岩块尺度对采空区煤自燃区域的影响研究

为探究综放采空区岩块尺度对煤自然发火的影响,采用Fluent软件数值模拟不同直径岩块条件下采空区的煤自燃规律,分析采空区氧浓度场和风速场,分别以氧气体积分数和风速为指标,确定采空区氧化带面积并以二场叠加场作为采空区煤自燃危险区划分标准,研究煤自燃危险区域与岩块直径的关系。研究结果表明:当岩块直径由0增加到10 m时,以氧气体积分数为指标,氧化带宽度变小,面积由5563.84 m^(2)减至2602.69 m^(2);以风速为指标,氧化带面积由3376.60 m^(2)减至1262.95 m^(2);将2种指标确定的氧化带进行叠加得到煤自燃危险区,随着岩块直径的增加,其面积由1854.04 m^(2)减至552.91 m^(2),煤自燃危险区最大宽度由20.40 m缩减至9.06 m。研究结果可为采空区煤自燃发火区域的确定提供参考。

基于PCA-BP神经网络的巷道通风摩擦阻力系数预测模型

根据实测巷道通风摩擦阻力系数数据的特点,建立了主成分分析PCA-BP神经网络预测模型。采用PCA法对影响巷道通风摩擦阻力系数的支护类型、断面形状、巷道宽、巷道高、支护部分周边长、巷道断面积和巷道长度7个因素进行降维。将降维后因素的贡献率进行排序筛选,得到3个主成分指标(F_(1)、F_(2)和F_(3)),作为BP神经网络输入层的神经元。利用实测数据对PCA-BP神经网络模型进行训练和测试,并将测试结果与支持向量机回归(SVM)模型和BP神经网络模型的测试结果进行对比,结果显示:全因素的BP神经网络预测模型和SVM预测模型的平均精度分别为92.9420%、93.0235%,而PCA-BP预测模型的平均精度达到了96.4325%。PCA-BP神经网络模型不但简化了网络结构,更提高了网络的泛化能力,使预测误差更小、精度更高,为更准确地获得巷道通风摩擦阻力系数提供了一种有效的方法。

自行走钻具给进系统中支撑机构的仿生增效研究

随着地下浅层资源的逐渐枯竭,人们逐渐向地下更深部位寻求能源。为应对钻井过程中地下岩层的恶劣环境,提出自平衡钻进系统和仿生自行走钻具给进系统,将压力驱动装置移至地下。本文为解决自行走钻具给进系统中支撑机构的增效问题,通过分析蜣螂头部表面非光滑结构对自行走钻具给进系统增阻机构表面进行仿生设计,并对其增阻性能以及对井壁的损伤进行了模拟仿真分析,同时对其摩擦磨损性能进行了实验测试,研究了不同仿生结构的增阻及减小磨损的效果。结果表明:蜣螂头部凸包间距与直径的比值在1.50左右,中间部位凸包的直径与对应蜣螂头部长度的比值在1∶142~1∶133,且在1∶138附近出现的概率较大,两边凸包的直径与对应蜣螂头部长度的比值在1:173~1∶158之间,且在1∶167附近出现的概率较大,中间部位凸包所占比例在45%左右,两侧所占比例基本相同;仿生结构设计的间距与直径比值在1.50附近时,有良好的增阻效果;相同凸包直径条件下,间距越大,对井壁的损伤越大;正三角形排布为仿生单元增阻效果最佳的排布方式,矩形排布会增大对井壁的损伤,同时降低增阻效果;同心圆形排布对井壁的损伤最大,增阻效果最差。

