基于顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱和顶空-气相色谱-离子迁移谱技术结合化学计量法分析芜菁冻干片挥发性成分

为探究不同品种芜菁冻干片中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的差异,采用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和顶空-气相色谱-离子迁移谱(headspace gas chromatography-ion mobility spectrometry,HS-GC-IMS)对紫色、黄色和白色3种芜菁冻干片的VOCs进行分析,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘判别法(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)等化学计量法探究不同品种芜菁冻干片挥发性成分的差异。结果表明,通过HS-SPME-GC-MS共解析出96种VOCs,包括醛类、醇类、酮类、含硫化合物、酯类、酸类等化合物,其中含硫化合物和酯类为芜菁冻干片中相对含量最高的化合物种类;HS-GC-IMS共解析出94种VOCs,包括醛类、酯类、酮类及含硫化合物等挥发性成分。HS-SPME-GC-MS和HS-GC-IMS检出的挥发性物质种类和含量存在差异,共有VOCs有15种,二者结果互为补充,结合使用可以较全面系统地表征芜菁冻干片的挥发性成分。PCA和PLS-DA结果表明,2种方法均能够有效区分3种芜菁冻干片。通过变量投影重要度分别筛选了59种和23种差异VOCs,该结果可为芜菁冻干片VOCs的差异分析提供参考方法。

富水粉细砂层联络通道顶管法施工地表沉降分析

为研究富水粉细砂层地铁联络通道顶管法施工对地表沉降的影响,对郑州地铁12号线08工区埋深15 m、长7.5 m的联络通道在顶管法施工过程中的地表沉降进行了监测,并结合“地层-主隧道-内支撑-联络通道”体系三维数值模型,深入分析了顶管掘进过程中地表沉降的时空演化规律。结果表明:地表沉降量随着顶管机的推进逐渐增大,顶推到位后达到最大沉降值,其中台车就位、始发破洞及接收破洞阶段产生的沉降增量明显大于其他开挖阶段,设备拆除后,受卸载作用影响,地层产生一定量回弹,沉降值减小;地表沉降曲面呈漏斗状,沿联络通道中心线方向左右对称,沿垂直于中心线方向不对称,最大沉降值位于纵向距离联络通道中心靠近始发端3 m处;联络通道顶管法施工对地表横向影响范围更大,地表沉降集中发生区域近似椭圆形,其长轴垂直于联络通道中心线。

厚硬顶板悬顶致灾机理及切顶控制技术研究

针对侧向厚硬悬顶下临空巷道围岩变形大、失稳风险高的问题,以大同马脊梁煤矿3810工作面运输巷为工程背景,建立了厚硬侧向悬顶力学模型,确定合理切顶位置理论值为内错煤柱3.98 m。建立UDEC数值计算模型,分析了厚硬悬顶长度、断裂位置对煤柱应力分布及3810运输巷围岩变形的控制效果,结果表明:降低悬顶长度、在煤柱上方合理位置断裂,能够有效降低煤柱侧向应力集中程度,减少巷道围岩的破坏范围及变形。根据分析结果,确定煤柱采空区侧厚硬悬顶进行切顶卸压控制,促使厚硬顶板及时垮落,提高采空区顶板垮落带高度,从而降低煤柱承载的载荷并为煤柱提供侧向约束,提高煤柱承载性能。提出了厚硬侧向悬顶水压致裂切顶卸压控制方案并应用于现场,结果表明:3810运输巷采取水力压裂切顶措施后,巷道围岩变形得到显著改善;切顶后巷道两帮最大值移近量为600 mm,顶板最大下沉量为277 mm;相对于未采取切顶方案的区段,巷道变形量分别降低39.6%(两帮)、31.8%(顶板),巷道有效断面能够满足矿井安全高效生产的需要。

综采面深孔预裂爆破强制放顶技术研究

本文提出了一种深孔欲裂爆破强制放顶方法,以提升东庞矿工作面初采期间的作业安全性和工作效率。这种爆破强制放顶方法以爆破弱化坚硬顶板为基础,从切眼及两顺槽的顶板深孔方向进行爆破,并配置合理的爆破强度。试验过程中,对爆破实施前后钻孔内裂隙情况进行比对,钻孔窥视结果显示,本文提出的强制放顶方法施工速度快、安全程度高。这种新的强制放顶方法进一步拓宽了采煤工作面强制放顶技术的实现途径。

