采用基础激励下力反作用的大挠性结构动力学建模研究

以中心刚体和挠性梁为例,针对缺乏占质量和惯量强势成分中心刚体的刚柔耦合系统进行动力学建模研究.建立了基于基础激励输入和力反作用输出的离散动力学模型,以仿真计算对本文提出的模型进行验证,仿真结果表明,建立的模型解释了动力学刚化现象产生的原因并计算出不同转速下的系统频率,能够准确地解释刚柔耦合系统的动力刚化现象.同时考虑了中心刚体的运动,发现刚体质量和惯量对系统机动后姿态角振动频率有影响.

煤矿井下水力压裂远程测控系统研发

煤矿井下水力压裂需要大量工人在井下作业,面临着瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等安全风险,以及强噪声及扬尘污染等健康风险,而水力压裂远程测控可有效解决此问题。提出了一种煤矿井下水力压裂远程测控系统,可在地表遥控井下水力压裂的启停及压裂参数等。对该系统的结构组成、硬件电路及软件编程进行了详细的叙述,并在某压裂工作面进行了试验,验证了该系统的远程控制及测量功能,为煤矿压裂施工自动化及智能化的研究提供了一定的借鉴。

冲击响应谱在卫星运输冲击响应分析中的应用

卫星运输过程中的动力学环境存在一定的随机性与不确定性,给卫星的安全运输带来隐患。目前工程上尚未形成通用化的卫星运输仿真方法,也未制定指导性的运输分析力学环境条件。文章提取卫星运输过程中经常出现的2种典型斜坡形式的冲击信号,基于ABAQUS软件建立卫星与运输支撑工装的有限元模型,分别开展了瞬态响应与冲击响应谱分析。结果表明,相比于瞬态响应分析,冲击响应谱分析节约了95%的运算量,且分析偏差在17%以内,并能够实现对响应最大情况的包络,可更好地满足工程上对仿真分析快速且准确的需求。

煤矿岩层压裂技术与装备的发展方向

1研究现状我国煤矿分布地域较广,岩层赋存特征呈多样化,开采深度跨度范围较大,不同煤矿的采掘工艺及施工技术也差异显著。随着煤矿开采深度、强度和广度的增加,与岩层控制相关的难题也越来越多。我国坚硬顶板赋存煤层约占30%,覆盖50%以上的矿区。

基于在轨组装维护的多载荷协同观测卫星平台构型设计

针对高轨遥感卫星多载荷协同观测和一致测量应用需求,在前期总体技术方案研究的基础上,通过开展现有在轨组装航天器和高轨卫星公用平台的构型调研,提出了一种适用于多载荷协同观测需求的平台构型设计方案。平台利用CZ-5运载火箭发射并在轨展开,采用“网格式中心承力筒+板+桁架”式的总体构型,开展了主传力路径、贮箱承载结构、网格式中心承力筒等的细化设计工作,并进行了结构产品的初步设计,建立了平台结构整星的有限元模型。仿真分析表明:平台结构整星的各向一阶频率均能满足运载火箭的频率要求。基于标准化、通用化的平台接口设计,使其具备可扩展及可维修的能力,大大提升了平台鲁棒性。基于全网格筒的主承力设计,增强平台结构承载能力,并改善平台内部热环境。该设计方案可为基于在轨组装维护的高轨遥感大平台结构的设计提供有价值的参考。

卫星三维电缆网精细化设计及三维下厂

电缆网是卫星的重要组成部分。针对卫星电缆网加工、敷设非常复杂,而且不同功能的电缆布线要求也不同的问题,文章从电缆折弯半径、穿舱孔、接插件插拔空间,不同功能电缆单独布线、避免干涉、减重设计,特殊电缆的走向设计以及电缆网的三维下厂几个方面,提出了三维电缆网精细化设计以及三维下厂方法。经试验验证,结果表明:此方法可优化三维电缆网的布线效果,提高电缆网的加工及敷设效率。

基于机器视觉的煤矿井下带式输送机堆煤故障监测系统研发

提出了一种基于机器视觉的煤矿井下带式输送机堆煤故障监测系统。在图像预处理阶段分别采用小波去噪算法和加权平均法进行去噪和灰度化处理,随后采用Canny算子进行堆煤图像边缘检测,进而将检测结果与设定阈值对比后进行堆煤故障判断,若发生故障则控制继电器关闭井下带式输送机。试验结果显示,该系统对堆煤故障识别的准确率可达96%,可为煤矿安全生产、监测设备及装备故障诊断方面的研究人员提供一定的借鉴。