强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构演化研究进展

【目的和方法】巷道围岩时效变形破坏、蠕变型冲击地压等灾害是深井面临的重大威胁,加之深部采动与结构变化的影响,亟需研究强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构演化规律,系统回顾煤岩体力学性质的尺度效应、非连续结构与多物理场效应,以及煤岩体长时稳定性、蠕变演化规律与力学模型。【结果和结论】强调不同尺度(细观-宏观-工程尺度)、不同尺寸(REV范围内)煤岩变形破裂过程中非连续结构(包括裂隙和矿物)与物理力学性质存在密切的关联特征。指出煤岩体跨尺度非连续结构导致应力场非均匀分布,造成力学各向异性、尺度效应及尺寸效应,进而出现非协调宏观破裂现象。透明解析与推演煤岩变形破裂过程中跨尺度非连续结构与多物理场演化规律,是认识煤岩灾变内禀机制的关键。明确指出现有蠕变实验与蠕变模型在煤岩表面变形及破裂方面具有优势,但无法预测煤岩内部变形与非连续结构;为此提出了全尺寸CT扫描重构、数字体图像相关(DVC)、跨尺度等效岩体-等效晶质建模(SRM-GBM)相结合的破解方法。对扰动煤岩体蠕变前沿问题进行了讨论,阐明了非连续结构与应力引起内部变形损伤诱发蠕变这一新观点,指出非连续结构和应力是煤岩非协调蠕变的主控因素,最后建立了强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构与多物理场演化的精细化建模及透明解析新方法。研究成果为相关矿山灾害的发生机理、预警与防控提供理论基础。

探讨支气管镜肺泡灌洗辅助在小儿重症支原体肺炎中治疗的效果

分析小儿重症支原体肺炎的治疗中运用支气管镜肺泡灌洗对病情的辅助治疗效果。方法 抽取86例医院内在2023年1月~2024年1月(1年12个月)接受系统化治疗的小儿重症支原体肺炎病患,根据治疗方案进行分组,即红霉素注射液治疗(对照组)与支气管镜肺泡灌洗辅助红霉素注射液治疗(观察组),评测对上述治疗方案对小儿重症支原体肺炎的疗效影响。结果 选择支气管镜肺泡灌洗辅助红霉素注射液治疗的小儿重症支原体肺炎患儿,治疗方面发挥的效果更满足临床预期(95.35%:79.07%),治疗后还能帮助修复受损的肺功能,恢复相关的指标水平,回归正常的呼吸机能,并且缓解体内的炎症刺激,减轻炎症对患儿身体造成的影响,各指标更低,P<0.05。结论 在小儿重症支原体肺炎的治疗方案选择上,加用支气管镜肺泡灌洗作为辅助治疗,能够在确保疗效的同时,还能有效修复肺功能,帮助改善炎症水平,加快病情的康复,值得推广。

巷道通风摩擦阻力系数遗传投影寻踪回归预测

为满足智能通风准确获得巷道摩擦风阻的需求,基于遗传算法的投影寻踪回归预测方法预测矿井通风摩擦阻力系数。研究空气密度变化和巷道有无支护两种类型时模型预测的准确性。利用通风摩擦阻力系数影响因素进行训练,对不同支护类型巷道采集学习样本建立模型,使用部分样本进行验证。将模型预测结果与主成分分析预测和BP神经网络预测结果进行比较。对不同支护类型巷道进行了预测,最大误差为1.76%,平均误差为1.07%;仅对圆木支护进行了分析,最大误差为1.73%,平均误差为0.79%;对不同密度无支护巷道预测表明,平均误差为-0.99%,最大误差为-1.01%,风流密度对模型预测结果的准确性基本没有影响。无论是风流密度还是支护形式,该方法预测精度均优于主成分分析和BP神经网络。

