荫营煤矿综放工作面回风顺槽矿压显现特征分析

通过矿山压力观测的方法分析了荫营煤矿15号煤层综放面回风顺槽的矿山压力显现,应用了巷帮表面收敛观测、锚杆锚索受力变化、顶板离层观测的综合手段,得出了荫营煤矿15号煤层综放面回风顺槽的矿山压力特征,为该巷道大变形的治理提供相应理论依据。

含水率对煤样声发射特征和碎块分布特征影响的试验研究

利用SHT4605电液伺服试验机和声发射检测系统,开展不同含水率煤样单轴压缩试验,辅以分形理论和声发射特征参数分析,定量化研究含水率对煤样力学特性及破坏特征的影响。研究结果表明:含水率的增大使煤样软化的同时削弱其脆性,破坏过程更加缓和,峰值应力由干燥时的23.91 MPa下降为饱水时的16.03 MPa,劣化超过30%;AE能率呈现明显的"平静—激增—衰减"阶段变化特征,AE能率平静期在线弹性阶段占比由干燥时的90%逐渐下降为饱水时的不足60%,干燥煤样的AE能率峰值是饱水煤样的10倍以上;煤样破坏后宏观裂纹数量随含水率增大而增多,煤样破坏形态趋于复杂,有剪切破坏向柱状张拉破坏转化的趋势;不同含水率煤样破碎块体在小于尺寸阈值50 mm的范围内自相似性良好,随煤样含水率增大,破碎块体分形维数D线性递减趋向于2,小颗粒煤屑质量占比下降,较大破碎块体(给定阈值以下)占比增加,块体向粒径均匀化发展。

末端牵引式手指康复机器人设计及其柔顺性控制方法

针对现有康复设备存在柔顺性不足、难以适应手部狭小活动空间等问题,设计了一种可实现手指屈伸、收展的末端牵引式手指康复机器人,并对其人机模型进行运动学、动力学分析。提出了一种基于手指训练位姿的阻抗控制模型,实现了面向手部关节的机器人变刚度设计。为了对机器人的性能进行验证,搭建了相关实验平台。实验结果表明,变刚度设计能实现不同训练位置处对应刚度的设定,基于训练中的手指位姿信息的阻抗控制器能够实现手指康复训练时的柔顺性控制。

微创血管介入手术机器人的力反馈与导丝定位精度分析

为解决现有微创血管介入手术机器人导丝定位精度低与力信息获取难的问题,提出了一种具有可以快速消毒、能获取导丝末端阻力、导丝定位精度高等优点的新型导丝递送机构。首先针对介入手术的实际需求,设计了一款血管介入手术机器人递送机构原型;然后进行了机器人系统的动力学模型简化与计算;最后设计了一种新型模糊滑模控制器,并在导丝递送位置性能测试实验平台上输入多种典型信号,对系统的导丝递送位置精度进行试验研究。试验结果表明,输入不同的正弦信号,所给出的控制器可以大幅度提高系统的导丝递送位置控制性能,对于提高微创血管介入手术机器人的安全保障机制提供了重要的参考和试验基础。

石炭二叠系火成岩侵入区特厚煤层采区停采煤柱合理宽度研究

根据塔山煤矿石炭二叠系不同层位煤岩层受火成岩侵入的地质情况,运用Flac3D数值模拟软件对不同覆岩类型条件下特厚煤层停采煤柱合理留设宽度进行探讨;对采动影响下不同覆岩类型停采煤柱内部应力、尤其对大巷围岩垂直应力及超前支承压力等矿压特征差异进行分析。结果表明:1)无火成岩侵入下停采煤柱宽度为150～155 m,三层火成岩侵入下停采煤柱宽度为135～140m,单层侵入与双层侵入类型居于二者之间。煤岩层受侵入形成坚硬岩层越多,应力于煤柱弹性区衰减速率也较大,大巷围岩受扰动较弱,需留设停采煤柱宽度较小。2)巷道围岩应力场受扰动影响后,煤柱弹性区应力最低点的应力及大巷围岩最大垂直应力(及应力集中系数)会显著增大,大巷围岩最大垂直应力集中系数以二次函数关系随煤柱宽度减小而增大。3)特厚煤层坚硬岩层与高低位关键层的相对位置不同,对采场矿压显现影响程度不同。