突出煤层分层切削钻孔瓦斯释放特征及应用研究

【目的】突出煤层钻进过程中的喷孔瓦斯超限是威胁矿井高效生产的安全隐患,分层切削钻进方法有助于在孔内削弱喷孔瓦斯压力,但分层切削形成的梯形钻孔周围瓦斯释放特征不明,限制了分层切削钻具结构设计和应用效果。【方法】以不同层间距、层厚差的分层切削钻孔为研究对象,建立数学模型分析钻孔周围瓦斯流动规律,并定量描述了分层切削钻孔瓦斯流量与层间距、层厚差之间的关系,在此基础上,通过数值模拟分析了分层切削钻具瓦斯释放调控机制,优化了分层切削钻具结构,并开展了现场钻进工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)多次切削成孔方式使钻孔的揭露面积逐渐增大,有效控制了瓦斯释放面积,进而调控了瓦斯释放流量,通过合理设计钻孔层厚差Hj与层间距Li,能够将瓦斯释放流量降低18.3%以上。(2)在一定层间距范围内,双层切削钻具调控效果将优于三层切削钻具,直径为63.5 mm刻槽阻尼钻杆在推力140 kN和扭矩4600 N·m作用下,最小安全系数为3.009,满足强度设计要求。(3)优选双层切削钻具,其揭露直径73 mm,终孔直径113 mm,层间距0.8 m,通过工业性试验,钻遇高压瓦斯富集区时,孔口瓦斯体积分数降低了37.7%,孔口瓦斯体积分数均未超过0.5%。表明分层切削钻具调控钻孔周围煤体瓦斯释放量、削弱瓦斯释放强度的作用显著,为预防钻孔喷孔瓦斯超限问题提供了新的解决思路。

加热温度对工业规模CeCl_(3)喷雾焙烧反应器影响的数值模拟

CeO_(2)颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO_(2)颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO_(2)颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO_(2)颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明,550℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。

喷雾热解法加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响

【目的】为了探究喷雾热解过程中加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响,分析热解炉内的流量场和浓度场的变化情况,实现对热解炉的设计优化。【方法】采用数值模拟的方法,建立喷雾热解炉的物理模型,分别探讨加热壁温对铈锆固溶体在热解炉的不同阶段及热解炉中水蒸气分布和HCl分布的影响。【结果】当热解温度为850℃时,液滴的反应主要分2个阶段,在炉膛高度为0~0.05 m处,为加热蒸发阶段,在炉膛高度为0.05~0.6 m处,为稳态热解阶段。当炉壁温度为550~650℃时,在炉膛高度为0.9 m处温度变化放缓,喷雾处于稳定热解阶段;而壁温在750~850℃时,在炉膛高度为0.6 m处温度变化放缓;当壁温为850℃时,在炉膛高度为0.1~0.6 m处的温度曲线斜率最大,液滴达到稳定蒸发阶段的时间缩短,水分蒸发变快,热解时间变短。【结论】炉壁加热区的温度越高,HCl生成的速度越快,速度的最大值越小,在炉膛高度为0.4 m处速度变化最大,达到1.6 m/s左右;并且整体HCl生成的量随温度的升高而增大,平均速度变化随着热空气温度的升高而减小。

氯化铈液滴在喷雾焙烧反应器热解过程的数值模拟研究

Ruthner型喷雾焙烧反应器具有节能、环保和副产物可回收利用等诸多优点,其已被广泛应用于回收钢铁工业酸洗液,但在CeO_(2)颗粒制备领域还没有应用。当前对实心球形CeO_(2)颗粒的需求不断扩大,使得应用Ruthner型喷雾焙烧反应器规模化生产CeO_(2)颗粒具有诱人的前景。由于焙烧反应过程难以通过试验表征,使用ANSYS Fluent仿真软件对焙烧反应过程进行仿真模拟,可直观表现出CeCl_(3)热解生成CeO_(2)颗粒的过程。本研究首先通过热重试验,验证了铁元素的氯化物和铈元素的氯化物的热解过程完全一致,只是温度不同:CeCl_(3)液滴在200℃时完全失去自由水,在500℃时完全反应;FeCl_(2)液滴在180℃完全失去自由水,在420℃时完全反应;FeCl_(3)液滴在160℃完全失去自由水,在410℃时完全反应,因此使用处理酸洗液的反应器生产CeO_(2)颗粒理论上可行。进一步,通过使用仿真软件包中的两相流、组分输运等模型,探究反应器内温度场、速度场和浓度场等分布,结果表明在反应器内部,某区域内温度越高,对应的气流、颗粒运动速度就越快。

