摘要：为了给低旋流喷射器（LSI）推广应用提供理论依据,自行设计具有两种旋流叶片角LSI。应用数值模拟方法确定不同LSI旋流数,旋流数范围为0.417-0.881。利用粒子成像测速（PIV）测试系统,对流通气流LSI在方形通道内展向平面和铅垂截面二维速度分布进行测试。对开放空间内低旋流喷嘴,流通甲烷气体和空气预混合燃烧特性进行实验研究。研究结果表明：当叶片角θ=37°,旋流数S≤0.576时,旋流诱导中心区域和周围空气旋转,形成具有中心区域和周围空气低速区域、中心低速区域分布特点的扩散流动。当叶片角θ=37°,甲烷和空气当量比φ=0.7,S≤0.576时,流通LSI气流产生与展向截面流场分布相似的中部凸起呈＂W＂型脱体蓝色火焰。随着旋流数S增加,在0.576≤S≤0.588范围内,火焰与喷口间的距离缩短,火焰转变为＂扫帚＂型火焰。当S=0.623时,形成高旋流贴体火焰。增大旋流叶片角,流场的扩张角增加,环形旋流区和中心直流区轴向速度沿中心轴衰减更快。

摘要：结合黑龙江鹤岗鸟山煤矿副井突水淹井的特征和现场工程条件,提出了井筒恢复与突水治理的综合技术方案。方案在"先探后治,靶向注浆"设计施工的框架下,以地面和井下物探手段为先导,确定矿井突水水源和涌水通道。为确保井壁和注浆安全,先实施控制性排水,分段完成分部耦合的伞状壁后注浆后,再进行工作面置换注浆。壁后注浆时,在"先固后注,注泄结合"的原则下,确定了孔位布置、浆液选配和施工工艺。之后,结合止浆垫的受力特征,提出下部滤水上部分层浇筑的水下止浆垫施工方案,同时详细阐述了于工作面先进行置换清淤后维护井壁的分段注浆施工工艺。壁后安全注浆和工作面清淤堵水有序结合的立井突水治理方案,技术与经济效益显著,为深部立井快速安全施工积累了实践经验。

摘要：为使锚杆支护工程的设计计算和数值模拟更加合理,对端锚黏结式锚杆进行了常规拉拔试验和动拉拔荷载试验,分析了静、动荷载下锚杆的受力特征并提出了力学计算模型。结合试验和力学模型计算结果,比选了多单元数2结点杆单元和少单元数高阶次杆单元的计算精度和计算量。试验结果表明,端锚黏结式锚杆在静荷载下轴向应力呈三角形分布,在动荷载下轴向应力呈负指数分布。受力分析表明,静荷载作用下黏锚力可视为均匀分布,动荷载作用下黏锚力可近似简化为三角形分布。对比试验和理论分析结果,高阶杆单元能简洁明了地反映静、动荷载下锚杆的非均匀受力情况,并能有效减少单元数目和结点数目,大大减少计算量,同时提高计算精度,相比多单元数2结点杆(索)单元优势明显。静、动载试验和理论成果为锚杆支护工程的设计计算和数值模拟提供了参考和依据。

摘要：针对马头门硐室处于千米埋深、应力集中、设计断面大、结构受力复杂等条件,利用FLAC3D数值模拟软件,以红庆河煤矿副井马头门硐室为研究对象,根据工程地质条件、岩层的物理性质对副井马头门硐室围岩结构进行数值模拟,同时进行副井马头门硐室围岩收敛变形监测工作,基于数值模拟和变形监测结果,对副井马头门硐室初期支护结构进行优化补强设计.研究结果表明:优化后的副井马头门硐室支护结构安全储备较高且设计方案合理,对工程的设计和施工具有一定的指导意义.

摘要：为解决同煤集团王坪矿8#煤层松软、厚度大的巷道支护问题,采用FLAC3D对巷道支护形式进行模拟,分析了围岩应力、位移分布以及塑性区变化,设计出了锚网索+锚注+特殊段封闭式金属支架的联合支护方法,结合两帮2种锚杆的位移对比和实时监测.研究结果表明:该种支护形式有利于控制特厚松软煤层巷道的变形,保证了围岩的稳定性,对类似具有松软、厚度大特性的巷道支护和深部煤层的开采提供了可行的支护方式,拓展了联合支护在煤矿中的应用.