蔬菜钵苗钵盘整排顶推分离机构设计与仿真

蔬菜钵苗自动取苗移栽过程中,钵体与穴盘的破结分离是影响取苗效果的关键因素之一。钵体与穴盘内壁的低损伤分离,是提高取苗效率、降低钵苗损伤率的有效途径。本文设计了一种蔬菜钵苗钵-盘整排顶推分离机构,并利用MATLAB软件进行了机构参数优化设计,得到1组满足钵-盘顶推分离要求的结构参数:标准直齿圆柱齿轮模数为2mm,齿数为40,Z型杆有效尺寸为14mm,连杆长为42mm,三角形连接板底边长为48mm。根据得到的机构参数,完成了机构结构设计,并对其进行了虚拟仿真分析,设计的蔬菜钵苗钵-盘整排顶推分离机构能够达到预期的工作要求,为顶推-夹茎式整排自动取苗机构的设计奠定了基础。

特厚煤层留小煤柱沿空掘巷切顶卸压关键参数研究

为确定留小煤柱沿空掘巷条件下,切顶关键参数与现场地质条件的匹配性,通过砌体梁理论分析了基本顶岩层不同断裂状态下的载荷分布情况,同时确定了不同切顶高度和不同切顶角度的理论选择范围,而后通过数值计算横向对比了不同切顶高度和不同切顶角度对于巷道围岩变形情况、侧向支承压力分布情况、煤柱及巷道围岩破坏情况的影响。结果表明:切顶高度主要影响应力分布,切顶角度主要影响围岩破坏情况;在煤柱宽度10 m时,切顶高度越高,巷道围岩稳定性及支承压力峰值越低,其中切顶21.5 m较切顶9.5 m的侧向支承压力峰值降低了22%,顶底板和两帮变形量分别降低了24.8%和20%;同时煤柱及巷道围岩的塑性破坏整体随着切顶角度的增加呈“U”型规律分布,在切顶75°时达到最低,与切顶60°、90°(U型两侧较大值)相比,煤柱塑性破坏情况分别降低了7.9%和16.6%,围岩塑性破坏情况分别降低了16.5%和31.7%,综合得出,当切顶高度为21.5 m,切顶角度为仰角75°时,侧向支承压力峰值有所下降,围岩位移量大幅降低,巷道围岩及煤柱稳定性均有所改善。

低顶岛式斜坡堤的堤顶高程设计方法

针对低顶岛式斜坡堤的堤顶高程确定方法,基于国内外现有研究成果和所依托的工程实践,探讨影响低顶岛式斜坡堤的堤顶高程设计关键因素,对强浪向分散、常浪向集中的情况提出堤顶高程宜使堤后次生波与非掩护浪向设计波浪基本相当的设计理念,并结合工程案例的物理模型试验结果进行对比分析。结果表明,所提出的设计理念合理、可行,对未来类似工程的设计具有借鉴和参考意义。

切顶卸压沿空留巷技术在厚煤层综采工作面的应用

切顶卸压沿空留巷作为一种无煤柱开采工艺,在一定程度上可以提升煤炭资源的回收利用率、提升矿井生产的连续性、增加煤矿企业的经济效益。为解决工作面交替紧张及煤炭资源回采率低等问题,以山西西山煤电股份有限公司马兰矿18505综采工作面运输顺槽为研究对象,通过理论计算和工程实践相结合的研究方式,进行了切顶卸压沿空留巷工艺方案的设计及巷道围岩控制措施的相关研究,并提出采用“预裂爆破切顶+恒阻大变形锚索补强支护”的沿空留巷技术方案。根据现场实际监测效果可知,在留巷30天后,巷道围岩的变形基本趋于稳定,顶底板最大变形量为178.26 mm,巷道两帮的最大移近量为85.34 mm,完全符合沿空留巷的实际应用标准,保障了工作面的安全回采。

侧向悬顶长度对回采工作面侧向支承压力分布影响浅析

为保证工作面采动影响下紧邻回采工作面回采巷道的安全掘进与维护,通过理论分析与数值模拟方法分析回采工作面后方采空区侧向悬顶长度为0、8、12、16m时,对回采工作面侧向超前、滞后支承压力分布特征的影响。结果表明:工作面煤壁前后不同距离处的侧向支承压力影响范围、支承压力峰值和应力集中系数随工作面后方侧向悬顶长度的增加而增大,侧向支承压力峰值位置也随工作面后方侧向悬顶长度的增加而向实体煤浅部转移。在上区段回采工作面回采巷道内实施爆破切顶等措施减小工作面后方侧向悬顶长度可以有效改善相邻工作面掘进回采巷道布置位置处的应力环境。