广谱性金刚石钻头国内外研究现状及发展趋势分析

随地球浅层资源消耗殆尽,资源勘探开发不断向深部进军,所遇地层条件愈加复杂,坚硬致密地层、强研磨性地层等复杂地层条件成为深部钻探的重大阻碍。金刚石钻头广泛应用于地质资源开发,因此对金刚石钻头综合性能要求也随之提高,然而现有的金刚石钻头只能适用于某一地层,需要经常更换,因此,研发地层适用性好、钻进效率高、钻头寿命长的广谱性金刚石钻头是克服深部钻探任务的重要内容。近年来,金刚石钻头发展迅速,在结构、品类与性能等方面都得到了较大提升,同时也存在一定提升空间。本文介绍了近年来广谱性金刚石钻头的研究现状与取得的重要进展,包括钻头结构及胎体性能方面的提升及应用,随后针对现有的广谱性金刚石钻头研究成果,提出了金刚石钻头的研究难题以及未来发展方向。通过本文对广谱性金刚石钻头的发展趋势总结,揭示了金刚石钻头制作技术和应用领域的新型研究方向,对我国油气勘探及矿产资源开发领域广谱性金刚石钻头研究有一定借鉴意义。

CS系列绳索取芯钻具在地浸型砂砾岩地层钻探中的应用

绳索取芯钻探技术已经比较成熟,但在地浸型砂砾岩地层钻探施工中仍然会遇到比较多的技术难题,主要由于地层条件比较复杂,常规的绳索钻具和施工工艺很难满足要求。通过对普钻单管取芯工艺和常规的绳索钻具取芯工艺特点进行研究,结合地质条件,优化钻孔级配、改善钻具结构、调整内外环空间隙、钻头水路结构等,对绳索取芯钻具、钻杆进行了创新设计,系统性优化了施工工艺方案,并通过实钻验证,成功地解决了绳索取芯钻具在地浸型砂砾岩地层钻探的难题。

直连绳索取心钻杆分区热处理技术研究

为了提高绳索取心钻杆的性能,对直连绳索取心钻杆的受力情况、结构特点以及传统处理工艺进行分析,提出了分区热处理的工艺。通过对两端进行热加工处理,使钻杆中间管体区域和两端热处理螺纹区域性能出现差异,提高两端综合强度的同时改善螺纹部分的受力状态,可使钻杆柱既具有高强度又兼具柔性,大幅提高钻杆机械性能以及耐磨性。其中调质硬度HRC33~38能在保证管体延伸率与正火、回火基本一致的情况下,强度提高37.7%,硬度提高40%,抗冲击性提高46.7%。调质硬度HRC38~42时,材料的耐磨性提高9.1%。更适合全液压钻机施工及深孔钻进,为钻探施工提供了钻机、钻杆配套性的优选方案。

钻探施工中孕镶金刚石钻头的适应性选择

孕镶金刚石钻头是进行地质岩心钻探必不可少的利器之一。本文总结全球3大知名公司金刚石钻头的特性及其与不同地层的对应选择关系,认为他们在钻头对地层的适应性及钻头分类方式方面较国内有一定的优势。在此基础上,针对国内目前存在的钻头胎体分类繁杂、选择困难、对地层的适应性较差的问题,本研究从钻头胎体类型、地层岩性和施工案例等3个方面,提出钻井施工中切实有效的钻头与地层对应选择方案,并研发出4种胎体配方能够满足从软岩层、中硬岩层—硬岩层、极硬岩层钻进需求,采用“字母+数字方式”对衍生的K系列、S系列钻头胎体进行标注,并在工程实践中取得良好应用效果。

仿生非光滑原理及其在金刚石钻头中的应用

仿生非光滑原理与孕镶金刚石钻头结合起来,并将生物非光滑表面的耐磨、减阻等特性引用到钻头的设计中,使钻头也具有这样的特性,研究一种新型的仿生孕镶金刚石钻头,以此来提高钻头的效率和寿命。通过Φ75 mm仿生钻头的野外钻进试验可知,仿生钻头的钻进效率较普通钻头至少提高10%,钻头寿命提高30%。该研究为提高深部地质钻探关键工具的性能提供了新的思路,具有一定的现实意义。

