一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统

    公开(公告)号:CN115711091A

    公开(公告)日:2023-02-24

    申请号:CN202211403576.3

    申请日:2022-11-10

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明提供了一种煤矿井下水力造穴工艺模拟优化方法与系统,获取目标煤层参数,建立三维煤层结构,进行模型颗粒填充,形成煤层数值模型;设置造穴参数,建立造穴系统的模型三维结构,按配比生成磨料颗粒和液体颗粒,设定边界条件;对煤、水和磨料的颗粒间进行参数标定并平衡模型;进行离散单元法和计算流体动力学耦合的水力造穴过程数值模拟计算,模拟水力造穴作业过程,记录模拟过程中目标造穴区域内局部应力、密度和孔隙率的分布情况;根据不同造穴参数下的多次数值模拟计算结果,分析卸压增透效果对各水力造穴参数的响应关系,基于分析成果,确定水力造穴参数的优化方案,得到最终水力造穴工艺方案。本发明提高了模拟的准确性和适用性。

    基于宏细观参数关联准则的DEM细观参数标定方法

    公开(公告)号:CN113836789A

    公开(公告)日:2021-12-24

    申请号:CN202110973540.8

    申请日:2021-08-24

    申请人: 山东大学

    摘要: 本公开提供了一种基于宏细观参数关联准则的DEM细观参数标定方法,获取经室内基础力学试验得到的岩石DEM宏观力学参数;根据岩石DEM宏观力学参数、先验条件和预设机器学习模型,得到用于岩石力学特征模拟的岩石DEM细观力学参数;其中,细观力学参数为预设机器学习模型的预测结果与各先验证条件结果的加权和;本公开通过建立DEM宏观力学参数和细观力学参数标定的样本库,分析样本库中宏观力学参数和细观力学参数的关联,将其作为先验约束条件,结合预设的机器学习模型,实现了细观参数的快速标定,进而实现了更高精度的岩石力学特征模拟。

    一种含水裂隙动力损伤性能测试系统与测试方法

    公开(公告)号:CN112414852A

    公开(公告)日:2021-02-26

    申请号:CN202011084949.6

    申请日:2020-10-12

    IPC分类号: G01N3/12 G01N3/30

    摘要: 本发明提供一种含水裂隙动力损伤性能测试系统与测试方法,属于岩土工程爆破模拟试验技术领域,包括:爆破动力模拟装置对岩石试件进行爆破激发;水压加载装置对岩石试件中的预制裂隙加载水压;爆破振动监测装置监测岩石试件爆破过程中的爆破振动速度;声发射监测装置监测岩石试件爆破过程中声发射信号特征;微变监测装置监测岩石试件爆破过程中的形变量以及水压变量。本发明通过裂隙内部预加载水压力、试件中心爆破激发等过程,采用爆破振动监测、水压与应变监测、内裂隙萌生定位与外裂隙扩展监测等手段,采用非炸药爆破方法,利用高压脉冲致裂定量模拟爆破动力的方法,实现了爆破动力的精确模拟与含水裂隙动力损伤测试定量表征。

    一种劈裂-挤压注浆过程模拟的DEM分析方法

    公开(公告)号:CN112131804A

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN202010831103.8

    申请日:2020-08-18

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明提供一种劈裂‑挤压注浆过程模拟的DEM分析方法,属于隧道劈裂注浆加固技术领域,隧道加固区砾石土试样的宏观力学参数和细观力学参数;建立劈裂注浆加固模型;将粘度‑时间变化函数和流速‑粘度变化函数嵌入“管道‑域”流固耦合模型中,在裂缝内进行浆液颗粒填充,在浆液颗粒之间以及浆液颗粒与裂缝颗粒重新粘结;通过函数拟合得到各细观接触参数随时间的函数变化关系;将细观接触参数随时间的函数变化关系嵌入到重新粘结的劈裂注浆加固模型中,得到颗粒间粘结强度随时间和扩散半径的变化关系。本发明综合考虑了浆液时变性和注浆结束后加固体强度随时间和注浆半径变化规律,真实反映整个注浆加固过程中岩土体的力学特性变化及强度改良效果。

    一种灌注瞬时凝固浆液的注浆系统及其改进应用方法

    公开(公告)号:CN118880884A

    公开(公告)日:2024-11-01

    申请号:CN202411137661.9

    申请日:2024-08-19

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: E02D15/00 E02D3/12 E02D3/11

    摘要: 本发明公开了一种灌注瞬时凝固浆液的注浆系统及其操控方法,属于注浆控制技术领域。包括储浆桶、搅拌桶、注浆泵和注浆管;注浆泵的进浆口与搅拌桶连通,注浆泵的出浆口连通有注浆管配件,注浆管配件与注浆管的进浆端连通,将搅拌均匀后的导电水凝胶浆液经注浆管注入目标注浆区域;注浆泵的出浆口设置有单向流结构,注浆管的出浆端设置有导电线圈,导电线圈用于对流入目标注浆区域的导电水凝胶浆液实施电激励,使其瞬时凝固。能够实现动水通道瞬时封堵或劈裂浆脉瞬时加固,从“浆自凝”被动控制升级为“电控凝”主动控制,为注浆扩散与加固范围控制提供新思路;解决现有无法实现劈裂浆液瞬时凝结及浆脉扩散与留存范围的有效可控的问题。

    一种粒子冲击破岩工艺模拟优化方法及系统

    公开(公告)号:CN116306332A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202211548562.0

    申请日:2022-12-05

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明提供了一种粒子冲击破岩工艺模拟优化方法及系统,采用计算流体动力学模拟钻井液在三维管道内的流动,采用数字高程模型模拟冲击粒子在钻井液中的流动及喷射到岩体上的过程;基于岩层模型中平行粘结键的断裂实现对岩体破碎程度的表征;基于喷管内的应力分布情况来表示管道的磨损范围;基于喷管内的粒子堆积位置来表示喷管内的堵塞情况,获得当前模拟参数下粒子冲击破岩工艺对岩体的破坏效果;基于分析成果,确定与实际作业条件相适宜的粒子冲击破岩工艺优化方案。本发明可以克服现有粒子冲击破岩模拟方法在参数表征上的不足,优化粒子冲击破岩工艺,提高生产效率。

    一种渗透破坏型突涌水过程数值模拟方法、服务器及介质

    公开(公告)号:CN111553098B

    公开(公告)日:2023-06-02

    申请号:CN202010222361.6

    申请日:2020-03-26

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明公开了一种渗透破坏型突涌水过程数值模拟方法及装置,包括以下步骤:进行室内充填体渗透破坏试验,建立可描述抗剪强度变化规律的数学模型以及表征渗透性与流体粘度演化规律的关系函数;根据离散单元法,建立计算模型中充填体流失量的计算方法;建立描述渗透破坏突涌水过程中变强度机制的接触模型,并将其嵌入到DEM计算程序中,实现变强度破坏过程的模拟计算;建立渗透性、流体粘度与充填介质流失量的关系函数,并将其嵌入到计算流体动力学程序中,最终实现变渗透性、变粘度的过程模拟;进行离散元与计算流体动力学耦合计算;基于DEM‑FEM耦合与CG技术进行工程尺度模拟。