超长柔性悬挂固体充填刮板输送机异常工况表征及自主调控方法

固体充填刮板输送机是固体充填开采技术的关键装备,其高效智能化的程度制约着固体智能充填开采技术的进步,暂难突破超大采长、大功率、高可靠性的瓶颈,运行状态受地质条件、充填工艺等主控因素影响显著,异常工况自主调控问题亟待解决。总结了固体充填刮板输送机特征;构建了固体充填刮板输送机位姿形态与运输状态表征方法;通过分析异常工况的形成机理,选取异常工况判别指标,结合位姿与运输状态表征方法,给出了其空间位姿、牵引状态等异常工况判别准则与典型异常工况的调控路径,揭示了多工况状态下固体充填刮板输送机运载调控机制,提出了实时调控充填材料运输量、直线及水平程度组合的异常工况自主调控方法。全国首个260 m工作面长固体充填工程案例表明:通过异常工况自主调控,平均最大水平偏移距每减少100 mm,刮板链牵引力可减少85 kN,输送功率损耗可减少55 kW;平均最大垂直偏移距每减小100 mm时,输送功率损耗可减少7.2 kW;单位长度货载运量每减少100 kN/m,刮板链牵引力可减少31.9 kN,输送功率损耗可减少38.2 kW。所提出的异常工况自主调控方法可显著提升固体充填刮板输送机的输送效能,可助力实现固体智能充填开采。

煤矸石自燃的关键影响因素及治理方法研究现状

煤矸石作为煤炭的伴生产物,长期堆存过程中自燃现象频发,直接或间接产生生态污染、水体污染、地质灾害等诸多问题,造成巨大经济损失和人员伤亡。煤矸石从堆积初期到燃烧状态受诸多因素影响,包括自身性质、自燃条件和外部环境等,是一个复杂的物理化学反应过程。为提高煤矿矿区矸石自燃的防治能力,分析了煤矸石自燃理论的研究现状,系统总结了现阶段国内外学者对煤矸石自燃机理和治理方法的研究进展。围绕可燃物、氧气、温度3个影响煤矸石自燃的必要因素,提出了引发自燃的主要关键影响因素和作用过程机理。较全面介绍已有煤矸石山自燃防治的主要方法,对比分析了各种常规煤矸石自燃灭火手段以及治理技术的优缺点,指出了常规简单技术治理效果的局限性。针对煤矸石作为砂、石等替代材料,回填露天矿坑、采煤塌陷区等区域进行土地整治和生态修复,提出在防治过程中要明确自燃治理的控制对象,提升防灭火材料的特定性能,通过智能化设备提高辨识准确性进行精细化监控,并运用多种监测预警技术协同自燃防治材料多手段多方法运用综合治理,并提出了煤矸石自燃防治技术的未来发展和矿用防灭火材料的研究方向,为后续开展煤矸石自燃机理研究及自燃防治工程应用提供参考和理论支持。

基于LMIENet图像增强的矿井下低光环境目标检测方法

煤矿井下工作环境复杂,存在人造光源亮度低、粉尘多和水气密度大等不利因素,导致现有的目标检测算法在应用到煤矿井下时,存在提取特征困难、目标识别和定位精度低等问题。提出一种煤矿井下低照度环境目标检测算法,由矿井低光图像增强模块LMIENet和目标检测模块组成,使用图像增强模块对原始图像进行画质提升,恢复各类图像信息,再使用目标检测网络对增强图像进行特定目标检测,有效提高检测的精确度。在图像增强模块中,改进Zero-DCE算法设计轻量级增强参数预测网络,计算像素级增强参数矩阵,用于低光照图像的亮度调整和画质增强,该网络通过设计的非参考损失函数隐性衡量图像的增强效果,引导网络进行无监督学习,使网络能够不依赖配对数据集对原始图像进行自适应的画质增强。目标检测模块中,采用YOLO v8n目标检测模型,其轻量化的模型尺寸和高灵活性可避免模型整体复杂度过高;采用Focal-EIoU Loss改进回归损失函数,有效加速模型收敛并提升模型检测精度。实验结果显示:与经典目标检测算法Faster R–CNN,SSD,RetinaNet,FCOS等相比,提出算法在自建矿井人员数据集上表现出色,低光照环境下目标检测的mAP@0.5达到98.0%,mAP@0.5∶0.95达64.8%,在实验环境中单帧图像推理时间仅11 ms,优于其他对比方法,证明提出算法能够有效实现在煤矿井下低照度复杂环境下的目标检测,且耗时短、计算效率高。