新工科背景下基于神经网络的隧道工程缺陷检测研究

隧道是综合交通运输体系的重要组成部分,是人民便捷生活的基本保障。为响应新工科建设号召,应对新一轮科技革命和产业变革,提升科学化建设要求,基于全卷积神经网络对隧道工程缺陷检测中表面裂缝检测方法进行了探究。通过已有照明拍摄平台采集到的隧道表面图片,采用全卷积神经网络模型对图像中裂缝识别分类,再通过Adam优化器进行细化分割。研究结果表明该模型具有一定的可行性,模型评价结果较好。输出的高精度裂缝骨架可以对缺陷类型进行判定和初步处理,为后续实际缺陷评测和修补工程提供参考。

热驱动CO_(2)多相催化合成化学品研究进展

CO_(2)分子较高的化学惰性导致其选择性活化及可控转化极具挑战。相对于电和光驱动CO_(2)催化转化反应,热驱动CO_(2)多相催化转化反应具有操作简便、目标产物可调且产品收率较高等优势。通过该类反应实现CO_(2)还原或非还原制备多种化学品,既可促进CO_(2)的资源化利用,又可有效缓解温室效应,在环保、能源和材料等领域具有重要意义。该文对热驱动多相催化CO_(2)转化为CO、CH_(4)、甲酸、甲醇、碳氢化合物和其他精细化学品的研究现状进行了综合评述,重点讨论了反应机理、所用催化剂及反应体系的研究进展,并对其未来的研究方向进行了前景展望和探讨。

代际视野中的“新东北作家群”与“新南方写作”

近年来,“新东北作家群”与“新南方写作”这两个以地方性为表征的文学创作潮流,成为中国当代文坛的“事件性”存在,甚至被评为2022年度“中国人文学术十大热点”~①之一。其中炙手可热的作家,如双雪涛、班宇、郑执、林棹、陈春成、王威廉、陈崇正等,不仅深受媒体空间和读者大众激赏,也获得了主流文学批评界的青睐。但与此同时,批评界对于这种以地方性概念为装置来统摄当下文学创作的命名行为存在着诸多非议,认为其在很大程度上遮蔽了这些文学现象自身的审美多样性和历史复杂性。

“互联网+”背景下《道路运输场站生产实习》课程教学改革探索

“互联网+”形成的数字时代为交通运输专业学生的课程改革提供了新机遇。本文分析了“互联网+”为交通运输专业课程改革创造的机遇和《道路运输场站生产实习》课程在实施过程中存在的不足,阐述了《道路运输场站生产实习》课程改革的必要性。为了提升交通运输专业学生的动手能力、社会适应能力、工作能力和解决问题能力,从课程大纲修订、实习内容优化和互联网下课程改革的模式三个方面进行课程教学改革探索,并提出改革的建议提升教学的质量和效果。

大型商业银行科技项目经理人才队伍建设理论与实践

随着科技的快速发展和数字化转型的推进,商业银行正面临着前所未有的挑战和机遇。为适应这一变革,银行业务转型、科技创新项目不断涌现,而项目经理作为这些项目的关键执行者,其能力高低直接关系到项目能否成功,打造一支专业化、高效化、创新化的科技项目经理人才队伍对商业银行意义重大。