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。

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。

基于显微CT扫描和统计强度的煤岩损伤破裂特性研究

冲击地压与瓦斯等灾害制约了我国煤矿安全高效开采,但诸多煤岩动力灾害的发生机理不明。从巷道围岩冲击-瓦斯灾害实例出发,着重研究煤岩损伤破裂演化规律与模型。开展了X射线高精度显微CT扫描试验,利用三维重构技术获得了冲击倾向性煤高分辨率三维数字岩心图像,定量分析了非连续结构分布特征;采用计盒维数法和三维可视化软件AVIZO编程计算,得到了矿物条带和裂隙结构的表征参数;基于CT扫描重构和统计强度理论,提出了一种考虑三参量韦伯分布、瓦斯作用与有效应力的煤岩损伤破裂模型;进而,开展了含瓦斯煤岩三轴压缩试验,求解模型参数并验证模型可靠,揭示了煤岩渐进破坏过程中的损伤演化规律。具体而言,显微CT扫描重构和分形计算结果表明,冲击倾向煤内部矿物条带的表面积和分形维数分别处于0.0035~0.0137和1.1214~1.2342之间,而裂隙结构的表面积占比和分形维数则分别处于0.0006~0.0040和1.0651~1.1454范围。矿物条带的表面积占比和分形维数整体上大于裂隙结构的,说明冲击倾向煤内部的非连续结构数量多且分布复杂。此外,含瓦斯煤岩三轴压缩试验结果表明,围压作用下煤样应力应变关系呈现出典型的I类曲线特征,以剪切破坏为主,峰值强度和峰值应变随围压升高而增大。进一步,给出了损伤破裂模型7个参数的确定方法,并利用试验结果求解了模型参数和损伤变量。计算结果表明,该模型能较准确地反映煤岩压缩变形、准线弹性变形、塑性变形、峰值强度和峰后软化等渐进破坏特征。而且,在前2个阶段煤岩损伤变量小于0.2,进入塑性阶段尤其是峰后阶段,损伤变量急剧增大直至破裂。因此,提出了损伤阈值的概念,建议将损伤阈值0.2作为煤岩损伤破裂的预警值。研究结果将为煤岩动力灾害的发生机理、预警及防控提供理论支撑。

以减重与代谢手术为主的综合治疗在肥胖低生育女性中的应用进展

育龄期女性代谢异常型肥胖会对机体生殖内分泌稳态产生影响,肥胖诱发生育力低下的发病机制可能与性激素稳态的失衡、代谢性疾病及妊娠期特有疾病的发生有关。目前减重与代谢手术(BMS)是肥胖不孕妇女的试验性治疗手段,其改善代谢的机制可能涉及消化道结构重塑后的体质量降低、胃肠激素分泌的调节以及肠道菌群的改变等。BMS后,人体消化、吸收功能发生适应性变化,受孕准备阶段可依据机体代谢改善情况辅以小剂量、短疗程的药物及营养支持干预。未来,以BMS为主的综合治疗有望成为治疗肥胖低生育女性的新方法。

矿井爆炸灾后CO网域蔓延特征仿真研究

研究矿井瓦斯(煤尘)发生爆炸后毒害气体CO运移特征,有利于减少事故造成人员的中毒伤亡数。基于有源风网理论,同时运用矿井物理通风仿真TF1M3D平台,结合鸡西荣华一矿矿井,详细描述东部采区进风大巷一旦发生瓦斯爆炸,CO在全域矿井的运移过程及其浓度分布特征,并进行2种情况的仿真分析。研究得到,在爆炸残余热的作用下携带CO的风流会先产生逆流现象,若通风机初始为失效停机状态,在通风机恢复运转通风恢复正常后,CO运移和稀释得更快,到达相应位置的浓度更高,对工作面持续侵袭的时间短;若通风机处于失效状态,CO运移慢会产生聚集,较通风机失效停机状态下,CO到达相应位置的浓度低,对工作面持续侵袭的时间长;CO的浓度还与井下风流有一定的关系。仿真结果为矿井控灾减灾提供理论支持。

