超声振动在矿山煤岩致裂中的研究进展与展望

为了推动超声振动致裂煤岩体技术的发展,提高矿山煤层气增产及硬岩掘进的效率,回顾了超声波技术的发展历程,综述了超声振动在致裂煤岩体方面的应用现状与研究进展,明确了超声振动在煤岩致裂领域存在的关键阻碍性技术难题及发展趋势。(1)总结了传统技术在矿山煤层气增产和硬岩掘进领域存在的技术问题,介绍了超声波技术的独特优势及应用领域,阐述了超声波发生器和超声波换能器的发展阶段及相应性能;(2)归结了超声振动煤层气促解增渗装置及流程,分析了超声振动煤层气促解增产现状,阐明了超声空化效应、机械振动效应、热效应作用下煤层气降压、加速、位能及动能增加进而促进其解吸增渗的机制;(3)归纳了超声振动破岩装置及流程,阐述了超声振动破碎硬岩的进展,揭示了超声振动产生的机械振动效应与热效应作用下疲劳损伤、微裂纹亚临界扩展、矿物颗粒不均匀热膨胀或矿物相变、岩石物理力学特性劣化导致硬岩破碎的内在机理;(4)针对超声波发生器、换能器及超声振动在矿山致裂煤岩体中的局限度,对未来超声振动致裂煤岩体在现场高效应用的研究重点提出了4点建议:高性能防爆型超声波发生器和换能器的研发,超声振动促解增渗机理的深入分析及管线技术框架设计,多功能及多场耦合室内超声振动致裂煤岩体设备研制与试验,井下抗干扰超声振动设备的研发应用。

甜水堡煤矿煤巷支护参数与设备工艺优化研究

目前巷道快速掘进技术研究主要针对巷道快速掘进的影响因素、设备优化等,对巷道空顶距、支护参数、施工工艺联合优化的研究较少。针对该问题,以甘肃省环县甜水堡煤矿2号井1309工作面回风巷为研究对象,对煤巷支护参数与设备工艺优化方法进行研究。分析了巷道掘进各工序的用时特征,得出掘进、永久支护、临时支护用时最多,占比分别为25.3%,49.9%,6.2%;以耗时最长的3个工序为重点优化方向,构建了掘进工作面空顶区顶板力学模型,得出掘进工作面理论最大空顶距为2.32 m,考虑现场受设备、地质、工艺等因素影响,确定空顶距为2.0 m;根据不同支护方案下巷道围岩应力、变形、塑性区的分布特征,结合巷道高效掘进需求,确定最佳锚杆间排距为800 mm×1000 mm。结合巷道实际的地质条件,配套优化了掘进设备、临时支护工艺与施工工艺。现场试验结果表明,优化后最大日进尺由8 m提高到10 m,巷道掘进速度提高了25%;巷道围岩变形基本处于稳定状态,最大变形量为226 mm。优化方案不仅保证了巷道的安全稳定,还显著提高了巷道的掘进速度。

浸水含瓦斯抽采钻孔煤柱稳定性研究及控制

窄煤柱护巷可有效提高煤炭资源采出率,改善采掘接替关系,但施工维护难度大,尤其是在采空区积水且矿井瓦斯含量较高的条件下,煤柱稳定性控制显得更为重要。基于石泉煤矿30108工作面沿空巷道掘进及支护的工程背景,结合钻孔可视化探测技术提出了一种基于MATLAB图像处理的钻孔裂隙定量表征方法。综合浸水煤柱力学模型和数值模拟,确定了合理煤柱宽度,提出了采空区疏水及“锚索网梁+窄煤柱侧索梁补强+窄煤柱侧注浆加固”的巷道高强非对称支护方案,并进行了工业性实践。研究结果表明:钻孔截面中裂隙面积占比随钻孔深度增加呈负对数减小趋势,煤柱宽度为10.00 m时正常区段及含瓦斯抽采钻孔区段的煤柱内部均存在较大范围的弹性区,具备较强的承载能力;相应支护方案控制效果较好,具有显著的经济效益。

甜水堡煤矿泥化顶板迎采巷道分段加固技术

为了解决甜水堡煤矿1309回风巷迎采掘进过程中应力复杂、泥化顶板支护困难等问题,采用现场观测和数值模拟的方法,分析了巷道掘进过程中“采-掘”应力场演化特征,确定了工作面动压影响范围为60~-150 m,根据采掘阶段巷道应力环境的变化情况,将巷道分为巷道已掘段、实体煤掘进阶段、采掘动力影响阶段、压力稳定段4个不同的动压影响阶段。依据1309回风巷支护方案,提出了采用高应力锚索为主的分段动态加固技术。现场实践证明,采用该技术后巷道围岩变形得到良好的控制,保障了巷道安全稳定。