12103综采工作面回撤通道围岩控制研究

针对综采工作面末采阶段回撤通道矿压显现剧烈的问题,采用了数值模拟和现场观测的方法,研究了德泉煤矿12103综采工作面回撤通道围岩应力演化规律特征,数值模拟结果表明:当工作面距离回撤通道20 m时,回撤通道两帮应力呈现非对称应力现象,随着工作面和回撤通道距离越来越近,应力峰值不断增加。现场观测结果表明,12103回撤通道顶底变形量为279 mm,两帮变形量最为158 mm,保障了工作面回撤期间的安全,现场应用良好。

某矿43308沿空留巷围岩控制技术研究

针对某矿43308综采工作面运输巷采用柔模混凝土沿空留巷的方法保留下来的工程背景,在该工作面生产地质条件的基础上,对运输巷超前影响段及留巷段矿压显现规律进行数值模拟分析,结果显示,巷道超前影响段垂直应力峰值在工作面前方5~10 m的位置,较大影响范围为30 m;而在留巷段,在工作面侧向应力扰动下,围岩应力环境劣化,围岩变形加剧。对运输巷设计了超前段、滞后段补强的支护方案及巷旁支护方案,现场监测显示留巷围岩稳定。

综放工作面顶板灾害类型和发生机制及防治技术

综放工作面采出煤层厚度大,上覆岩层活动空间大,易发生顶板事故。为理解综放工作面顶板灾害发生机制,统计分析了部分煤矿综放工作面顶板灾害案例,按顶板条件及灾害特征将综放工作面顶板灾害分为松软顶板大面积切顶压架和坚硬顶板大面积垮落及压架2类。分别以崔木煤矿和曹家滩煤矿综放工作面为例,分析了2类顶板灾害发生特点,提出了相应顶板灾害发生机制:松软顶板工作面顶板胶结性弱,支架实际刚度不足致使顶板在煤壁处断裂,破断后易失稳,同时支架支护强度不足,最终导致切顶压架灾害;坚硬顶板工作面顶板整体性好,不易破断,悬顶到一定极限突然破断,对支架造成冲击,若断裂线在煤壁处则极易导致工作面切顶压架。结合工程实践,提出了2类顶板灾害防治技术措施:对于松软顶板综放工作面采取合理提高支架刚度、支护效率以及工作面推进速度,加强预警等手段预防大面积切顶压架灾害;对于坚硬顶板工作面除加强支架管理、合理开采设计等,还需从顶板改性入手,如采用井下区域水力压裂技术弱化顶板,防治顶板大面积垮落和压架灾害。

基于相似度的卫星预复振试验结果评价方法

卫星大量振动试验结果表明,预振和复振响应普遍存在不同程度的差异现象(“预复振差异”)。针对该问题,工程上主要依靠设计师的经验分析进行故障定位,效率低、准确性差。基于此,文章首先提出了预复振响应的相似度分析方法,利用全频段相似度分析进行故障定位,进一步针对故障部位的响应进行分频段相似度分析,得到预复振差异频段,为设计师校核和改进结构提供量化的标准;然后,基于该方法建立了卫星振动试验结果评价的详细流程;最后,以某卫星承力筒为研究对象,设计了激振试验,分析结果表明:该方法可以实现卫星预复振试验结果的量化评估,提高产品研制效率。

超高与超长工作面高效综采关键技术及装备发展现状与展望

煤炭作为我国经济发展的重要能源支撑,未来一段时间内,其在能源消费中仍将保持主导地位,随着相关技术装备的不断发展,我国部分矿井已实现单井单面产量突破千万吨,煤炭资源安全高效开发是我国未来科技发展的重要方向。依托国家重点研发计划项目“煤矿超高与超长工作面高效综采关键技术及装备”,以超高与超长工作面高效开采为核心,介绍了国内外超高与超长高效综采工作面的岩层控制理论、技术与综采装备发展现状,围绕“超大开采空间全覆岩三维动态破断规律与超高煤壁失稳破坏机理”“超大开采空间强矿压覆岩结构改造及其应力调控机理”“多重动载作用下超高与超长综采装备群动态响应及高效智能协同作业机制”三大科学问题,开展“超大开采空间全覆岩破断运移机理及围岩协同控制理论”“超大开采空间强矿压区域压裂卸压技术与装备”“超高与超长工作面智能开采成套装备”“超高与超长工作面装备群智能协同控制技术与装备”“超高与超长工作面高效综采工程示范”5项技术攻关。实践表明,我国部分超高与超长采煤工作面已形成成套技术及装备体系,为我国地质条件较为简单的厚煤层及中厚煤层矿区煤炭资源的安全、高效、绿色开采提供了可靠保障。指出了我国超高与超长高效综采工作面理论技术与装备及其控制的发展方向。