15 kA稀土熔盐电解槽炉底结瘤形成机制与对策

稀土金属镨钕合金生产过程中,易在熔盐电解槽炉底形成结瘤,不但影响生产的连续化,还对产品质量产生影响,目前相关文献多集中在结瘤产物成分及电解参数对结瘤的影响方面,鲜有文献对结瘤形成机理进行研究。本文分析了炉底结瘤物形貌和结晶物组成,发现结瘤物的成分为氧化钕、氧化镨、氟氧化钕以及少量氟化钕和金属钕。采用数值模拟的方法对电解流场进行了分析,得出炉底结瘤物形成原因:加料速度过快是形成结瘤物的主要原因,氟氧化钕的熔点比熔盐高,易在石墨坩埚台阶上沉积形成结瘤物;稀土金属出炉时会带走大量的热,导致炉底温度出现较大变化,氧化钕在温度较低的区域容易析出,沉积在石墨坩埚台阶上;电解槽底部区域熔盐的流动性较差,使得在石墨坩埚台阶上析出的产物不能随熔盐流动而沉积。通过控制下料速度和保持合理电解温度,可以避免过剩的物料或者析出物料在坩埚台阶上沉积,及时清理炉底和台阶上积料可以控制结瘤物的增长速度。

雾化焙烧制备超细颗粒用旋风分离器优化模拟

旋风分离器是雾化焙烧制备稀土氧化物工艺中的常用分离设备之一。为了提高焙烧产物中超细颗粒的分离效率,采用Fluent数值模拟和实验验证相结合的方法,得到旋风分离器的优化构型,利用颗粒分离效率和流体压降2项指标进行评价,以探讨扩张结构旋风分离器的优化效果。结果表明:在锥筒高度为距旋风分离器顶板370 mm处,进行角度为10°的扩张改进后,分离器对粒径为1、3、5μm的颗粒分离效率分别提高13.25%、42.33%、44.02%,阻力系数减小3.6%;新改进结构旋风分离器在降低能耗的同时提高分离效率。

掘进工作面水环保压聚能定向爆注卸压技术与装置

针对永城市薛湖煤矿局部聚能爆注效果差及未确定局部聚能爆注卸压的影响范围,不能在工作面合理布置聚能爆注孔间距的难题,通过理论分析、ANSYS/LSDYNA数值模拟及工业性试验,设计一种局部水环保压装置,对薛湖煤矿局部水环保压下聚能爆注卸压进行研究与应用,结果表明:(1)通过ANSYS/LSDYNA发现,水的低压缩性能够聚集炸药爆炸的能量,煤体损伤范围显著增大,水介质耦合时煤体完全损伤范围为空气耦合时的3.14倍;水介质耦合时煤体损伤裂纹长度范围为空气耦合时的2.71倍。水介质使聚能炸药能量均匀作用在煤体上,减弱聚能管的定向作用,钻孔周围裂隙均匀发育扩展,无定向裂隙扩展,通过在水介质和钻孔壁间设置聚能管能够有效聚能和定向扩展裂隙。当炸药处于钻孔、水体中心时,煤体裂隙扩展、爆注空腔面积均优于炸药处于钻孔、水体下部时。(2)水环保压装置使炸药始终处于钻孔、水体中心,环向约束炸药,减少炸药爆炸径向能量损失,增强炸药作用于煤体上的能量。水环保压装置内部设置聚能槽,使得存水保压、聚能一体化,起到有效的聚能定向卸压作用。(3)通过工业性试验对比聚能爆注前后钻孔内的瓦斯参数变化,得出薛湖煤矿局部水环保压下聚能爆注影响半径为2.5 m;在薛湖煤矿工作面以钻孔间距5 m布置局部水环保压聚能爆注孔,煤体局部裂隙扩展,集中应力得到转移与释放。通过爆注后的水环保压装置向煤层中注水,使得爆注孔变为煤层注水孔,可以进一步浸润煤体,改变煤体性质,改善工作面环境。由于水环保压聚能爆注技术存在爆破空腔面积大、定向聚能扩展裂隙及注水改变围岩性质的优势,可将此技术用于切割顶板,强制放顶。