综采工作面顶板切顶卸压沿空留巷围岩控制技术

为解决沿空掘巷存在大量煤柱损失、影响采掘接替等问题,同时防止回采过程中巷道产生严重变形,决定采用切顶卸压和综合支护方案对巷道围岩进行有效控制。针对2号煤层21206综采工作面复合顶板,采用理论分析和FLAC^(3D)数值模拟方法,确定了切顶卸压参数,其切顶角度为15°,切顶深度为9 m;将沿空巷道划分为超前支护区、滞后临时支护区和成巷稳定区,并采取不同的支护形式。综合支护方案实施,沿空留巷60 d内顶板下沉量最大值降低49.3%;两帮移近量最大值降低57.3%;工作面多回收煤炭15.6万t,并节省1条长度为1710 m的掘进巷道,并节省施工工期6个月,具有显著的经济效益。

倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究

为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究。首先,基于岩石碎胀系数、砌体梁理论及现场地质资料,推导计算了1301N运输巷切顶高度和切顶角度的理论最小值。其次,为进一步验证并优化理论推导结果,利用PFC^(2D)数值软件建立了1301N工作面切顶留巷模型,采用控制变量法分析了不同切顶高度和切顶角度下留巷顶板应力、位移及组构张量响应特征。分析结果表明:切顶高度与卸压效果之间存在底数大于1的对数增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果逐渐增强但其增长幅度逐渐减小;切顶角度与卸压效果之间存在“S”型增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果先增强后减弱。卸压参数与卸压效果之间的变化规律揭示了切顶高度选择存在最适值,切顶角度选择存在最优解。综合理论分析、经济收益及数值模拟结果,确定长城六矿1301N运输巷倾斜厚硬顶板切顶留巷过程中最适切顶高度为13 m,最优切顶角度为10°。现场监测获得该切顶参数下围岩控制效果较好,留巷围岩变形量较小,可有效满足下一工作面开采需求,验证了优化切顶参数的有效性,为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。

顶空固相微萃取/气相色谱法快速萃取-解吸土壤中7种芳香族化合物

利用氧化石墨烯功能化修饰固相微萃取(GO@SPME)针,结合气相色谱(GC)-氢火焰离子化检测器(FID)建立了检测土壤中7种挥发性芳香烃及其衍生物(包括甲苯、氯苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、硝基苯和萘)的快速萃取和解吸策略。考察了萃取液体积、搅拌速率、萃取温度、加盐量、解吸温度、萃取时间和解吸时间对目标物萃取效果的影响,确定在土壤样品中加入内标物质(氘代甲苯),经甲醇提取,顶空固相微萃取快速富集,再结合GC-FID进行检测,基质匹配内标法定量分析。在优化的实验条件下,该方法在15 s内可实现对目标物的快速萃取与解吸(萃取时间12 s,解吸时间3 s)。土壤样品中7种挥发性芳香烃及其衍生物的线性关系良好,相关系数(r^(2))均不小于0.9989,方法检出限(LOD,S/N=3)为1.71~11.60μg/g,定量下限(LOQ,S/N=10)为5.70~38.67μg/g;在3个不同加标水平(60、120、180μg/g)下的平均回收率为87.3%~109%,相对标准偏差(RSD)不大于12%。该方法前处理简单快速,成本较低,数据稳定可靠,适用于土壤样品中芳香族类化合物的快速检测。