苏州市637例感染新型冠状病毒奥密克戎变异株患者出院后88例核酸复检阳性病例特征分析

目的 对苏州市新型冠状病毒奥密克戎病毒株感染患者,经治疗出院后复检阳性情况进行分析,为出院患者的隔离管理、健康监测及疫情防控提供决策依据。方法 回顾性分析2022年3月13日—2022年5月10日苏州市第五人民医院收治的新型冠状病毒奥密克戎变异株感染患者临床资料,根据出院健康监测期间核酸检测情况分为复阳组及未复阳组,比较分析两组患者的基本信息、疫苗接种情况、首次达到出院标准时间、发病初期淋巴细胞计数等临床特征,并分析复阳组复阳时间、二次入院后达到出院标准时间。结果 637例出院病例中复阳病例88例,复阳率13.8%。复阳组平均年龄明显大于未复阳组(P<0.05),但在性别、体重指数(BMI)及合并基础性疾病上无统计学差异。复阳组发病初期淋巴细胞下降人数比例明显高于非复阳组,有统计学差异(P<0.05)。637例患者疫苗接种针次达2针及以上人数共500例,占比78.5%,两组患者疫苗接种情况无统计学差异。两组患者发病至初次达到出院标准时间间隔中位数均为9天,复阳时间为出院后第1~23天,中位天数为第3天,发生在出院后14天内的占97.7%,复阳后二次达到出院标准时间为3~14天,间隔中位数为3天。结论 高龄、淋巴细胞数作为与复阳相关的独立危险因素值得被重视。较其它病毒株,奥密克戎感染患者核酸转阴及住院时长明显缩短。按新版诊疗方案可以让部分患者提前出院、节约医疗资源,并未对复阳率造成较大影响,新版诊疗指南更科学、合理,能更科学而有效的指导各地疫情防控。

榨油厂预处理车间前处理工艺除尘系统改造实践

榨油厂预处理车间前处理工艺除尘系统中的粉尘一旦无法有效回收,容易造成环境污染,引发食品安全事故,且存在粉尘燃爆等生产安全风险以及职业健康风险[1-3]。我司原有的预处理车间前处理工艺除尘系统较为简单,除尘效果较差。为了改善生产条件,保证食品安全及生产安全,对原有的除尘系统进行了改造,使粉尘排放达到当地标准,同时降低了粉尘积聚或外泄造成的安全风险。兹对我司大豆预处理车间前处理工艺除尘系统改造实践进行阐述,以期为行业内提供一定的参考和借鉴。

控制力矩陀螺微振动时的固有频率波动机理研究

为了解控制力矩陀螺(CMG)与蜂窝板的共振机理从而指导微振动地面试验,建立了一个蜂窝板上CMG的等效动力学模型。通过等效板理论和薄板理论推导蜂窝板刚度矩阵的半解析解;结合随框架角变化的CMG惯量矩阵和陀螺矩阵获得CMG固有频率及其波动的变化规律。并提出控制力矩陀螺的设计建议,以期为CMG的地面试验设计提供理论支撑和指导意见,解决CMG与蜂窝板的共振问题。

基于K-Means模糊聚类的采场覆岩运移微震能量簇时空分析

煤矿冲击地压以及顶板强来压成因多而复杂,且难以与冲击启动和显现能量建立量化关系。很难建立力学模型通过理论计算实现精准预警监测。为探究煤矿冲击地压启动机理问题,提出了基于模糊聚类数学语言和微震能量事件实测数据的冲击地压数据分析模型。该模型通过借助K-Means模糊数学分析方法对记录的微震事件按照事件和空间的属性进行分类,在构造模糊矩阵后,迭代入质心隶属度公式将微震事件数据集分成若干簇,最小化冲击事件类间相似性,最大化类内相似性。通过计算分析确定采场巷道记录的微震事件多为覆岩结构周期性拉伸破断和工作面推进至“见方”时的复合型结构失稳,当破断结构为基本顶组成的大结构时,事件能量级数较高。结果表明,模糊聚类分析结果较为准确,基于该分析模型可对煤矿冲击地压进行预警并为防冲工作提供理论指导及施工方案。