闽江流域土地利用时空变化特征及驱动因子分析

闽江流域是福建省山水林田湖草生态保护修复试点的工程区,生态服务能力突出。文章基于闽江流域1990—2015年土地利用数据、气候数据和社会经济数据,运用ArcGIS空间分析和主成分分析等方法,探索了闽江流域土地利用时空变化特征及其驱动因子。结果表明:(1)1990—2015年,从土地利用变化的类型分析,低覆盖度草地面积明显减少,城镇用地、其他建设用地、有林地、其他林地面积明显增加。1990—2015年,从土地利用变化的空间格局分析,草地的减少主要发生在闽江流域的中北部、中东部和中西部,变换方向主要是与林地发生相互转换;耕地小幅度减少,主要分布在流域的中北部。(2)1990—2015年,从土地利用变化的剧烈程度分析,土地利用在闽江流域的中游变化最明显,其次是下游,上游变化最小。(3)从土地利用变化的时间分析,1990—1995年是闽江流域内土地利用变化最为明显的时期。社会经济的飞速发展、城镇化进程的加快以及居民消费水平的提高是该区域土地利用变化的主要驱动力。以期为进一步研究闽江流域土地资源的可持续利用和生态安全格局构建提供基础,为闽江流域的土地资源管理、流域生态保护和高质量发展规划的制定和实施提供参考。

磺酸化铁酸镍磁性石墨烯复合材料活化过硫酸盐降解水中2-氨基苯并噻唑的研究

采用微波法在水-离子液体表面活性剂的体系,制备了磺酸化铁酸镍磁性石墨烯(GS/NiFe_(2)O_(4))复合材料,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、X射线光电子能谱(XPS)、BET/BJH的方法分析材料的表观结构。使用GS/NiFe_(2)O_(4)活化过硫酸盐(PMS)降解水中的2-氨基苯并噻唑(ABT),并通过超高效液相色谱-串联质谱法对降解率进行定量分析。经条件优化得出,在pH=3、PMS浓度为4mmol/L,投加15mg GS/NiFe_(2)O_(4)的条件下,30min内可完全降解20mg/L的2-氨基苯并噻唑。考察了阴阳离子对ABT的降解过程影响:Cl^(-)对ABT的降解有促进作用,HCO^(-)_(3)具有抑制作用,而Cu^(2+)具有双重作用。通过自由基猝灭实验发现SO^(-)_(4)·为主导自由基、·OH为辅。最后对ABT的降解过程进行了产物分析且证明了GS/NiFe_(2)O_(4)具有良好的循环利用性能。

融入课程思政的《汽车理论》混合式教学改革实践

在当前“互联网+教育”的时代背景下,开展线上线下混合式教学,并将课程思政融入全教学过程,对于提高学生的主动性以及改善课程教学效果,实现协同育人、立德树人具有重要的意义。针对专业特色及课程特点,开展了基于课程思政理念的《汽车理论》线上线下混合式教学课程改革探索与实践。在课程教学中结合超星学习通线上平台及线下课堂教学,建立混合式教学模式,并将思政元素有机融入课程目标、在线课程建设、课堂教学活动及全过程考核评价中,在培养学生专业知识的同时,进行思政协同育人。改革实践结果表明,在混合式教学中融入思政元素、创新课程教学方式方法,有效的达成了课程所设计的目标,一定程度上提高了学生专业知识水平及思想政治素养。

