煤矿智能化建设中发展新质生产力的内涵、挑战与路径

2023年我国原煤产量为47.1亿t,占一次能源生产总量的69.7%;全年的能源消费总量为57.2亿t标准煤,其中煤炭消费量占比为55.3%。世界煤炭储量前5位国家的煤炭储量和产量如图1所示,我国的煤炭储采比仅约为美国和俄罗斯1/10、澳大利亚的1/8、印度的1/4;但煤炭产量却占全世界煤炭产量的50%以上,储备资源紧张。作为世界最大的能源生产和消费国,长期以来煤炭都是支撑我国国民经济发展的主体能源,是国家能源安全的重要保障,其高质量发展已经成为我国能源变革的关键所在。

基于激光雷达点云的煤炭快速装车质量检测方法

为了提高煤炭快速定量装车系统智能化无人化水平,实现火车装车质量快速实时检测,避免火车超偏载情况的发生,针对现有非接触式装车质量检测系统的不足,提出了基于激光雷达点云的煤炭快速装车超偏载检测方法。结合煤炭火车装车站装载流程,利用激光雷达三维扫描技术和车号识别技术,构建火车装车质量检测系统。提出一种基于马氏距离的离群点滤波算法,对每个点的邻域进行统计分析,计算其到邻近点的马氏距离,去除火车车厢点云中存在大量的随机噪声,如装车时的粉尘、喷洒的水雾、外界环境的扰动(雨、雪、煤尘)等。提出了一种标签连通域聚类算法,通过点云连通域区域标记和聚类,完成相邻两节车厢之间的分割。提出一种基于主成份分析(PCA)的火车车厢拼接算法,完成车厢点云的三维点云拼接。提出一种基于点云切片的装载物料点云提取方法,通过构建点云局部领域提高计算速度,在车厢长度和宽度方向上分别进行切片,滤除车厢前后、左右车帮点云。最后,提出了火车装车质量主要指标装载高度、装煤量、偏载量的计算方法,通过表面三维重建直观显示检测结果,实现火车装车质量的检测。试验表明,利用基于激光雷达点云的检测方法可以完成火车装车表面的实时扫描建模和装车质量检测,且该方法适用于不同尺寸车型,具有通用性。

砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法

岩体结构破裂是严重制约矿山、地铁、隧道等地下空间工程建设及其安全运行的重要因素。实现对岩体结构破裂状态的识别是当下研究的热点与重点之一。为此,开展了不同条件的砂岩加载破坏实验,提取了加载全程的声发射梅尔倒谱系数及其波动差,研究了系数及其波动差在砂岩受载破坏全程的变化规律,分析了1号系数(一组声发射梅尔倒谱系数包括12个,1号系数指第1个声发射梅尔倒谱系数)及其波动差与砂岩破裂状态的相关性特征,基于此提出了砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法,构建了判识准则并进行判识效果检验。结果表明:随载荷增加,1号系数整体上增大,系数及其离散性在破坏阶段显著增大并表现出显著的规律波动性特征;1号系数波动差具有阶段性变化特征,波动差的大小及其起伏变化可表征砂岩的破裂,波动差整体增大及突增的变化可反映砂岩非稳定变形和峰后破坏阶段的宏观破裂,波动差的突增幅度可反映砂岩破裂程度;声发射梅尔倒谱系数及其波动差对砂岩破裂表现出良好的响应特征,该特征受不同加载条件的影响较小,说明声发射梅尔倒谱系数在反映砂岩破裂上具有适用性;1号系数及其波动差与砂岩破裂状态具有较好相关性,该相关性可分为3个阶段,即1号系数及其波动差在砂岩微破裂阶段分布集中,在临近失稳破坏阶段分布范围急剧增大、整体值升高且出现高异常值,在峰后破坏阶段分布范围进一步增大、整体值更高、高异常值更多;利用1号系数的75%位点值和异常值、1号系数波动差的75%位点值和异常值构建了砂岩破裂状态判识准则,采用三分类模型混淆矩阵对判识准则的效果进行了检验,判识准确度和精准度分别为90.43%、94.45%。该成果可为其他种类煤岩的破裂状态识别提供借鉴,为煤岩失稳监测预警提供参考。