定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板试验

针对煤矿坚硬难垮顶板控制的研究现状及存在的问题,进行定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板井下试验。通过在压裂孔两侧布置监测孔和在压裂过程中实时监测泵压变化,深入分析煤矿坚硬难垮顶板水力压裂特点。试验结果表明:(1)KZ54型切槽钻头能够在坚硬岩层中预制横向切槽,可有效降低裂缝破裂所需压力;(2)采用跨式膨胀型封隔器可对岩层坚硬段分段逐次压裂,压裂过程中可在顶板中产生多条裂缝,从而有效弱化顶板;(3)随着压裂处与孔口距离的增大,裂缝破裂和扩展所需的压力也相应增大,裂缝的扩展半径最大可达20 m;(4)在压裂过程中,由于岩层均匀性、渗透性、地应力场、岩层结构面等影响因素的变化,压力–时间曲线呈现出多种形态;(5)岩石抗拉强度与地应力值较为接近时,岩石强度对水力压裂有较大影响。

水力压裂起裂与扩展分析

水力压裂起裂与扩展压力的确定是压裂设计最为重要的参数之一,与水平孔或垂直孔水力压裂相比,任意方向钻孔水力压裂的起裂与扩展更加复杂。根据最大拉应力准则,分析任意方向钻孔裂缝起裂压力及起裂方向,得出量纲一起裂压力(p b/σv)随钻孔方位角和钻孔倾斜角的变化规律;并以王台铺煤矿顶板岩层水力压裂为例,进行起裂压力与起裂位置计算,通过有限元计算分析扩展压力较大的原因。研究结果如下:(1)当水平主应力相等时,钻孔从垂直方向逐渐旋转至水平方向过程中,所需起裂压力不断减小,水平孔由σh方向逐渐旋转至σH方向过程中,裂缝起裂压力保持不变;(2)随着σH/σh或σH/σv的增大,裂缝起裂压力的变化规律与地应力场类型密切相关;(3)钻孔由垂直方向转向水平方向过程中,对于3种类型的应力场(正断层型、平滑断层型、逆断层型),裂缝起裂压力有着各自独特的变化规律;(4)水平孔由σh方向逐渐旋转至σH方向过程中,对于不同类型的应力场,合理布置钻孔方向可使起裂压力最小;(5)当岩石抗拉强度与地应力大小相近时,增大抗拉强度使裂缝起裂所需的压力明显增大;(6)有限元计算结果表明,裂缝起裂后旋转扩展会导致较高的扩展压力;(7)在进行水力压裂作业时,地应力的大小、方向和类型是进行钻孔参数设计的基础。

受压脆性岩石Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹水力压裂研究

在线弹性断裂力学理论的基础上,运用最大周向拉应变理论,分析了受远场地应力作用及裂纹面受水压力作用下脆性岩石裂纹的起裂方向及起裂条件。论述了泊松比μ对开裂角θ0,θ0-β关系以及断裂包络线的影响,给出了满足最大周向拉应变理论的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂包络线;定义水力压裂裂纹扩展影响因子D并分析其对水力压裂裂纹起裂及扩展的影响,D值逐渐增大时,KⅡ逐渐减小,KⅠ逐渐发挥主导作用,与数值计算结果一致;最后进行实例分析,并与现场水力压裂结果比较,二者结果比较接近。

综放工作面水力预裂初次放顶技术及应用

针对综放工作面初采期间存在的问题,分析后退式单孔多次压裂技术在综放工作面煤岩体弱化中的作用。通过监测压裂和顶板垮落过程,在潞安五阳煤矿7602综放工作面进行煤岩体水力压裂弱化试验研究。结果表明,针对五阳煤矿7602顶板条件,水压最高可达48.36 MPa,单孔压裂约8次,水力裂缝扩展半径约10 m。压裂后,顶煤冒放性提高、煤层瓦斯得以提前释放、注入水量降低放煤过程中的煤层量。顶板垮落过程未产生冲击,保证初采安全。