双钻头自平衡钻进系统用多通道连续缆管设计

为解决矿山灾害钻孔救援过程中地面钻机对地下钻头“长臂管辖”式驱动导致的钻进效率低、对孔壁扰动大和起下钻辅助时间长等问题,提出了无钻机双钻头仿生自平衡连续缆管钻进技术,而多功能连续缆管设计是该技术的重点和难点之一。为此,根据自平衡钻进系统的需求,从功能、结构、参数三大方面对多通道连续缆管进行设计。为实现连续钻进,多通道缆管需要同时具备泥浆循环、电能与信号传输和电磁屏蔽等功能,此外,还要具有足够强度和良好的弹性。对缆管的铠装缆线外径、内管与外管内外径参数进行设计并计算钻井液环空上返流速,计算结果表明缆管内外管直径参数设计满足最低上返流速要求。采用理论计算与数值模拟相结合的方法对缆管的关键部件进行受力分析,对外管抗拉压弯强度及外管壁抗挤压强度等进行强度校核。结果表明:多通道连续缆管结构设计合理,性能可靠,能够满足无钻机双钻头仿生自平衡钻进系统的技术要求,为矿山灾害无钻机双钻头仿生自平衡钻孔救援工作提供一种安全可靠、快速机动的多通道连续缆管技术和方法。

粒状高炉矿渣的研究和利用进展

高炉矿渣是中国钢铁业大量排放的一种冶金废渣。高炉矿渣的充分利用有利于环境的保护和能源的节约。通过对高炉矿渣特性的论述、高炉矿渣的研究和利用现状的阐述，进一步说明了激发剂能加快矿渣结构的解体和矿渣的水化，从而使高炉矿渣的活性充分得到发挥。高炉矿渣的利用和研究具有巨大经济效益和社会效益。

碱熔法从硼精矿中提取硅的研究

以硼镁铁矿磁选得到的硼精矿为原料,通过单因素实验和正交实验,采用碱熔法研究硼精矿在提取硅过程中焙烧温度、焙烧时间、碱矿比对硅提取率的影响。结果表明,实验过程中各个因素对硅提取率的影响由大到小的顺序依次为碱矿比、焙烧温度、焙烧时间;最佳的实验条件为:焙烧温度550℃,焙烧时间30min,碱矿比4∶1。在最佳条件下,硅提取率可达到92%以上,硼和硅元素以可溶盐的形式富集在提取液中,而铁和镁等元素则富集在渣中,实现了硼、硅与铁、镁的分离。

钻孔救援连续缆管储放设备研制

双钻头仿生自平衡连续钻进技术具有无需钻机、钻进速度快和对井壁扰动小等优点,是构建矿山灾害保障救援通道的潜在关键技术之一。该技术中的连续缆管由于内置有电源、信号和排屑等通道,要求在储放过程中不能出现像现有滚筒式绞车储存连续管时存在的互咬、挤压和设置动静导电滑环等情况,故需研制与之匹配的专用连续缆管地面储放设备。依据双钻头自平衡钻进技术的需求和连续管滚筒式绞车储存技术存在的不足,提出了连续缆管套筒式储存和夹持式输送原理,构建了连续缆管套筒式储存和输送模型,并应用有限元分析软件对连续缆管的夹持输送过程进行模拟分析。依据双钻头仿生自平衡钻进系统对连续缆管的性能要求,确定了整机尺寸参数,并对整机的运行参数进行了计算,建立了适用于连续缆管外径为50.8 mm、井眼深度小于1 016.8 m、场地面积小于50 m2钻井工况的钻孔救援连续缆管储放设备三维模型。最后,研发了与本设备匹配的电控系统,并对加工组装好的整机进行了连续缆管夹持输送、储放设备运行、连续缆管储放等机电一体化联调与试验。结果表明:连续缆管储放设备运行平稳,在连续缆管存储和输送过程中,无互咬和锁死现象,没有动静导电滑环,能够满足双钻头仿生自平衡钻进系统的技术需求,为钻孔救援双钻头自平衡连续钻进提供了必要的装备支撑。