阿拉斯加特纳冰川近期跃动特征分析

特纳冰川是阿拉斯加地区的短周期跃动型冰川。针对该冰川的研究多基于光学遥感图像进行,未能获得详细的运动速度和表面高程变化信息,其跃动过程及控制机制仍需深入研究。本文使用Sentinel-1A、TerraSAR-X/TanDEM-X、ICESat-2、Landsat等多源遥感数据,获取特纳冰川2019—2021年跃动期间表面流速、表面高程以及冰川末端位置变化。结果表明:特纳冰川自2018年12月—2019年7月发生微跃动,于2020年2月进入快速运动期,表面流速大幅增加,期间峰值流速达(18.85±0.05)m·d^(-1);2021年8月,冰川流速急剧下降后趋于平静。跃动期间,冰川积蓄区物质向下迁移,最大减薄约(105.18±4.18)m;下游接收区隆起,最大增厚约(60.25±4.18)m,末端向前推进(222±30)m。较高的峰值流速、较短的活跃期以及季节性流速变化证明特纳冰川可能受冰下水文机制控制。结合现有数据及文献,特纳冰川距上次跃动时间间隔约为6年。北流线距末端约27 km的类凹槽底部地形结构以及冰瀑布(LN≈23 km)使得冰川积蓄区物质在跃动后可快速积累;冰川末端接海很可能使得冰川末端发生崩解或底部消融加快,从而导致接收区加速减薄。推测降水丰富引起的较高物质积累率以及底部地形结构导致特纳冰川积蓄区快速恢复、接收区迅速减薄,从而导致其跃动周期极短。

基于参数最优地理探测器的福州市生境质量时空格局与驱动力分析

揭示生境质量的时空演变特征和影响因素可为区域可持续发展提供参考依据。基于2000年、2010年和2020年的土地利用数据,运用InVEST模型、土地利用转移矩阵和参数最优地理探测器等方法,综合分析福州市生境质量时空演变及其驱动因素。结果表明:福州市2000年、2010年和2020年生境质量指数分别为0.812、0.806和0.793,生境质量改善的面积小于生境质量退化的面积,福州主城区和东南沿海区域的生境状况亟须改善。3km网格为本研究的最佳空间尺度,最佳数据离散化分类数为6,自然间断点法更能解释驱动因素的驱动程度。高程、坡度和夜间灯光是福州市生境质量空间分异的主要影响因素,坡度和夜间灯光的交互作用对生境质量变化的解释力最强。

农业院校交通运输人才培养策略探讨

“交通强国”、“一带一路”等战略的实施促进了交通运输行业的快速发展,新形势、新机遇、新挑战要求交通运输人才具备更广阔的视野,多学科知识储备。本文首先分析现有的人才培养方案存在的问题,然后探讨交通运输人才的培养策略,最后提出具有农业院校特色的交通运输人才培养模式。

干旱山区饲草高粱品种(系)引种试验初报

为筛选适宜环县干旱山区种植的饲草高粱品种,以促进当地畜牧业发展,在全膜栽培条件下,对引进的7个饲草高粱品种(系)在环县干旱山区进行了品比试验。结果表明,折合鲜草产量以惊喜最高,为102705.14kg/hm^(2),较对照品种海牛增产30.66%;其次是晋生粱1号,为101505.08 kg/hm^(2),较对照品种海牛增产29.13%;大卡排第3位,为100205.01 kg/hm^(2),较对照品种海牛增产27.48%。折合干草产量以晋生粱1号最高,为25062.98kg/hm^(2),较对照品种海牛增产21.16%;其次是惊喜,为23556.22 kg/hm^(2),较对照品种海牛增产13.88%;大卡排第3位,为23522.30 kg/hm^(2),较对照品种海牛增产13.72%。这3个饲草高粱品种在环县种植全生育期营养生长时间长,鲜草产量高,抗旱性极强,综合性状好,建议在环县干旱山区大面积种植。

HAZOP、LOPA和SIL评价方法在氯乙酸生产装置的应用

为解决HAZOP分析中剩余风险不能定量化的问题,采用LOPA分析方法在HAZOP分析结果上进行定量分析,并通过SIL分析对LOPA分析结果进行验证。采用HAZOP方法对氯乙酸生产装置进行应用分析,明确各个偏差产生的原因、可能导致的后果。使用LOPA方法评估现有安全保护措施后的风险等级,进一步确定需要增加的安全仪表系统(SIS)。最后采用SIL分析对LOPA分析结果进行验证,确保工艺流程的风险等级和可操作性都得到完善优化,保证装置的安全运行。