摘要：含水率是影响尾矿加筋结构稳定性的重要因素。通过室内拉拔试验,对不同含水率（1.5%、9.7%、19.3%）下尾矿与土工格栅的界面特性进行了研究。结果表明,土工格栅的最大剪应力与法向应力呈线性相关,能够反映筋-尾矿界面参数似粘聚力和似摩擦角;似粘聚力随含水率增大先增大后减小,似摩擦角随含水率增大先减小后增大;在含水率增大过程中存在界限含水率,大小约为10%;在界限含水率下,似粘聚力达到最大值,似摩擦角达到最小值;似摩擦系数随法向应力增大呈非线性递减,可以二次抛物线拟合反映二者关系;在不同含水率条件下,似摩擦系数随含水率增大呈现先增大后减小规律,与对应界面参数似粘聚力的变化一致。上述试验分析成果对应用土工格栅进行尾矿坝加筋设计有一定的指导价值。

摘要：为探明深部围岩压力作用下混凝土井壁的受力特征,将井筒周围不均匀侧压力分为均布荷载和非均布荷载两部分,利用叠加原理将两者对井筒受力的影响相加,获得井壁受力公式,并通过分析不同厚径比和不均匀侧压系数条件下井壁不同位置和极值点的受力变化,揭示了厚径比和不均匀侧压系数对井壁受力的影响规律,提出了相应的不均匀侧压条件下井壁结构设计计算的主要原则和程序,其可靠性得到了实际工程的检验。研究结果表明:不均匀侧压条件下井壁结构受力差异悬殊,且存在受力极值点;厚径比和不均匀侧压系数对井壁结构受力性质与大小影响很大,厚径比过小或不均匀侧压系数较大,均会导致极值点处出现拉应力;厚径比大于0.2时平衡井壁受力的效果才明显。实践表明,依据不出现拉应力和满足强度需求的原则确定井壁结构和材料的方法是合理可靠的。

摘要：为了进一步了解单筒型低旋流燃气轮机燃烧室特性,对燃烧室内气流低旋流流动、燃烧和污染物排放特性开展了数值模拟研究。自行设计了单筒型低旋流燃烧室,建立了燃烧室内流动和燃烧全三维数值模型,应用商用CFD软件Fluent进行求解。数值模拟结果显示,低旋流燃烧室均能形成典型的"W"形火焰。低旋流燃烧室燃用甲烷和掺氢甲烷时,在低旋流S≤0.575范围内,其污染物排放明显低于高旋流燃烧室,并随着旋流数的增加而降低,当S=0.575时,NOx排放量最低。

摘要：以煤直接液化工艺过程中热高压分离器(简称"热高分")内的颗粒漂移为研究对象,建立带静态分离挡板的热高分物理模型,并采用VOF(Volume of Fluid)模型和DPM(Discrete Phase Model)模型,数值分析静态分离挡板5种倾斜角度下热高分罐内部速度场、不同液位高度颗粒平均浓度及气相出口煤粉漂移率的分布规律。研究结果表明:静态分离挡板的倾斜角度对速度场的影响明显,在挡板附近区域形成小回流涡旋效应,产生对颗粒随气流夹带提升的抑制作用;颗粒平均浓度在气-液交界面区域最高,随着热高分罐内高度的增加而逐渐降低;与其余倾斜角度相比,α=45°时气相出口的颗粒漂移率达到最小,较未设置分离挡板时,颗粒漂移率降低50%以上。研究有望为热高压分离压力容器的设计和运行优化提供参考。

摘要：为研究采动影响下大跨度软岩煤巷耦合支护设计方案的支护效果,以高家梁矿20307工作面矩形回风巷道为例,通过工程地质力学和软岩工程力学对巷道变形破坏力学机制进行分析,提出锚网索带注的耦合支护方案对策,利用有限差分软件Flac3D对耦合支护软岩巷道围岩表面变形进行数值分析,采用现场监测煤巷变形的方法并将两者结果作对比分析。研究结果表明,耦合支护方案取得良好的支护效果,真正实现围岩与支护体的耦合,验证了软岩巷道变形具有流变特性。