温度对矿渣水泥活性的影响

常温下矿渣的活性必须在碱的环境下才能得到发挥。增加激发剂的掺入量有利于矿渣水泥强度的提高。适当地提高温度有利于矿渣活性的充分发挥,但温度不能过高,温度过高反而不利于矿渣水泥活性的体现。本试验的结论是:无碱矿渣水泥水化的温度应控制在50-60℃。

碱矿渣水泥的理论基础

简述了碱矿渣水泥体系的创立、矿渣结构的新观点、碱激发矿渣的机理、碱矿渣水泥优良的力学性能和耐久性 ,同时指出了其推广应用过程中尚待解决的几个问题。

DKI预测脑胶质瘤IDH和TERT分子分型的应用价值

目的评估扩散峰度成像(dffusion kurtosis image,DKI)预测较低级别脑胶质瘤(lower grade glioma,LGG)的异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)和端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)分子分型的价值。方法回顾33例具有明确组织病理学及基因测序结果的LGG(WH02、3级)患者的术前常规磁共振及DKI图像,使用肿瘤区与对侧正常脑白质校正后的DKI参数:相对平均峰度(relative mean kurtosis,rMK)、相对轴向峰度(relative axial kurtosis,rKa)、相对径向峰度(relative radial kurtosis,rKr)、相对峰度各向异性分数(relative fractional anisotropy of kurtosis,rFAK)评估D KI预测LGG患者IDH分子分型的价值,并在IDH野生组患者中评估上述参数预测TERT分子分型的价值。采用两独立样本t检验、秩和检验和受试者工作特征(receiver operating characteristic cu rve,ROC)曲线对变量进行统计分析。结果在所有LGG中,IDH野生组的rMK、rKa、rKr值显著高于IDH突变组(P=0.001、P=0.002、P=0.008),曲线下面积分别为0.820、0.805、0.768。在IDH野生型LGG中,TERT突变组的rMK、rKa、rKr值高于TERT野生组(P=0.019、P=0.033、P=0.017),曲线下面积分别为0.833、0.867、0.833。结论DKI可预测LGG的IDH和TERT分子分型。MK、Ka、Kr是术前预测LGG患者IDH突变的参数;在IDH野生型患者中,MK、Ka、Kr可预测TERT启动子突变。

从碱焙烧硼精矿脱硼硅渣中硫酸铵浸出镁的研究

以碱焙烧硼精矿脱硼硅渣为原料,研究用硫酸铵溶液从脱硼硅渣浸出镁的过程中反应温度、反应时间、原料配比和液固比对镁浸出率的影响。确定最佳工艺条件为:硫酸铵与脱硼硅渣中镁的摩尔比2.4∶1、反应时间90min、反应温度100℃、液固比为16∶1。在该条件下,浸出率为72.02%。为了提高镁的浸出率,对浸出过程采用逆流操作,使镁浸出率达到85%左右。

利用硫酸铵焙烧工艺提取硼精矿中的硼

为了更加合理有效地利用硼精矿,以辽宁硼铁矿经磁选得到的硼精矿为原料,采用硫酸铵焙烧的方法处理得到熟料,将熟料加水溶出、固液分离得到含硼溶液和提硼渣,含硼溶液用于提取硼酸,提硼渣可用于提取SiO2和MgO.通过单因素实验考察了焙烧温度、焙烧时间、铵矿比对B2O3浸出率的影响.通过正交试验得到提取B2O3的适宜工艺条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间90 min,铵矿比1.6,该条件下B2O3的浸出率可达85%以上.对原料及提硼渣进行化学成分和物相组成分析,结果表明本工艺可使大部分硼化物生成可溶物并被提取出来,可实现硼精矿的绿色综合利用.