晃动条件下大型液氢舱罐的动力学及热力学特性

大型液氢舱罐在不同海况下会呈现出复杂的动力学响应及热力学响应,并在很大程度上影响舱罐的安全,因此,建立一个数值模型来研究晃动条件下船用大型低温舱罐中液氢的动力学特性及热动力学特性。应用流体体积(VOF)方法捕获晃动过程中自由表面的波动,使用Lee相变模型来描述晃动过程中的蒸发冷凝现象并与已有试验进行对比验证。研究不同充注水平和晃动条件下液氢的自由表面形状和面积变化,舱壁压力变化,舱罐内气液温度变化以及相变引发的降压现象。结果表明:固有频率附近的晃动伴随着射流和破碎液面的产生,会对舱壁产生抨击压力;液面破碎程度越剧烈,液位越高,舱内压力下降速率越快;舱罐内气液温度演化经历了热分层、晃动混合和总体温升等3个阶段。研究结果对进一步理解非等温低温舱罐中流体的晃动动力学及热力学特性具有重要意义。

自润滑自修复双功能微胶囊的制备及工艺优化

采用原位聚合法制备了以聚脲甲醛(PUF)为壁材,亚麻油(LO)和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)为芯材的双芯微胶囊,通过光学显微镜观察微胶囊的形成过程,研究了乳化剂种类、乳化剂含量、搅拌速度、芯壁比对微胶囊形貌和包覆率的影响,并确定了合成微胶囊的最佳工艺参数。结果表明:以聚乙烯醇为乳化剂,其用量为芯材含量的5%(质量分数),搅拌速度为600r/min,芯壁比为1∶1时制备的微胶囊外貌呈球型,表面无缺陷和孔洞,粒径分布均匀,平均粒径为20.29μm,壁厚为950nm且包覆率达到75.61%。

地方应用型高校实践教学体系的创新路径——以通信工程专业为例

通信工程专业在信息社会扮演着关键角色,但在地方应用型高校面临着新挑战。文中以邯郸学院通信工程专业为例,以工程教育认证为背景,探索了实现实践教学创新的策略。在剖析传统实践教学体系的挑战后,提出了一系列创新方案,旨在将通信工程专业实践教学与实际需求、行业标准、科研紧密相结合,培养学生的全面专业素养和实际应用能力。通过实际项目、跨学科课程、校企合作、科研助力等多方面的创新,为通信工程专业实践教学提供了可行的策略。这一研究对其他地方的应用型高校通信工程专业教学改革具有借鉴意义。

综放架后膏体充填空间实测与顶煤冒放性影响规律研究

针对综合机械化放顶煤开采中的矸石处置问题,提出了一种放顶煤架后膏体充填方法,设计了柳巷煤矿综放工作面采空区空洞现场监测方案,定性分析了5个方面对顶煤冒放性的影响,采用PFC^(2D)数值模拟方法,定量分析了充填高度对顶煤冒放性的影响。研究结果表明:倾向方向上工作面上部端头附近采空区空洞体积最大,走向方向上工作面刚推进到新位置时采空区空洞体积最大,支架顶梁后方空洞体积大于支架尾梁上方;充填高度从0增加至3 m时,顶煤放出率由92.56%降低至86.11%,降低了6.45个百分点,顶煤含矸率由13.94%降低至13.17%,降低了0.77个百分点,相比于顶煤含矸率,充填高度对顶煤放出率影响较大。研究可为类似地质条件综放架后膏体充填开采实现提供理论基础。

铈红与钴蓝对聚乙烯棚膜红/蓝光质调控及性能影响

红/蓝光质调控聚乙烯(PE)棚膜一直以来是农膜行业亟需解决的难题。在PE中引入铈红(CeS)和钴蓝(CoO·Al_(2)O_(3)),通过吹塑工艺制备PE红/蓝光棚膜。光电雾度仪测试结果发现CeS和CoO·Al_(2)O_(3)对PE棚膜的透光率影响较小,但雾度和散光度有所增加;光纤光谱仪和手持式光谱照度仪表征结果显示CeS和CoO·Al_(2)O_(3)明显提升450~520 nm的蓝光和605~700 nm的红光透过率,且CeS与CoO·Al_(2)O_(3)质量比为1∶2时,红光透过率为39.2%,蓝光透过率为38.1%,红/蓝光透过比例为1.03;万能拉伸试验机测试结果发现CeS与CoO·Al_(2)O_(3)可改善PE棚膜的力学性能,其中拉伸强度较空白样提升约5.5%,断裂伸长率提升约16.8%,直角撕裂强度提升约3%,穿刺强度提升约21.8%;差示扫描量热仪表征结果显示添加CeS与CoO·Al_(2)O_(3)可提升PE氧化诱导期(Oit)达45 min以上,PE具有良好的耐热老化性能。上述测试表征结果表明:CeS与CoO·Al_(2)O_(3)的引入可明显提升PE棚膜的散光性能、力学性能、耐热稳定性能、红/蓝光透过率及透过比例。此外,可通过调控CeS与CoO·Al_(2)O_(3)的质量比获得不同红/蓝光质调控的PE功能棚膜。

