胜利煤矿试采4021工作面回采期间应力分布特征分析

根据胜利煤矿的地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件对该矿的试采4021工作面进行综采设备选型,并对工作面及回采巷道进行数值模拟,分析工作面回采过程中,围岩应力与变形的分布特征。可以得到,在工作面推进过程中前后会形成应力集中现象,随着工作面推进应力逐渐增大,当工作面推进30m趋于稳定,在4~5MPa;工作面前方应力降低区是0~3m,应力值分布在2~3MPa;应力升高区的范围在工作面前方3~20m,应力值在3~9MPa,其中应力峰值约为9MPa,在煤壁前方5m左右;20m范围以外逐渐恢复到原岩应力;工作面前方的最大采动影响范围约是20m,故超前支撑范围应是20m。

穿层大巷围岩非均匀变形控制技术研究

以端氏煤矿穿层大巷掘进为工程背景,介绍了大巷掘进过程中遇到的顶板离层和围岩非均匀大变形问题;研究了不同层位下的大巷围岩变形破坏特性;分析了大巷穿层区域的围岩非均匀变形规律;提出软弱围岩和煤岩界面会导致围岩大变形和层间水平错动,从而引发支护体失效和顶板灾害。基于数值模拟提出3种高强锚杆/锚索支护方案,对比不同支护方案下的各部位变形大小,确定最优支护方案并在局部进行补强支护,现场效果显著,为类似地质条件下的巷道围岩非均匀变形机理研究与支护技术方案确立提供理论指导。

某矿导水裂隙带高度的确定

裂隙带高度直接影响矿井的生产安全,是防水岩柱设计和水体下开采时最重要的数据。某矿井为确定5号煤开采后的顶板裂隙带发育高度,采用了《"三下"规程》中记载的公式计算了裂隙带的发育高度,计算最大裂隙带高度为45.2 m;应用UDEC数值模拟对裂隙高度进行了模拟,模拟裂隙带最大高度45 m;对试采工作面的裂隙带发育高度进行了实测,实测裂隙带高度为48.7 m。综合分析以上结果,得出该矿5号煤开采后的顶板裂隙带高度选择48.7 m。

某集团27个矿井机电事故统计分析

为分析多年来井下机电安全状况的变化趋势,收集了某集团下属的27个矿井从2001年至2016年的安全状况统计数据,采用最小二乘拟合的数学方法对统计数据进行分析。结果显示:矿井事故数、机电事故数和机电事故占比都在随着时间的推移不断降低;矿井事故致死人数和机电事故致死人数都在不断降低,但机电事故致死人数占总致死人数的比例基本保持稳定。可以看出整个集团的矿井安全生产状况逐渐好转,尤其是机电事故发生情况以及致死情况改善尤为明显,这与集团重视科学的管理和运用先进的技术是密不可分的。

5A06铝合金超声辅助激光填丝焊接焊缝成形及组织性能研究

利用超声换能器和光纤激光器对5A06铝合金进行了超声辅助激光填丝焊接工艺试验,对比分析了5A06铝合金激光填丝焊接与超声辅助激光填丝焊接的焊接特性.结果表明,采用超声辅助激光填丝焊接可以获得良好的焊缝成形,熔池的流动性和均匀性更强,焊缝背面熔宽显著增加.施加超声后接头抗拉强度达到293.1 MPa,延伸率达到13.1%,分别达到母材的92.9%和86.2%.焊缝熔合线附近的柱状晶区基本消失,超声波的引入增加了熔池内的形核质点,降低了形核功,促使原本生长为柱状晶的组织转为生成细小的等轴晶,焊缝中心区域的等轴晶尺寸集中范围由97~117μm下降到66~79μm.

5A06铝合金超声辅助激光填丝焊接熔池流动与结晶行为研究

为解决铝合金激光焊接过程中由于焊缝成形不良及组织不均匀引起的接头性能下降的问题,针对3mm厚的5A06铝合金开展超声振动辅助激光填丝焊接试验研究。超声变幅杆与焊接试件直接接触,进而将超声波引入熔池。超声导入熔池后,增强了熔池的稳定性和流动性,可以有效地改善焊缝成形,增加焊缝熔深。不同焊速的试验表明,低焊速下熔池的高温停留时间长、成分均匀性好,超声波的引入增强了熔池成分均匀性。超声波在熔池内传播时引起的空化效应、声流效应以及机械搅拌效应既可以有效地提高熔池内的形核率又可以促使晶粒的生长方式由柱状晶向等轴晶转变,具有细化晶粒的作用。细晶强化作用改善了接头断裂方式,提高了接头塑韧性和抗失稳能力。与未施加超声辅助相比,当超声变幅杆压力为125.7 N时,焊缝晶粒明显细化,接头抗拉强度从258.3 MPa提高到293.1 MPa左右,延伸率从11.2%提高到13.1%左右。

基于回归分析的钛合金T型接头激光焊接焊缝成形尺寸预测

利用光纤激光对TA15钛合金蒙皮网格结构进行焊接,采用同轴高速摄像监测方案对不同焊接参数下的熔池形貌进行图像采集与特征提取。结果表明,采取基于亮度特征的熔池边缘分段提取方法可以解决熔池图像前后亮度不均匀问题,提取准确的熔池边缘信息。熔池宽度和后拖角度与对T型接头焊缝结合面宽度具有强相关性,熔池长度、宽度、后拖角度与T型接头焊缝熔深具有强相关性。同时,建立了焊接工艺参数与焊缝成形的回归分析模型,并对焊缝成形尺寸进行预测,焊缝结合面宽度和熔深的平均预测误差分别为0.14 mm和0.10 mm。