高预紧力均布承载型锚杆力学响应及应用

预紧力作为锚杆支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高锚杆预紧力可降低冒顶事故的发生,为有效提高锚杆预紧力、降低断锚、失锚的现象发生。研发了滚动式减摩垫片和拉压分离型螺母,综合采用实验室试验、理论分析、数值计算,研究了滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母转矩-预紧力转化关系,研究了普通螺母、拉压分离型螺母预紧过程中力学响应特征。研究表明:普通锚杆预紧过程中,约有60%转矩被锚杆螺母与托盘之间的摩擦所消耗,使用滚动式减摩垫片可将摩擦消耗的转矩降低至25%,转矩-预紧力转化率提高2倍左右;普通锚杆螺母内螺纹副应力沿着远离挤压面轴向呈指数衰减,螺母内前3圈应力值较大,该范围发生明显的应力集中,为锚杆杆体断裂的危险面,使用拉压分离型螺母后螺纹副应力呈均匀分布,消除了应力集中现象,螺纹变形协调;集成滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母等发明了高预紧力均布承载型锚杆,可将预紧力提升至2.5倍,杜绝锚杆易从螺纹段断裂的现象,在淮南矿区朱集矿得取得良好的应用效果。

预应力螺纹钢锚杆扭矩-预紧力转化试验研究

为有效提高预应力螺纹钢锚杆预紧力,降低锚杆断锚、失锚现象,对锚杆扭矩-预紧力转化关系及螺母装配过程中锚杆危险点进行理论分析,得出影响预紧力的因素以及锚杆断裂的原因;研发锚杆扭矩-预紧力转化测试工装,分别检测锚杆预紧过程中施加的总扭矩、螺纹副扭矩、托盘支承面扭矩;研发锚杆滚动式减摩垫片,通过理论分析及现场应用得出其扭矩-预紧力转化关系,降低托盘摩擦损耗对预紧力的影响;研发拉压分离型螺母,通过数值模拟和实验室试验得出其受力云图和扭矩-预紧力的转化关系,降低螺纹副变形、受力环境差对预紧力的影响。研究结果表明:滚动式减摩垫片,可降低螺母与托盘支承面的摩擦,提高扭矩-预紧力转化效率,预紧力提高2倍以上;应用拉压分离型螺母,将传统锚杆螺纹副拉压复合型的集中承载优化为拉压分离型的均布承载,显著缓和锚杆危险面和危险点的应力大小,实现螺纹副协调变形,降低断锚的现象发生。

巷道高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术

针对目前巷道锚杆支护普遍预紧力较低、全长锚固锚杆预紧力在岩层内扩散效果不理想等客观事实,采用现场实测、数值计算、理论分析等综合研究方法,煤巷高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术研究,得出以下成果:发明了减摩垫片、优化了扭矩倍增器等给出了全长锚固锚杆施加高预紧力的新途径;创建了全长先张后锚固工法,将锚杆锚固段分为快速锚固区和滞后锚固区,并研究制定了全长先张后锚固技术工法两个技术准则。研究成果推动力了煤矿锚网支护技术的发展。

顶板灾害预警系统研发及在动压巷道中的应用

研发了分布式实时监测测力锚杆,构建了顶板灾害预警系统,可动态实时监测锚杆轴力、剪力、弯矩等工况信息,并实时给出锚杆强度富余系数,当杆体某处轴力超过安全阈值时,系统会发出安全预警信息。顶板灾害预警系统在淮南矿区顾桥矿动压巷道成功应用,得出巷道锚杆在采动影响下轴力响应规律,采动期间锚杆轴力显著高于掘进期间,锚杆轴力峰值点为距工作面27m处。实测轴力最大值与杆体屈服力之比为60%左右,最小富余系数为40%,表明目前的支护能较好的控制顶板。本文研究成果为动压巷道顶板安全防控提供技术支撑。

轻量级分组密码算法MIBS不可能差分分析

轻量级分组密码算法适用于RFID等计算资源严格受限的环境。指出之前Asli Bay等人不可能差分分析结果的错误,并提出新的不可能差分分析。提出对约减至12轮的MIBS算法的攻击,此攻击需259选择明文和263次加密运算。

优化氮肥配置提高冬小麦-夏玉米贮墒旱作栽培水氮利用效率

为探明与冬小麦-夏玉米周年贮墒旱作节水栽培模式相配套的氮肥高效施用技术,基于贮墒旱作栽培(冬小麦和夏玉米灌底墒水或出苗水,生育期内不灌水),在全年施氮量360kg/hm^(2)下开展了前后茬作物施氮量配比不同的大田试验。试验设置4种施氮处理,分别为冬小麦120kg/hm^(2)+夏玉米240kg/hm^(2)(W_(0)N_(1));冬小麦180kg/hm^(2)+夏玉米180kg/hm^(2)(W_(0)N_(2));冬小麦240kg/hm^(2)+夏玉米120kg/hm^(2)(W_(0)N_(3)),并设常规灌溉施肥模式(冬小麦灌底墒水+拔节水+开花水,施纯氮180kg/hm^(2);夏玉米灌出苗水,施纯氮180kg/hm^(2))为对照(W_(1)N_(c))。试验测定了冬小麦-夏玉米周年物质生产与水、氮效率等指标。结果表明:在全年施氮总量一定的前提下,贮墒旱作栽培适当减少夏玉米季施氮量、增加冬小麦季施氮量可提高冬小麦籽粒产量和蛋白质含量,稳定夏玉米产量,使全年水、氮利用效率和总产量增加,W_(0)N_(3)比W_(0)N_(2)和W_(0)N_(1)全年产量分别增加3.20%~5.17%和6.84%~9.94%;与常规模式(W_(1)N_(c))相比,贮墒旱作模式减少灌溉量150mm,各处理周年产量降低,但W_(0)N_(3)在多雨年份的产量差异不显著,在干旱年份减产11.38%,且在不同年型的周年水分利用效率(WUE)和氮素利用效率(NUE)均显著提高。因此,在贮墒旱作和有限施氮的条件下,将氮肥较多分配给冬小麦季更有利于实现增产增效。