抗菌防霉抗病毒聚丙烯的制备及性能

为提高聚丙烯(PP)材料的抗菌防霉抗病毒性能,以PP粉料为原料,选取不同质量分数(0.04%~0.12%)的自制银系抗菌剂(Ag@Ti-SiO2),采用熔融挤出法,通过双螺杆挤出机和注塑工艺制备抗菌PP材料,考察了不同抗菌剂添加量对抗菌PP材料光学性能、力学性能、熔融结晶性能、微观形貌、老化性能及抗菌防霉抗病毒性能的影响。结果表明,自制抗菌剂在PP内分散良好,无明显大颗粒团聚现象;与未添加抗菌剂的PP样品相比,抗菌PP的光学性能、熔融结晶性能和韧性均未受到明显影响;当抗菌剂质量分数为0.1%时,不但可以在一定程度上增强抗菌PP的拉伸强度和抗老化性能,还可使抗菌PP具备较优异的抗菌性能和防霉性能,其对大肠杆菌抗菌率高达99.81%、抗菌性能值达2.73,防霉等级为0级;该材料针对流行性病毒(甲流病毒)方面也表现出较好的抗病毒性能,抗甲流H1N1病毒率达75.2%,抗病毒活性值为0.4。自制抗菌剂赋予了PP材料抗菌、防霉、抗病毒功能,为后续该抗菌PP材料在医用医疗、农业、食品包装制品的开发及工业化应用奠定实验基础。

不同电激励方式对桥带电点火器的性能影响

为解决恒流发火在多点点火时的电源功耗和线缆能量损耗等问题,提出了采用电容放电激励方式起爆桥带电点火器,开展电容放电激励下桥带换能元的伏安特性、能量转换特性研究,并对比电容放电及恒流两种激励方式下桥带换能元的作用特性及桥带电点火器的输出特性。研究表明:采用电容放电激励起爆桥带换能元时,电容容值和充电电压的增加对桥带换能元的放电电压和电流峰值、断桥时间、能量利用率影响较大,达到桥带起爆的有效能量均为0.17J;采用电容放电激励方式时,桥带出现电爆炸现象,而采用恒流激励时桥带出现电热现象,两种不同电激励下双桥之间能量加载互不干扰;相比电容放电激励方式,采用恒流激励起爆电点火器时的建压时间、峰值压力及峰值时间均较大。

融合对比度拉伸的地铁隧道环境图像复原算法

由于地铁隧道环境图像对比度低且细节模糊,在后续图像处理过程中难以从图像中准确提取关键的环境信息。为了解决该问题,提出一种融合对比度拉伸的模糊图像复原算法。将隧道图像转换到HSV颜色空间,根据V分量的灰度分布特点构建对比度拉伸模型对V分量进行增强,避免了传统低照度增强算法出现的过度增强问题,且能够自适应增强图像对比度。对增强后的V分量进行模糊类型分析,从而确定地铁隧道图像模糊类型,在此基础上将增强后的V分量图像划分为不同的区域,在各个区域分别选择符合条件的刀刃边缘线并对其扩散函数进行估计,同时以点扩散函数作为先验信息,采用非盲去卷积算法对各区域进行去模糊处理。融合H、S、V 3个分量,完成隧道环境低照度图像整体增强与复原。实验结果表明,所提算法能有效提高隧道图像整体及局部对比度,减少由高斯噪声引起的图像模糊,恢复图像中的细节信息。

