微裂隙中水泥浆液渗滤效应的可视化试验研究

在微裂隙岩体注浆过程中,水泥浆液的渗滤效应对注浆效果的影响显著。自主研制了一套微裂隙注浆可视化试验系统,该系统由注浆系统、微裂隙模型以及监测系统3个部分组成,监测系统又分为显微监测系统和压力流量监测系统。当水泥浆液进入微裂隙模型后,利用显微监测系统对裂隙入口处的渗滤效应进行实时观测。利用压力流量监测系统对注浆试验过程中的注浆压力以及累计流量进行自动记录。运用自主设计的微裂隙注浆可视化试验系统,对微裂隙中的水泥浆液渗滤过程进行试验研究。采用3种水泥浆材(超细水泥Ⅰ、超细水泥Ⅱ和普通水泥),研究在注浆压力2.0 MPa、水灰比1.0的条件下,不同水泥颗粒粒径大小在不同裂隙开度下的浆液渗滤效应。通过试验发现,当裂隙开度较小时,在裂隙入口处形成了完整的半圆拱形滤饼;随着裂隙开度的增加,在裂隙入口处形成断续分布状滤饼;当裂隙开度增加到无渗滤发生时,裂隙入口处仅残留少量水泥颗粒附着物。通过试验获得了3种水泥的最小可注入裂隙开度大小b min和最小无渗滤裂隙开度大小b crit:超细水泥Ⅰ的b min和b crit分别为80和280μm;超细水泥Ⅱ的b min和b crit分别为100和300μm;普通水泥的b min和b crit分别为140和310μm。研究结果发现水泥粒径的减小对最小可注入裂隙开度大小的影响较大,但对最小无渗滤裂隙开度大小的影响较小。结合渗滤趋势k值,发现随着水泥粒径的减小,相应的k min和k crit值会随之增加,水泥浆液更容易在裂隙入口处发生渗滤,这是因为超细水泥比表面积更大,水泥颗粒间易发生团聚。     

模糊颜色直方图在基于内容的图像检索中的应用研究

本文提出一种子模糊颜色直方图构造方法,采用模糊C 均值聚类算法对彩色图像进行颜色聚类,利用模糊理论的隶属函数,通过计算每个像素对颜色聚类中心的隶属度构造颜色直方图,将得到的模糊颜色直方图作为表示彩色图像的特征向量进行基于内容的图像检索实验,实验结果表明本文提出的方法具有较高的检索准确率和研究价值。     

松散软岩巷道围岩塑性区扩展分析及支护实践

针对松散软岩胶结程度差、松散易碎及岩层粒状力学行为明显的特性,引入粒状材料的概念对松散软岩巷道失稳机理进行研究。在粒状材料力学行为分析的基础上,获得了粒状材料库仑屈服准则,并结合某矿现场情况建立了松散软岩巷道力学模型,获得了其围岩塑性区半径扩展公式。通过分析得出：巷道围岩塑性区半径随着初始支护强度与原始地应力比值的增加逐渐减小,但塑性区范围仍然很大。因而仅仅通过提高巷道初始支护强度并不能有效控制该类巷道围岩塑性区的扩展,还需改善围岩物理力学性能,提高支护结构的承载能力。针对该矿区具体情况提出了“超前预注浆+锚网棚+锚注”联合支护方案,取得了良好成效,保证了施工的顺利进行。     

可调式电磁制动自旋转水射流喷头的设计及试验研究

为了有效控制喷头转速,保证高压水射流具有良好的打击性能,对高压水射流用的喷头进行了专门的研究,设计出了一种结构新颖、转速可调的可调式电磁制动自旋转水射流喷头。该喷头克服了其他形式自旋转喷头的缺点,通过改变磁场覆盖比例,达到了喷头转速可调、钻孔速度快及成型规则等效果。通过室内试验,可调式电磁制动自旋转水射流喷头对不同的靶材,不仅转速可调,同时也起到钻孔、切割靶材扩孔的作用,并克服了传统喷头转速高、噪声大、射流雾化严重的缺点,达到了预期效果,有很好的应用前景。     