地顶孢霉培养物对北京鸭生长性能、屠宰性能、血常规及血清生化、抗氧化指标的影响

[目的]本试验旨在研究地顶孢霉培养物对北京鸭生长性能、屠宰性能、血常规及血清生化、抗氧化指标的影响。[方法]选取216只1日龄健康雄性北京鸭(51.36 g±0.15 g),随机分成3组,每组8个重复,每重复12只鸭,分别饲喂在玉米-豆粕型基础饲粮中添加0(对照组)、0.1%、0.2%地顶孢霉培养物的饲粮,饲喂期42 d。统计试验鸭生长性能和屠宰性能,并采集全血和血清样品,测定血常规、血清生化生理和抗氧化指标。[结果](1)饲粮中添加0.1%和0.2%地顶孢霉培养物对北京鸭生长性能均无显著影响(P>0.05)。(2)0.1%地顶孢霉培养物组北京鸭胸肌率显著高于对照组和0.2%添加组(P<0.05);0.2%地顶孢霉培养物组北京鸭肝脏指数显著低于对照组(P<0.05)。(3)与对照组相比,0.2%地顶孢霉培养物组北京鸭血液中淋巴细胞(LYM)和中间细胞数量(MID)以及红细胞宽度标准差(RDW-SD)显著提高,红细胞(WBC)和粒细胞数量(GRA)显著降低(P<0.05)。(4)与对照组相比,0.1%和0.2%地顶孢霉培养物组北京鸭血清葡萄糖含量显著降低(P<0.05),0.1%地顶孢霉培养物组北京鸭血清中甘油三酯含量显著降低(P<0.05)。(5)与对照组相比,0.1%和0.2%地顶孢霉培养物组42日龄北京鸭血清中总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著提高(P<0.05);与对照组和0.1%地顶孢霉培养物组相比,0.2%地顶孢霉培养物组42日龄北京鸭血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)均显著提高(P<0.05)。[结论]饲粮中添加0.1%和0.2%地顶孢霉培养物未能提高北京鸭生长性能和器官发育,但可显著提高北京鸭胸肌率、机体免疫和抗氧化能力,促进机体葡萄糖和脂肪代谢。

放顶煤液压支架尾梁动态特性数值与试验研究

为确定放顶煤过程中煤、矸敏感振动特征参数,提高煤矸智能识别精度,研究液压支架尾梁的动态特性。首先,建立放顶煤液压支架与煤矸的刚柔耦合动力学模型,计算放煤过程中液压支架尾梁的振动加速度;其次,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)对该加速度响应进行分解,得到固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),并分析每个IMF分量的时域和频域特征;然后,采用t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighborhood Embedding,t-SNE)方法对这些特征进行降维,并计算不同特征的平均轮廓系数(Average Silhouette Coefficient,ASC),对比研究了煤矸冲击下的尾梁振动特征;最后,搭建放顶煤液压支架试验台,对模型计算结果进行验证。结果表明,尾梁振动加速度IMF分量中的能量、奇异值、频率均值、峰值频率、谱心频率、频率方差对煤、矸特征较为敏感,可作为煤矸识别的特征参数。

基于煤矸振动特性的放顶煤支架传感器优化布置策略研究

针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略。首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台相应初选测点的落煤和落矸振动信号,进行特征提取;然后,对所提取特征进行t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)降维可视化,筛选出5个对落煤和落矸信号区分敏感的特征,并以此作为目标特征;最后,经核密度估计法估算目标特征的概率密度函数,利用K-L(Kullback-Leibler)散度评估各测点组合信号与完整信号的近似性和煤矸特征的差异性,构建煤矸振动信号评价指标,结合Fisher信息矩阵准则,形成综合评价指标,确定尾梁的传感器布置最优方案。结果表明,该方法在满足模态可观测性的基础上不仅减少了传感器数量,还使得所测振动信号具有更好的煤矸差异性和信息完整性。

对越顶技术重建前交叉韧带术后移植物应力的有限元分析

目的探究越顶(OTT)技术重建前交叉韧带(ACL)术后移植物应力分布特征。方法基于膝关节CT及MRI影像学数据,建立膝关节有限元模型。模型应用线弹性材料属性。骨的材料属性设置为弹性模量为12000.0 MPa,泊松比为0.3;韧带及移植物材料属性设置为弹性模量390.0 MPa,泊松比为0.4。将股骨固定设置为模型边界条件,对胫骨施加前向134 N拉力作为载荷条件。分析正常ACL及OTT技术重建术后移植物的拉应力、压应力、剪切应力和等效应力的受力特征。结果OTT技术重建ACL后移植物拉应力最大值(0.9 MPa)在股骨端前侧,正常ACL拉应力最大值(2.5 MPa)在股骨端后侧。压应力最大值(4.1 MPa)、剪切应力最大值(2.8 MPa)、等效应力最大值(3.2 MPa)均在股骨端前侧,与正常ACL压应力最大值(4.6 MPa)、剪切应力最大值(3.6 MPa)、等效应力最大值(4.7 MPa)位置一致。结论OTT技术重建ACL术后移植物压应力、剪切应力及等效应力最大值均在股骨端前侧,与正常ACL位置一致。