变阻障碍物对管道内瓦斯爆炸的影响

为探究障碍物阻塞比变化率对瓦斯爆炸的影响,分别建立平均阻塞比为0.6、0.3的受限空间物理模型,基于Charlette湍流燃烧模型,利用Fluent软件对阻塞比变化率依次为0、0.05、0.10、0.15的障碍物条件下的爆炸火焰、湍流转捩、压力波耦合过程进行大涡模拟(LES)。研究结果表明:火焰经过障碍物会产生回流卷吸效应。在平均阻塞比为0.6的工况组A中,当阻塞比变化率为0.10、0.15时,火焰锋面更加尖锐,火焰传播速度峰值更高,平均传播速度更高,到达超压所需时间更短,超压峰值更大。在平均阻塞比为0.3的工况组B中,各工况平均传播速度相同,随着阻塞比变化率的增大,到达超压所需时间更长,超压峰值更大。

煤体相似材料高压气射流参数优化及冲蚀特性分析

为了有效避免水力化射流技术可能存在的水封抑制瓦斯解吸和降低煤层渗透率的缺陷,基于已有的气射流研究基础,采用理论分析和实验室实验等研究手段,对高压气射流的冲孔特性及射流参数组合下冲孔破煤规律进行了分析研究。结果表明:影响实验结果指标的3个因素中,射流压力的影响最大,冲击靶距次之,喷嘴规格对实验结果影响最小;实验范围内最优射流参数组合为射流压力12 MPa,冲击靶距30 mm,喷嘴规格3.5马赫数;射流冲蚀效果随着射流压力的增加不断增加,当射流压力达到10 MPa时,试件发生贯穿,进一步提升至12 MPa时,试件发生破碎;射流冲蚀存在最优冲击靶距,该靶距条件下,射流冲蚀效果最佳,一般为6~7倍喷嘴直径;喷嘴规格对冲蚀实验效果影响不大,随着喷嘴规格的增加,冲蚀效果趋于恒定。

锁定钢板与交锁髓内钉固定术在胫骨多节段骨折患者中的应用效果比较

目的:比较锁定钢板(LCP)与交锁髓内钉(IIN)固定术在胫骨多节段骨折患者中的应用效果。方法:选取2022年2月—2023年6月于微山县人民医院治疗的160例胫骨多节段骨折患者,采用随机数字表法分为LCP组与IIN组,各80例。LCP组采用LCP固定术治疗,IIN组采用IIN固定术治疗。比较两组手术相关指标、骨折愈合时间、功能恢复及并发症。结果:IIN组等待手术时间短于LCP组;LCP组术中透视次数、术中出血量少于IIN组,手术时间短于IIN组,差异有统计学意义(P<0.05);两组骨折愈合时间、功能恢复优良率及并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:胫骨多节段骨折患者采用LCP固定术或IIN固定术治疗功能恢复效果及安全性相当,但LCP能够减少术中透视次数、术中出血量及缩短手术时间,IIN可缩短等待手术时间,临床上可依据患者实际情况及LCP、IIN各自优势选择合适的治疗方法。

慢性乙型病毒性肝炎肝硬化合并非酒精性脂肪性肝病的临床探讨

分析慢性乙型病毒性肝炎肝硬化合并非酒精性脂肪性肝病的临床效果。方法 选择我院2022年1月至2023年12月慢性乙型病毒性肝炎肝硬化合并非酒精性脂肪性肝病患者共38例,随机分为两组比对,对照组以恩替卡韦治疗,观察组以恩替卡韦加水飞蓟宾葡甲胺治疗。比较两组患者治疗前后血脂监测水平、肝功能指标、总有效率、不良反应。结果 观察组患者治疗后血脂监测水平、肝功能指标优于对照组,总有效率高于对照组,P<0.05。两组不良反应无明显差异,P>0.05。结论 恩替卡韦联合水飞蓟宾葡甲胺对于慢性乙型病毒性肝炎肝硬化合并非酒精性脂肪性肝病的治疗效果确切。