佳注水参数。现场微震监测表明,工作面底煤注水卸压后,小能量为主的矿震震动次数显著增多,大能量震动事件减少,验证了卸压参数的合理性,降低了冲击危险性,保证了工作面的安全回采。     

考虑腐蚀作用的钢框架结构连续性倒塌分析

为研究大气环境长期作用下钢框架结构的抗连续性倒塌性能,建立钢结构时变腐蚀模型预测构件截面面积和力学性能随服役时间的退化情况,并以一栋处于Ⅲ级大气腐蚀环境中的多层钢框架建筑为研究对象,在服役期内的不同阶段对其进行Pushdown分析。将塑性荷载系数、极限荷载系数和最大竖向位移作为结构抗倒塌能力的评价指标,通过灵敏度分析得到不同材料参数对各指标的影响情况,并基于回归分析拟合评价指标随体积损失率的退化规律。结果表明：腐蚀会导致钢框架的承载力和延性发生退化,其中延性的劣化更加明显;承载力指标的退化主要归因于材料强度的降低和构件截面面积的减少,延性指标的退化主要与材料断裂应变的减小有关;评价指标与结构体积损失率之间有较强的线性关系,可基于此对其退化情况进行定性预测。     

外加剂对水泥石力学性能的影响

传统水泥石的硬脆性是致使油井整体性在复杂多变的井下工况及油气井后续施工中受到破坏、导致层间封隔失效的主要原因。为进一步提高水泥石性能,解决石油固井等实际问题,在普通固井水泥(G级纯水泥)中掺加定量的丁苯胶乳、硅粉、石棉等外加剂,形成胶乳水泥(G级水泥添加丁苯胶乳)、二元复配水泥(G级水泥添加丁苯胶乳和硅粉)和三元复配水泥(G级水泥添加丁苯胶乳、硅粉和石棉),研究了外加剂对水泥石抗压强度、杨氏模量、泊松比和体积弹性模量等9项力学性能的影响。结果表明,普通固井水泥、胶乳水泥、二元复配水泥和三元复配水泥四种水泥石的泊松比均接近0.20。与普通水泥石相比,胶乳水泥石、二元复配水泥石和三元复配水泥石抗压强度分别提高24.6%、12.3%和降低11.2%。二元复配水泥石的杨氏模量和体积弹性模量均提高,分别为11.8%和12.9%;而胶乳水泥石分别降低2.9%和8.2%;三元复配水泥石分别降低14.7%和18.6%。二元复配水泥石有较强的刚度,胶乳水泥石和三元复配水泥石表现出较好的弯曲性能,具有柔性好的特点,此外胶乳水泥石表现出较好的抗冲击韧性。胶乳水泥为石油固井的最佳选择。     

高炉渣固定床显热回收过程火用分析及系统优化设计

为使高炉渣显热得到高效高品质的回收,对固定床渣热回收过程进行火用分析,分析该过程主要不可逆因素(温差、流动阻力)产生的火用损;揭示颗粒直径、空隙率、床层高度、表观气速和空气初始温度等因素对总火用损率的影响规律。研究表明,随颗粒直径和床层高度的增大,总火用损存在一个最小值,对应存在颗粒直径和床层高度最优值;表观气速越大,总火用损越大;空隙率越大,总火用损越小;空气入口温度存在最佳值,并非越低越好。     

建筑耐火节能门窗材料的设计选择

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》对建筑节能门窗提出了耐火完整性要求。由于在此之前建筑节能门窗不考虑耐火性能,因此所用的组成材料在新规范要求下无法满足要求。为了指导门窗企业实施节能门窗的耐火性能提升,介绍目前广泛使用的节能门窗种类,对耐火节能门窗需要使用的材料,包括型材、玻璃以及其他必要的组成配件材料做了详细的介绍和分析,明确各种使用材料的耐火性能以及合理的应用部位。     

基于位移性能的钢框架-支撑结构连续性倒塌Pushdown分析

基于位移性能,对比分析了纯钢框架结构、钢框架-V形(跨层X形)支撑结构与钢框架-同层X形支撑结构抗连续性倒塌的力学性能。研究结果表明:钢框架-支撑结构的荷载储备系数LRR明显优于纯钢框架结构,且钢框架-同层X形支撑结构优于钢框架-V形(跨层X形)支撑结构。对纯钢框架结构及钢框架-支撑结构进一步开展了静态与考虑"去柱"动力效应的动态Pushdown分析,研究结果表明:两种分析情形下结构的倒塌模式基本一致,结构剩余承载力基本相同。但是钢框架-支撑结构存在能够显著减小"瞬间去柱"引起的突变位移幅度,减缓柱损坏时结构的动力响应,且钢框架-同层X形支撑结构优于钢框架-V形(跨层X形)支撑结构。     

坚硬顶板定向高压水力致裂防冲护巷技术应用

定向高压水力致裂是一项防治坚硬顶板型冲击地压的新技术,基于张双楼煤矿93604工作面地质条件,研究了定向水力致裂防冲与护巷机理,通过现场试验,得到了张双楼煤矿定向水力致裂的技术参数。现场试验表明,定向水力致裂割缝时间小于10 min,致裂半径不小于10 m,裂纹扩展5 m所需时间不超过3 min,扩展10 m所需时间小于10 min。该技术在93604工作面应用后,有效减小了悬顶长度,实现了迎采巷道防冲与巷道保护的目的。