不同机制条件下的煤层瓦斯流动方程研究

气体流动可分为连续流、滑流、过渡流、自由分子流,为研究不同流动机制下的煤层瓦斯流动规律,在充分考虑了不同扩散机制和滑移边界条件后,建立了适用于不同流动机制的煤层瓦斯流动方程,深入分析了视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数的变化关系。研究结果表明:所提出的煤层瓦斯流动方程能准确描述包括达西流、滑流、自由分子流、过渡流在内的气体流动行为。瓦斯气体在煤层孔隙、裂隙中流动过程中浓度扩散和粘性流同时存在,当Kn<0.01时,粘性流起主导作用,瓦斯流动满足渗流方程;当Kn>10时,浓度扩散起主导作用,瓦斯流动符合扩散方程;在Kn的其他范围内,煤层孔隙裂隙中瓦斯流动以滑流、过渡流为主,在对之进行评价时应同时考虑扩散项和渗流项。研究结果可为揭示煤层瓦斯流动机理、提高煤层瓦斯抽采率和煤层气的产量预测准确度提供新方法和新途径。

分体式空调室外机风道系统的流场分析

为了提升家用空调器的绿色特性(降低噪声,提高能效),利用Fluent软件,建立了多部件耦合的分体式空调室外机风道系统的有限元模型。根据计算结果,对原外机风道系统的流场进行了分析,找出了影响出口涡流的关键耦合部件——风扇罩,对其进行了结构优化。通过试验验证了模型和优化结果的有效性,提高了原室外机的出风量,降低了涡流噪声。

碳纳米管增强复合材料的研究进展

介绍了CNTs的结构和性能,综述了CNTs在金属基复合材料、聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料中的应用研究情况,在此基础上,分析了CNTs在复合材料制备过程中的纯化、分散、损伤和界面等问题,并展望了今后CNTs复合材料的发展趋势。

碳纳米管增强氮化铝陶瓷的初步研究

本文采用高热导率、高力学性能的碳纳米管,利用热压烧结工艺制备碳纳米管增强氮化铝陶瓷,对该材料的结构和性能进行了初步研究。结果表明:碳纳米管的加入影响了复合材料的力学性能和导热性能的提高。随碳纳米管含量增加,复合材料的力学性能和导热性能明显降低,当碳纳米管含量为3 wt%时有所上升,而后再下降。

煤矿立井50t提煤箕斗关键技术研究

为了满足大型矿井立井对50 t提煤箕斗的使用需求,针对50 t箕斗研制过程中存在的关键技术问题进行了研究,在综合分析井筒断面利用率、物料流动性等因素的基础上,提出了箕斗截面尺寸及高度的确定方法,利用有限元计算分析方法对箕斗斗箱强度进行了仿真分析,确定了斗箱最大应力点位于斗箱中下部,根据动力学公式分析计算了闸门开启阻力和导轨冲击载荷,为大型箕斗结构设计提供依据。结合某矿井实际工况,确定了50 t箕斗截面长×宽为3.37 m×1.55 m,高度为23.2 m,有效容积为58 m3,并完成了样机试制。

快速定量装车站平板闸门强度分析

针对快速定量装车系统普遍使用的平板闸门,利用离散单元法建立平板闸门工作时料仓内的物料堆积模型并获得闸板所受载荷大小,在有限元工具中进行建模加载,得出平板闸门在满载状态下闸板的受力变化,为装车站平板闸门设计加工提供依据。

离散元和有限元法相结合的大型提升箕斗强度分析

针对某煤矿设备厂所设计的50 t立井提升箕斗,利用离散单元法建立箕斗斗箱内的物料堆积模型并获得箕斗斗箱各壁面所受载荷大小,在有限元工具中进行建模加载,得出箕斗在满载状态下斗箱壁板的受力变化,为大型箕斗结构优化改进提供依据。

烧结助剂对碳纳米管增强氮化铝陶瓷结构与性能的影响

采用热压烧结工艺制备了碳纳米管增强氮化铝陶瓷,研究了烧结助剂种类、含量对碳纳米管增强氮化铝陶瓷性能及结构的影响。利用XRD、SEM和TEM等分析测试手段对其相组成,断口形貌和微观结构进行了分析。结果表明,烧结助剂Y2O3+CaF2较YF3+CaF2更能促进碳纳米管增强氮化铝陶瓷致密化,但随烧结助剂Y2O3+CaF2含量的增加,碳纳米管增强氮化铝陶瓷致密度提高,而力学、导热性能下降。