粒化高炉矿渣综合利用的研究和应用进展

粒化高炉矿渣是高炉炼铁的副产品经水淬急冷处理后得到。本文通过对高炉矿渣特性、高炉矿渣的研究和利用现状进行阐述。以高质量、高效益、节能降耗、保护环境、二次资源能源再利用为目的,开发水淬矿渣多种利用途径。

Ni_(12)P_5和Ni_2P微纳米材料的水热合成、表征及其光催化性能研究

以无毒的红磷代替白磷作为磷源,以硝酸镍为镍源,通过改变磷镍比和水热温度,利用水热合成法成功实现了Ni_(12)P_5和Ni_2P的可控合成,采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对合成产物的晶相结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝为染料废水模型,对合成的磷化镍的光催化降解性能进行了测定。结果表明,磷镍比增加有利于四方相结构的Ni_(12)P_5向六方相结构的Ni_2P转变,温度升高则有利于Ni_2P向Ni_(12)P_5转变。在365 nm紫外光照射下,所得的Ni_(12)P_5和Ni_2P微纳米材料对亚甲基蓝表现了较好的光催化降解性能。

硫酸铵焙烧法从硼铁矿提取镁及动力学的研究

本文通过单因素和正交实验,研究硫酸铵焙烧硼铁矿提取镁的影响因素(焙烧温度、焙烧时间、铵矿比及矿粉粒度)对镁提取率的影响。结果表明:各因素对镁的提取率由大到小的影响顺序:铵矿比>焙烧时间>焙烧温度>矿粉粒度;最佳的焙烧实验工艺为:焙烧温度450℃,焙烧时间120min,铵矿比3∶1,矿粉粒度小于80μm。按此工艺进行实验,镁的提取率可达到98%以上。焙烧过程中镁的反应速率符合有固体产物层生成的收缩未反应核模型。焙烧反应受内扩散控制。焙烧反应的表观活化能为E=18. 545kJ·mol^(-1)。

茶叶中咖啡因提取方法的改进研究

通过对茶叶中咖啡因提取方法的改进研究,实验结果更明显,更有利于实验教学。提取方法:回流提取加振摇技术,蒸馏浓缩加振摇技术,浓缩粉末后,粉末脱离蒸发皿的使用,升华时,滤纸与粉末高度的定量控制,加热时,受热均匀地控制。

从废旧锂电池中酸浸有价元素钴的研究

为了减少废旧锂离子电池对环境的污染,实现有价资源的回收利用。文章通过柠檬酸酸浸废旧锂电池正极材料,对浸出Co^(2+)的过程进行研究,考察了柠檬酸的浓度、酸浸温度、固液比及酸浸时间等影响因素对Co^(2+)提取率的影响,结果表明其最佳工艺条件:柠檬酸的浓度1 mol/L、固液比为3g/100m L、恒温水浴70℃、酸浸时间120min,Co^(2+)的提取率达到了96%。

鹿角盘胶原蛋白生物功能特性的研究

文章以胃蛋白酶在酸性条件下提取出来的鹿角盘胶原蛋白为原料,系统地研究了鹿角盘胶原蛋白的生物功能特性,包括吸水性和保水性、溶解性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性以及各种性质的相关影响因素,以期为鹿角盘胶原蛋白的进一步精深加工及在食品、医药、化妆品等领域的广泛应用提供科学理论依据。

救援钻孔用双钻头扭矩自平衡钻进系统理论与实验

快速安全构建应急救援通道是在矿山事故发生后解救井下被困人员的有效方法,常规救援井钻进技术主要有潜孔锤冲击钻进技术和复合钻进技术,存在钻机结构庞大、钻进工艺复杂、对地层扰动大和中靶率低等不足,尤其在破碎地层易产生二次事故,很难有效满足救援要求。为确保救援钻孔的地层适应性和孔壁稳定性,提出了双钻头扭矩自平衡钻进方法,建立了双钻头逆向驱动数学模型,通过独立逆向驱动内外2个钻头实现双钻头的同步逆向回转碎岩,上部钻具主要受简单的轴向拉压力作用,对井壁产生的扰动微弱。同时,双钻头交替给进互相扶正,可有效防止孔斜,实现精确中靶。双钻头扭矩自平衡钻进系统主要包括近钻头驱动局部扭力闭式自平衡、内外钻头钻压调节和钻具传压隔扭3大部分。依据该系统的功能需求,设计了钻具整体结构系统,并利用有限元分析软件对内钻头传扭轴、调压丝杆和传压隔扭轴承座等关键部件进行强度校核与优化,研制了一套双钻头扭矩自平衡钻进系统功能样机。对整套系统双钻头同步回转、交替给进、系统密封和自动控制等进行一系列测试和调控检测,并开展针对软、中硬和硬3种不同岩性岩石的室内钻进试验,结果表明:该系统对孔壁和岩心的扰动小、中靶率高,在不同岩性地层均具有较高的钻进速度,验证了双钻头在近钻头驱动下扭矩自平衡的可行性,为矿山灾害生命保障救援通道的快速安全构建提供了一种安全高效的方法。