冠层下部遮荫和修枝对红锥苗木生长和光合特征的影响

为了解冠层下部枝叶遮荫和修枝对红锥(Castanopsis hystrix)的影响,以2年生红锥苗木为试材,在红锥苗木1/3冠层下部进行遮荫和修枝处理,测定红锥株高、地径、不同器官生物量和光合特征等指标,研究冠层下部遮荫和修枝对红锥苗木生长和光合特征的影响。结果表明,随遮荫度增加,株高和地径均呈先升后降的趋势;冠层上部和下部各部位生物量及总生物量均呈先升后降的趋势;冠层上部和下部叶生物量分配比及冠层上部茎和地上部分生物量分配比均呈先升后降的趋势;冠层下部枝条、茎和地上部分生物量分配比均呈下降趋势;冠层上部枝条和根生物量分配比及根冠比均呈先降后升的趋势;叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均呈先升后降的趋势;胞间二氧化碳浓度呈先降后升的趋势。45%遮荫和修枝处理下,红锥苗木的生长指标、大部分器官生物量及其分配比和光合特征指标均较高,70%和85%遮荫处理下均较低。

3D打印铜多孔结构池沸腾传热实验研究

采用SLM(选择性激光熔化)技术制备铜多孔结构试样,以去离子水为工质,实验研究SLM工艺参数和多孔结构形式对所制备样品毛细性能及池沸腾传热性能的影响。结果表明:增大激光扫描间距显著提升水在多孔结构内的毛细上升速度和最大上升高度。相比小扫描间距参数制备的试样,大扫描间距试样的毛细上升最大高度提升约29.6%。同时,随着扫描间距的增加,大扫描间距试样的临界热流密度F_(CH)和传热系数C_(HT)均增大。与光滑表面相比,柱状和栅格状结构试样的F_(CH)和C_(HT)明显提升,柱状结构具有更优的传热性能,其F_(CH)和C_(HT)分别增至233.5 W/cm^(2)和12 W/(cm^(2)·K),提升103%和106.9%。这些提升是由于柱状结构的骨架内存在更多的气化核心密度,同时还可以有效改善气液流动,促进液体回流。

厚朴酚对动物肠道黏膜屏障功能的影响及其调控机制

肠道黏膜屏障作为机体与外部环境进行互作的重要场所,可防止肠道内病原微生物和有毒有害物质侵入,其完整性对动物肠道健康至关重要。厚朴酚是我国传统中药厚朴中提取的活性成分之一,具有抗癌、抗菌、抗炎和抗氧化等功能。研究发现,厚朴酚可通过调控肠道菌群的组成、促进短链脂肪酸和碱性磷酸酶的生成、抑制肠上皮细胞的凋亡、上调肠上皮细胞紧密连接蛋白的表达、调节细胞因子的分泌和增强抗氧化酶的活性等途径,进而维护肠道黏膜屏障的完整性。本文主要就厚朴酚对动物肠道黏膜屏障功能的影响及其调控机制进行综述,为厚朴酚在畜禽生产中的合理应用提供参考。

铁路货车钩舌检修数字孪生车间的研究与应用

为了实现对铁路货车检修车间的实时透明管控,提高车间管理的信息化和智能化水平。首先,基于数字孪生技术,提出一种数字孪生检修车间六维模型,介绍了系统核心功能和开发流程,并详细阐述了数据采集及交换、三维可视化场景构建,被检对象生成等全要素精准建模过程。其次,基于分布式MQTT构架的数据采集及交换的方法,建立多源异构数据流转节点的状态矩阵,利用嵌入式设备、采集卡、传感器,逻辑控制器与车间管控系统进行数据交换,结合检修车间设备、物料、产线等检修全过程动态模型,构建了虚实交互映射的检修车间数字孪生系统。最后,通过基于数据挖掘的钩舌检修跟踪、检修工艺甘特图等技术输出,展示了数字孪生关键技术在钩舌智能检修中的应用场景,验证了所提方法的有效性,同时为数字孪生在智能轨道交通中的应用提供参考。

贴膜式Ni-Cr换能元设计及性能研究

通过热压工艺将5μm的Ni-Cr薄膜附着在聚酰亚胺薄膜上制备了贴膜式Ni-Cr薄膜,采用激光刻蚀加工工艺制备了贴膜式Ni-Cr换能元电桥,仿真优化设计了蝶形、S形换能元电桥,并开展了2种形状电桥的贴膜式Ni-Cr换能元的伏安特性、最大不熔断电流、50 ms脉冲恒流电爆特性以及发火特性试验研究。研究结果表明:桥区长度为3 mm的换能元电桥在1 A 5 min恒流激励后桥区温度最低;贴膜式Ni-Cr换能元在33μF电容放电时,随着充电电压的升高断桥时间缩短,蝶形和S形未发生断桥的电压分别为16,20 V;蝶形和S形换能元在5 min恒流脉冲输入下的最大不熔断电流分别为1.3,1.2 A;在50 ms脉冲恒流电爆时,随着施加电流幅度的不断增加,其工作电压也不断增高,其断桥时间越来越短,S形换能元和蝶形换能元分别在2.4,2.3 A时电桥未发生爆炸;33μF、28 V电容放电下贴膜式Ni-Cr换能元可以点燃斯蒂芬酸铅,并正常发火。