片烟加料均匀性快速评价方法研究

采集不同加料比例下的片烟近红外光谱(Near-infrared spectrum,NIR)数据,采用多元散射校正(Multiplicat-ive scatter correction,MSC)结合二阶导数和卷积平滑(Savitzky-golay smoothing,S-G)对光谱数据进行预处理,光谱范围选择7500~4000 cm^(-1),采用偏最小二乘法构建加料比例预测模型并对模型进行内部交叉验证和外部验证。结果表明,该模型的R^(2)=0.999,RMSE=0.026,交叉验证R^(2)=0.976,RMSE=0.138,外部验证预测值和真值残差绝对值介于0~0.3,模型预测性能好,预测精度高,说明利用近红外技术可快速预测烟丝样品的加料比例,实现卷烟加工过程中加料均匀性的快速检测。

极松软厚煤层超高巷道顶部高泡材料充填体强度确定

极松软厚煤层超高巷道采用顶部充填方式控制围岩稳定已取得了显著的技术效果,已有实践表明,顶部充填体强度对支护效果影响重大。为进一步提升该技术的综合经济效益,增加矿井焦煤产出率,提出采用高泡材料进行顶部充填,以减少材料用量和优化支护效果。通过建立超高巷道顶部充填体受力模型,得到了巷道顶部充填体水平及垂直方向的受载强度,确定了顶部充填体所需的强度及变形能;根据不同水灰比、发泡剂含量条件下高泡材料的力学特性,采用数值模拟方法确定了高泡材料的最佳配比,通过工业试验验证了支护效果。研究结果表明,巷道高度为3~6 m时,顶部充填体水平及垂直方向最大受力载荷分别为0.48 MPa和1.37 MPa;巷道高度为6 m时,顶部充填体所需变形能应大于1.17 MPa;将水灰比为3∶1、发泡剂含量为0.03%的充填体充填至巷道顶部,数值模拟及现场的巷道两帮最大位移分别为220 mm和163 mm,满足工作面安全开采要求。研究结果可为类似条件的巷道围岩控制提供借鉴。

Cu-Fe合金凝固过程中结构变化研究

采用分子动力学模拟方法研究了Cu_(100-X)Fe_(X)(X=1%、3%、5%)合金在冷却速率为2×10^(10)K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主的Cu基体,Fe原子以固溶形式存在于基体中.Fe含量为3%时,随着合金温度的降低Fe原子有聚集趋势,但BCC晶体结构占比较小,晶体结构仍是以FCC为主的Cu基体.Fe含量为5%,随着合金温度的降低Fe原子发生明显聚集,最终形成以FCC、HCP晶体类型为主镶嵌Fe原子的Cu基体.研究了Fe团簇的形成过程,结果表明,Fe团簇的形成、长大是一个连续的过程,该过程受形核生长机制控制,不同阶段形成Fe团簇的大小和数量受Fe-Fe原子相互作用力、Fe原子的扩散能力以及Fe团簇与Cu基体间的界面能三个因素共同影响.

不同基因型烤烟成熟期细胞壁物质及相关酶活性变化

为了解不同烟叶成熟度细胞壁物质含量及其酶活性的动态变化规律,为烟叶适时采收、烟叶品质提升提供一定理论依据,以烤烟品种NC71、中烟100和NX211的中部烟叶为材料,研究不同烤烟品种在成熟衰老过程中细胞壁组分含量及其相关酶活性动态变化。结果表明,随着叶片成熟与衰老进程的不断推进,总果胶和纤维素含量均在适熟时达到最高,其中,总果胶含量大小表现为NC71>中烟100>NX211,但差异不显著,纤维素含量大小表现为中烟100>NC71>NX211,但差异不显著;木质素含量从欠熟到适熟呈上升的趋势;果胶酯酶(PE)在适熟时活性最低,其大小表现为NC71>中烟100>NX211,但NC71和中烟100差异不显著;多聚半乳糖醛酸酶(PG)在适熟时活性最高,其大小表现为中烟100>NX211>NC71,各品种间PG活性差异显著;纤维素酶在完熟时活性达到最高,其大小表现为中烟100>NC71>NX211,但中烟100和NC71差异不显著;不同烤烟品种细胞壁组分含量及相关酶活性变化趋势相同,但在量和活性值上有所差异。根据不同烤烟品种在成熟期细胞壁物质的变化规律,可有针对性地选择适宜采收期。

铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群卸压煤层气抽采钻孔布置

基于铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群地质及开采技术条件,采用物理模拟方法系统分析了煤层群不同开采顺序时采动裂隙演化特征,运用CFD(Computational Fluid Dynamics)Fluent分析了U型负压通风条件下采空区瓦斯流动规律,总结了铁法矿区卸压煤层气抽采钻孔布置原则。研究结果表明:回采巷道内侧约在工作面倾斜长度的1/3处为采动裂隙发育区、距回风巷30～80 m范围为高浓度瓦斯富集区。铁法矿区煤层气抽采钻孔布置的原则为:垂直方向上钻孔终孔位置布置在断裂带下1/3处、地面钻井的合理间距不小于100～150 m、沿工作面倾斜方向靠回风巷(1/3～1/2)工作面斜长范围为最佳的钻孔位置。

浅埋煤层沙土质冲沟坡体下开采矿压显现特征

为了分析在冲沟坡体下浅埋煤层开采工作面矿压显现特征,基于冲沟发育的矿区浅埋煤层地质条件,以工作面背沟开采为主要方式,采用物理模拟和理论分析的方法,研究了浅埋煤层冲沟采动坡体活动特征。结果表明：冲沟坡体下开采时,基本顶初次破断具有不对称性;冲沟采动坡体被地表超前裂隙切割成多边块状,并在两侧坡体的夹挤摩擦作用下缓慢回转下沉;相同地质条件下,坡角越大,采动坡体对工作面矿压显现影响越大。同时,建立了在冲沟坡体下采场基本顶初次破断的力学模型,分析认为在冲沟发育浅埋煤层条件下,基本顶初次破断时开切眼侧与推进侧岩块长度比值为1~1.33。

沙土质型冲沟发育区浅埋煤层长壁开采支护阻力的确定

基于沙土质型冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采顶板结构承受非均匀载荷的基本特征,采用理论分析与现场实测的方法,以工作面背沟推进为主要方式,将冲沟坡体及其形态纳入顶板结构控制当中,结合冲沟坡体下开采基本顶初次破断与周期破断时的顶板结构力学模型,按给定失稳载荷状态,分析了工作面来压期间的"支架-围岩"作用关系模型,得到了控制顶板结构滑落失稳的支护阻力。结合具体工作面地质条件,分析了支架工作阻力随工作面推进的变化特征,给出了支架支护阻力算例,针对该工作面支架支护阻力进行的现场实测结果验证了该方法的可靠性。

河下采煤覆岩采动裂隙分布特征的数值分析

基于某煤矿工程地质条件,运用非线性数值分析软件UDEC,分析了采场走向及倾向采动裂隙演化规律及分布特征,并以岩体综合强度为变量计算了导水裂隙带的高度。分析结果表明:导水裂隙带高度与理论计算相吻合,充分采动条件下,工作面走向裂隙带分布呈"前"高"后"低的类"马鞍型"形态,工作面两端是防治工作面突水的重点。

论虚拟现实与传统电影的相悖与相生

当前虚拟现实(VR)技术及应用研究在众多领域引起巨大反响。在VR技术显得有些"过热"并似乎拟取代传统电影之际,思考VR的互动、沉浸、构想三大特性与电影特性的相悖问题,VR头戴式装备的观看问题,VR声音呈现的缺憾问题,VR对画面创作的限制问题等具有现实意义,在此基础上本文还对VR电影的前景进行了理性的辨析与探讨。

制丝工艺参数对烟丝结构和卷烟感官质量的影响

[目的]优化卷烟生产中的烟丝结构,提高卷烟感官质量。[方法]选取制丝工艺参数中对烟丝结构和卷烟感官质量影响较大的参数:松散回潮热风温度、切丝宽度、叶丝回潮出口含水率、烘丝机物料流量,采用正交试验研究了其对烟丝结构和卷烟感官质量的影响。[结果]在试验范围内,松散回潮热风温度和叶丝回潮出口含水率对烟丝整丝率的影响显著;切丝宽度对烟丝碎丝率的影响显著;松散回潮热风温度、烘丝机物料流量和叶丝回潮出口含水率均对评吸质量产生显著影响。通过对工艺技术参数进行优化,较适宜的参数设置为:松散回潮热风温度65℃,切丝宽度1.00 mm,叶丝回潮出口含水率18.5%,烘丝机物料流量2 400 kg/h。[结论]研究可为优化制丝工艺参数,提高卷烟品质提供参考。

开槽加固底板控制软岩峒室底鼓的数值分析

底鼓是工作面跨采过后下部软岩硐室变形破坏的主要形式之一。基于峒室围岩条件提出了在底板不对称开卸压槽并用锚杆锚索联合加强支护的治理方案。应用离散元模拟软件UDEC3.0,得到峒室加固前后围岩的垂直应力、底鼓量、位移矢量及弹塑性区范围等的变化。分析结果表明,底鼓量在加固前后分别为640mm、120mm,加固效果明显。对类似条件下控制底鼓具有参考意义。