运动与自由基代谢的发展现状研究

自由基的研究已成为运动损伤、运动营养、运动训练等重要的研究热点,本文通过文献资料法,逻辑分析法从自由基的生物学基础分析,阐述了自由基的种类、产生机制及消除方式。从不同运动方式(一次力竭运动、有氧运动、无氧运动)和运动营养方面分析和总结各种运动方式中自由基对机体代谢的影响,进而得出结论。并提出不同运动方式与自由基代谢存在的问题,为不同运动方式对自由基代谢的进一步实验和研究提供可依靠的理论依据和现实意义。

汽车缸体铸件铸造工艺研究

缸体是汽车发动机的核心部件,针对汽车缸体成形和结构工艺上的缺陷,结合缸体的技术要求,对缸体的成形工艺进行设计,确定了缸体的制芯方案、分型面、浇注系统、加工余量等成形工艺方案。通过缸体辅助工艺分析,最终确定了制芯工艺参数、组芯工艺、涂料及烘芯工艺、浇注工艺、造型工艺、熔炼工艺、清理及检测工艺,为汽车缸体的研究和开发提供了技术支持。

汽车发动机缸盖湿型砂铸造工艺优化

气缸盖是发动机的核心组成部分,其结构复杂,工作中要承受很大的机械负荷和热负荷。针对湿型砂成形工艺下缸盖生产过程中出现的内部砂眼、气孔和变形等主要问题,通过改善缸盖的制芯、造型、配砂、浇注、烘芯、退火、清理等工序中的工艺,改进缸盖外模结构和芯盒工装,降低了缸盖的报废率,为缸盖的成形工艺提供了技术参考。

第十一届全运会各省市田径综合实力分析

运用文献资料法、数理统计法、比较分析法和逻辑归纳法,对第11届全运会奖牌和积分进行统计分析,结果表明:从整体上来说,奖牌分布相对分散,各省市综合实力重新洗牌;速度项群中鲁、苏、粤、沪、川实力显著,耐力性项群中鲁、苏、黑优势明显,快速力量项群中冀、鲁前列,综合项目中辽独领风骚;我国田径总体水平不高,但男子110m栏、20km竞走、女子马拉松、铅球、铁饼、链球、20km竞走达到世界水平,有冲击伦敦奥运会奖牌的能力。

基于失语症患者的汉语动词配价实证研究

汉语动词配价研究已经取得长足进展,但是目前的探讨主要局限于理论语言学范围内,对于动词配价的本质问题仍存在分歧。本文介绍了国外神经心理语言学界对于动词配价加工的研究进展,并提出可以借鉴这些研究的思路与方法,来探讨汉语动词配价的理论问题。在此背景下,本文调查布洛卡失语症患者对于典型的一价、二价及三价动词的加工情况,正确率及反应时间方面的数据表明:动词价位越多,受损程度越严重。这一结论证实了布洛卡区域是加工动词配价的神经基础,因而动词配价具有句法本质,而且三类动词在语言表征系统中分属不同的实体。本文还就今后的研究方向进行了展望,指出神经心理语言学视角有助于澄清汉语配价语法研究中的理论争议。

从历届全运会看我国女子竞技田径的发展趋势

对中国女子竞技田径进行了系统的分析,结果表明:中国女子竞技田径发展轨迹呈倒V字型,其最好竞技成绩大部分出现在国内赛场上,与奥运战略所背驰;中国女子竞技田径各项目发展极不平衡,从项目所属项群看,中长跑类项群、短跑类项群、投掷类项群发展较好;从单项发展速度看,铅球、铁饼、标枪发展速度最快。

太极功夫扇融入高校体育教学的研究

对太极功夫扇与高校武术教学融合的切入点进行理论剖析,旨在通过二者的结合,扬长避短、寻找突破口,加快高校武术教学改革,传承中华武术文化。

创新教育视角:体育教育专业田径教学改革

以创新教育为视角,通过对当前普通高校体育教育专业田径教学的反思,探讨其教学改革的策略.

形式语言学在失语症语言康复研究中的应用：复杂性治疗理论述评

失语症研究的一个焦点是以语言学理论为依托提出康复治疗理论,用以制定治疗方案、开发语言测评系统。本文介绍国外一套比较成熟的康复治疗理论———复杂性治疗理论。这一理论以形式语言学理论为依据,遵循由难而易的训练方法,并已证实具有明显临床疗效。本文探讨在开展汉语失语症康复研究中的几个理论及应用问题:如何从心理现实性的角度更加准确地定义语言的复杂性;康复效果是否只会在相关结构中才会出现;CATE理论与语用会话分析理论的综合运用;如何开发测评汉语语法障碍的评估系统。