西部大采高工作面保护煤柱宽度优化研究

保护煤柱尺寸一直是三下开采研究的热点问题,特别是在西部大采高软弱覆岩特厚煤层开采条件下,其对地表建筑物安全的影响有待进一步研究。以榆树湾井田20119工作面为例,综合利用数值模拟和概率积分法确定了合理保护煤柱宽度,并进行现场验证。结果表明:随着煤柱宽度的减小,地表沿X方向的水平移动呈现倒“S”型趋势,沿Y方向的移动呈现倒“U”型趋势,地表的最大下沉量随煤柱宽度的减小而不断减少;结合概率积分法对保护煤柱宽度进行预计,确定优化后的煤柱宽度为180 m;对现场村庄进行实时监测,地表下沉和倾斜值均满足现场施工要求,验证了保护煤柱宽度的合理性。

基因检测早期诊断家族性高胆固醇血症一家系临床及遗传特点分析

目的通过基因检测早期诊断家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)一家系,旨在提高临床医生对FH的识别及诊断能力,早期进行干预治疗。方法收集就诊于福建医科大学附属第一医院神经内科高胆固醇血症家系的临床资料,并进行基因测序分析。结果家系成员中有7例发现存在高血胆固醇、高血低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),患者年龄8~59岁。Ⅱ5因反复心绞痛,检查发现冠脉狭窄行冠状动脉支架置入术。基因检测发现所有患者均存在LDLR基因Exon13 c.1879 G>A(p.A627T)位点杂合突变,最终诊断为FH。结论FH起病隐匿,早期无明显临床症状,极易漏诊。基因检测技术对FH患者及其亲属进行遗传筛查,不仅有助于早期诊断,还可根据基因型进行个体化治疗,特别是对儿童患者的预防性治疗具有重要意义。

鄂西北地区金黄色葡萄球菌临床分离株耐药及毒力基因分析

目的了解鄂西北地区医院临床标本中分离的金黄色葡萄球菌的耐药及毒力基因的携带情况。方法收集2019-2021年十堰市5家医院临床分离的金黄色葡萄球菌142株,采用微量肉汤稀释法检测耐药性,采用PCR法检测sea等9种肠毒素基因及mecA、杀白细胞素(PVL)毒力基因。结果142株金黄色葡萄球菌中检出44株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),检出率为30.99%(44/142)。MRSA对红霉素、克林霉素、左氧氟沙星、四环素、庆大霉素的耐药率均高于甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA),差异均有统计学意义(P<0.05)。肠毒素基因检出率为70.42%(100/142),其中经典肠毒素基因(sea~see)和新型肠毒素基因(seg~sej)检出率分别为47.18%(67/142)、42.25%(60/142);PVL毒力基因检出率为13.38%(19/142),其中MSSA和MRSA的检出率分别为9.18%(9/98)和22.73%(10/44),差异有统计学意义(P<0.05)。结论临床分离的金黄色葡萄球菌肠毒素及PVL基因检出率较高,在临床诊疗中应做好医院感染控制,及时采取有效的隔离措施并适时加强对PVL基因的监测。

耐磨钢的发展与耐磨性强化

磨损是导致材料失效的主要原因之一,耐磨钢是一类广泛用于各种磨损工况的耐磨材料。工业化水平的不断发展对耐磨钢的性能提出了更高的要求,兼具较高强度和良好韧性是耐磨钢开发的重要方向。在需求驱动下,耐磨金属材料先后经历了锰钢、镍硬铸铁、高铬铸铁与低合金钢的迭代发展,由此衍生出众多种类的耐磨钢。本文根据耐磨钢的发展历程,对耐磨钢进行分类,依次介绍各种耐磨钢的特点、应用场景、研究现状与不足,总结合金化、轧制、热处理、表面工程等四种耐磨钢的耐磨性强化方法,展望高性能耐磨钢的未来研究方向和发展前景。