非等宽断面软岩回采巷道锚杆支护技术分析与应用

基于某煤矿3煤工作面非等宽断面（宽度3．5—5．5m）深井软岩回采巷道围岩物理力学参数，采用理论计算和非线性数值分析软件UDEC，对不同断面巷道锚梁网索联合支护参数进行了较深入的分析，确定合理锚杆支护参数。对巷道围岩应力、应变、塑性区分布的分析及现场实践表明，支护方案合理，支护效果较好，为类似条件下应用提供了参考。

制丝关键工序对卷烟感官质量和卷制质量的影响

[目的]优化卷烟制丝关键工序的工艺参数,提高卷烟卷制质量和感官质量。[方法]选取制丝关键工序中对卷烟感官质量和卷制质量影响较大的参数:松散回潮热风温度、切丝宽度、叶丝回潮出口含水率、烘丝机物料流量,采用正交试验研究了其对卷烟感官质量和卷制质量的影响。[结果]分析表明,在试验范围内,松散回潮热风温度对卷烟单支重量有显著影响,烘丝机物料流量、叶丝回潮出口含水率、松散回潮热风温度对卷烟感官质量有显著的影响。优化得出卷烟制丝关键工序适宜的工艺参数为松散回潮热风温度为65℃,切丝宽度为1.00 mm,叶丝回潮出口含水率为18.50%,烘丝机物料流量为2 400 kg/h。[结论]研究可为卷烟企业优化制丝工艺参数,提高卷烟品质提供参考依据。

糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体抑制剂对脓毒症大鼠急性肺损伤的保护作用

目的 采用盲肠结扎穿孔术复制大鼠脓毒症模型,研究糖蛋白（glycoprotein,GP）Ⅱb/Ⅲa受体抑制剂依替巴肽（Eptifibatide）对脓毒症大鼠急性肺损伤的保护作用.方法 64只雄性SD大鼠随机分为三组：假手术组16只、盲肠结扎穿孔（cecal ligation and puncture,CLP）组和治疗组各24只,每组再均分为6 h、10 h、14 h和18 h四个亚组（假手术组每个亚组均4只,CLP组和治疗组各亚组均6只）,其中治疗组术后4 h、8 h、12 h和16 h经大鼠尾静脉给予依替巴肽（7.5 mg/kg）干预.术后间隔不同的时间后将大鼠放血活杀,取出待测肺组织,检测肺微血管通透性改变、肺湿/干质量（W/D）比值,进行肺组织形态学观察和病理评分,并检测肺微血管内皮细胞的凋亡情况.结果 CLP组大鼠肺组织6 h开始出现损伤,10 h、14 h和18 h损伤逐渐加重,损伤在CLP后18 h最重;与CLP组比较,治疗组各时间点大鼠肺微血管通透性明显降低（P〈0.05）,致使肺组织W/D值亦明显降低（P〈0.05）,肺组织炎细胞浸润、水肿、出血等损伤表现减轻,肺组织病理评分明显降低（P〈0.05）;治疗组术后各观察时间点肺微血管内皮细胞的凋亡率明显降低,与CLP组比较差异均有统计学意义（P〈0.05）.结论 GP Ⅱb/Ⅲa受体抑制剂依替巴肽对脓毒症大鼠急性肺损伤有保护作用.

组学技术在红曲霉研究中应用的进展

组学技术的发展拓展了人们对红曲霉生长发育、代谢产物的合成及代谢调控机制的认知。总结了近年来红曲霉组学研究的现状及热点问题,从基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等多个维度剖析了组学技术在红曲霉研究中的应用状况。基因组学主要用于探讨红曲霉的进化地位、基因簇的预测与挖掘、同源基因的比对及代谢途径分析等;红曲霉生长和代谢过程中基因或基因簇的转录表达、代谢调控机制及新转录调控因子的预测和挖掘是转录组学的应用范围;蛋白质组学主要涉及红曲霉代谢过程中重要酶类的功能解析及其参与代谢产物的机制解析;而代谢组学则以红曲霉代谢产物为基础,解析其潜在的代谢机制。阐述了红曲霉代表性次级代谢产物之一——红曲色素在研究和生产中面临的问题,并围绕调控红曲色素生产的高效化、精细化、安全性等方面,总结了基于组学技术的菌种选育、培养基优化、化学和物理因素调节及菌株的代谢改造等调控技术。对综合运用组学技术围绕红曲色素代谢调控的研究提出了展望,以期为推动红曲霉研究及其代谢产物的生产提供参考。

从历次电影技术革命展望“VR电影”的发展前景

2016年，各大互联网公司、科技公司在VR技术的研发上动作频频。有人称在VR技术开发的风口浪尖上，就算是一头猪也能被吹上天。这的确很恰当地描述了当前VR技术在世界范围热火朝天的局面。但是，在各路人马蜂拥而上之时，