软岩巷道锚注支护智能设计专家系统及应用

软岩巷道锚注支护设计是一个涉及水文地质、工程地质、开采条件、岩石力学等诸多因素的复杂非线性难题。针对这一难题,将人工智能领域中专家系统技术与煤矿软岩巷道锚注支护领域专家理论研究成果、实践经验相结合,提出了软岩巷道锚注支护设计专家系统结构模型。基于软岩巷道锚注支护工程知识的特点,建立了软岩巷道围岩地质力学性质知识库、软岩巷道锚注支护设计工程案例知识库以及软岩巷道锚注支护设计专家知识库;同时,运用计算模式推理、BP神经网络推理以及产生式规则推理等3种推理策略,构建了锚注支护专家系统的核心推理机,实现了对软岩巷道锚注支护方案与参数的优化设计。将该专家系统应用于淮北矿区某矿井软岩巷道锚注支护设计中,显著地提高了软岩巷道锚注支护结构和参数选择的科学性与合理性,有效地维护了该软岩巷道围岩的稳定。     

RO浓水回用的处理技术研究

根据现有反渗透(RO)工艺的运行管理经验,确定一级RO浓水的回收工艺仍为RO工艺,即二级RO工艺再处理一级RO浓水。通过对一级RO浓水水质的分析,提出了O3/BAC和粉末活性炭/GAC两种预处理工艺去除浓水中的有机物,两种工艺均可保证系统的出水COD30mg/L,满足RO膜对进水COD的要求。以NaOH为软化剂进行RO浓水的软化中试,在NaOH的投加量为400～440 mg/L、聚合氯化铝(PAC)的投加量为5 mg/L(在软化反应后期投加)、曝气量为0.1 m3/(h.m2)的条件下,软化装置对总硬度、COD、NH3-N的去除率分别约为80%、(7%～12%)、30%。     

霍州矿区地应力分布规律实测研究

地应力是漫长地质时期形成的岩体内生应力,成因复杂、影响因素众多,是影响深井巷道围岩稳定性的重要因素之一.应用空心包体式三轴应变计,采用钻孔应力解除法系统地对霍州矿区现有主采煤层进行地应力现场实测,得到不同位置和埋深的实测地应力数据.通过对实测数据的系统分析,得出矿区范围内地应力场的分布规律,验证霍州矿区地壳浅部地应力场仍以水平应力为主.基于地应力实测数据和具体工程地质条件,采用FLAC3D对不同轴向煤矿巷道进行围岩稳定性数值分析.应用上述研究成果,对团柏矿八采区巷道顶板稳定性受最大水平地应力的影响程度进行分析.研究结果为霍州矿区采场合理布置及煤矿巷道支护设计强度提供计算参数,对于井巷布置和矿山安全高效生产具有重要指导意义.     

投标企业中标模拟系统

本文综合考虑对投标企业中标可能性有重大影响的六大要素，投标报价及计算基础合理性、承包工期、施工方法及主要安全技术措施，工程质量及工程质量保证体系、企业能力、垫付能力及优惠条件，建立了投标企业中标模拟系统，该系统是一个开放型的系统户可根据实际情况对系统中所列要素任意选择，增添。由于每一要素中各分要素的打分依据是以表的形式给出的，而且表中数据每次都是可变的，因此，系统中建立了相应的数据库。     

霍州矿区煤巷围岩稳定性分类与支护对策研究

针对现有煤巷围岩稳定性分类方案不能满足霍州矿区快速发展的机械化生产需求的现状,选取了巷道围岩强度、顶板岩体完整性、采动影响以及地应力等4个方面的9个指标,依据现场大量调研和统计的样本,采用基于模糊等价关系的聚类分析方法,研究了霍州矿区煤巷围岩稳定性分类方案,并对每类巷道围岩稳定性状况进行分析,提出相应的支护对策,制订出霍州矿区煤巷支护对策选择标准。