硼铁矿绿色化高效综合利用

根据硼铁矿的化学成分和矿物组成,文章设计了硼铁矿清洁、高效及综合利用的工艺流程。该工艺通过硫酸铵焙烧硼铁矿,矿物中的镁、铁、铝和硼生成了可溶于水的产物,硅以不溶于水的二氧化硅形式存在。将焙烧产物加水溶出、过滤。含镁、铁、铝、硼等的滤液与以含二氧化硅为主的硅渣分离。根据镁、铁和铝等生成沉淀的pH值不同,向溶液中加入NH 3等碱性物质,调节溶液的pH值,将镁、铁和铝等分步沉淀,分离提取后的滤液经蒸发结晶,分离出硫酸铵晶体,硫酸铵返回焙烧。硼铁矿中的有价组元得到分离提取利用,进一步深加工成产品,化工原料循环利用。

Keggin结构钨钼铝酸杂多酸的制备及性能研究

文章采用逐步滴加酸、溶解-冷冻、离子交换树脂制成钨钼铝酸杂多酸。用紫外光谱、红外光谱和XRD表征了A1M_(0)W_(11)O_(39)^(5-)的阴离子Keggin结构特征。热重分析确定杂多酸的化学式为H_(3)AlW_(11)MoO_(39)·8.5H_(2)O,并对其光催化性能,即光致变色的过程进行了探讨。结果表明,杂多酸H_(3)AlW_(11)MoO_(39)·8.5H_(2)O的光致变色具有可逆性的,且吸光度较好。

几种甜味剂对不同增稠剂中蓝莓多酚保留率影响的研究

文章以蓝莓冻果为原料,以蓝莓多酚的含量为指标,对蓝莓制品中四种甜味剂(葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖)在四种增稠剂(果胶、糊精、CMC、卡拉胶)体系下蓝莓多酚保留率进行研究,旨在为蓝莓制品的科学生产以及深加工提供理论依据。结果表明:高浓度的葡萄糖、蔗糖和麦芽糖溶液提高了蓝莓多酚的保留率,低浓度的果糖则降低蓝莓多酚的保留率;糊精提高蓝莓多酚的保留率,果胶的效果比糊精稍弱,CMC增进糖类对蓝莓多酚的保护效果,而卡拉胶略微降低蓝莓多酚的保留率。

超声波辅助PDC切削齿振动破岩仿真分析

PDC钻头在软至中硬地层钻进时具有钻速高、使用寿命长、设计灵活等显著优点,在钻井领域中的需求量逐年增加。而超声波钻进作为一种新型碎岩技术,由于在钻进过程中具有穿透能力强、钻进效率高等优点而获得了广泛关注。以超声波振动辅助PDC钻头破岩有望取得良好的钻进效果。为此,基于线型Drucker-Prager模型,利用ABAQUS软件建立了超声波辅助PDC钻进振动切削岩石的二维有限元模型,分析了不同超声波振动频率下PDC钻进破岩比功和切削力的变化规律,比较了超声波振动切削与常规切削岩屑形成过程的差异。研究结果表明,当激励频率从20 kHz至40 kHz增长的过程中,破岩比功与平均切削力都呈现先减少后增加的变化趋势,即存在一个最优频率位于25~30 kHz间,使破岩比功最小,钻进效率最高;超声波辅助振动切削的破岩方式与常规切削的塑性破坏不同,主要以脆性破坏为主,其切屑形成过程共分为4个阶段,且切削力保持为零的阶段较常规切削更为明显;当激励频率接近岩石固有频率时,超声波振动切削的平均切削力较常规切削小20.5%,并更易产生大块岩屑,使岩石产生更多体积破碎,从而提高破岩效率。