键盘按键二次顶出三板模具设计

基于扣位凸出和卡扣结构限制,设计了一键盘按键的二次顶出三板模具。该模具为了保证斜顶强度和活动空间,设计了小角度斜顶和顶针强脱相结合的二次顶出方式顶出塑件。二次顶出机构采用双顶针板结构,并且,在顶针板上设计了带有压板、滑块及扣板组成的扣机结构,保证顶针板的顺序顶出。第一次顶出为顶针和斜顶同时顶出,使塑件脱离扣位型芯,为强脱塑件提供空间,第二次顶出为使用顶针顶出,强行将塑件从未脱出的卡扣部分顶出。三板模采用点浇口进浇,利用定距拉杆、限位螺钉和尼龙扣塞等结构实现了模具的顺序开模,保证了塑件和浇注系统凝料的自动分离。该模具既能保证塑件卡扣结构的成型,又实现了产品的安全顶出。

托顶煤巷道易片冒顶板变形机理与超前导管预注浆控制技术研究

目的 为探究厚煤层易片冒区域托顶煤巷道顶板变形破坏机理,并对易片冒区托顶煤巷道顶板进行有效控制,方法 以常村煤矿2701工作面皮带运输巷为例,通过等截面梁理论分析托顶煤巷道顶板破断成因,研究托顶煤巷道顶板的稳定性与巷道宽度和顶煤强度的关系。通过极限平衡准则得到巷帮位移的计算公式,证明托顶煤巷道具有帮顶协同变形机制。建立托顶煤巷道数值模型,研究巷道埋深、侧压系数、顶煤厚度和顶煤强度与托顶煤巷道围岩稳定性的关系。结果 结果表明:巷道埋深越大,其对托顶煤巷道两帮稳定性的影响越大;侧压系数的增加对巷道两帮和底鼓量的影响更大,对顶板影响较小;顶板下沉量与顶煤厚度呈正相关,底鼓量则与顶煤厚度呈负相关;顶煤强度的增加使巷道顶板下沉量与两帮移近量均近似呈线性减小趋势,底鼓量基本保持不变。结论 通过幂律型流体柱形渗透注浆扩散理论得到超前导管注浆半径,由此提出托顶煤巷道超前导管预注浆帮顶联合控制技术,成功控制易片冒托顶煤巷道顶板冒落问题,可为类似地质条件的托顶煤巷道顶板控制提供借鉴。

坚硬顶板高压水力切顶技术的切顶角度力学机制分析

为探究顶板的垮落倾角与水力钻孔角度对切顶卸压作用的力学机制,根据“砌体梁”关键块理论对切顶破断结构进行了力学分析,提出了基于关键块结构的“砌体梁”径向力模型与轴向力模型并进行了理论解析。运用COMSOL数值模拟软件,分析了不同角度下水力切顶钻孔的最大主应力分布特征。结果表明:切落顶板所受径向力会随垮落倾角的增加而上升,导致切顶后难以充分卸压。切落顶板所受轴向力随倾角的增加而逐渐降低,致使顶板更容易发生垮落。当水力切顶的角度小于45°时,垂直地应力对钻孔中部的压缩作用明显,对水力压裂起抑制作用。当切顶钻孔角度大于60°时,钻孔整体承受拉应力,有利于水力裂缝的扩展。

“三茶统筹”视域下山区县茶旅融合发展的实现路径探索——以浙江开化龙顶为例

茶叶是中国山区县强村富民的核心产业,茶旅融合发展是茶产业转型提质的关键路径。习近平总书记提出的“要把茶文化、茶产业、茶科技统筹起来”理念,为新时代茶旅融合发展助力茶产业高质量发展提供了路径指引。位于钱塘江源头的浙江省开化县是中国绿茶“黄金三角”的核心区,茶产业作为地方农业主导产业,探索如何通过茶旅融合发展助力“开化龙顶振兴”意义重大。通过文献梳理、深度访谈和实地走访,在分析开化县茶旅产业发展现状及存在问题的基础上,以“三茶统筹”理念为引领,从文化挖掘、标准建设、数字赋能、产业融合、政策指引等五个方面提出实现路径的对策建议,为开化茶旅融合发展铸魂、筑基、添翼、拓链和护航,为山区县茶产业转型提质发展提供经验借鉴和参考依据。