长钻孔抽采条件下顶板瓦斯运移规律及减涌机理研究

顶板长钻孔瓦斯抽采是实现“以抽代巷”,实现顶邻近层瓦斯抽采,减少开采空间瓦斯涌出量的重要手段。结合顶邻近层瓦斯抽采减少回风顺槽上隅角瓦斯浓度工程实践,研究抽采条件下顶板瓦斯运移规律及其对工作面、回风顺槽瓦斯浓度涌出量减少作用机理,发现采用斜向高位钻孔群抽采造成的瓦斯压力降低区相互搭接,在回风顺槽顶板上方及左右两侧迅速形成1个沿巷道分布的低瓦斯压力区,该区域有效阻隔顶板瓦斯向回风顺槽的涌出;靠近采空区侧的顶板斜长钻孔对采空区瓦斯流动也有影响,可有效降低上隅角顶板附近瓦斯压力,降低瓦斯涌出量;抽采稳定后,工作面中部偏轨道顺槽一侧,仍会保有较高瓦斯压力区域,在工作面回采过程中应予以关注。

基于钻冲压协调作业的煤层卸压增透技术

为了解决鹤壁矿区瓦斯抽采钻孔影响范围小、衰减速度快,瓦斯灾害治理难度大,治理周期长等问题,提出了冲压协调作业的工艺流程,形成了以自动钻机群打钻-临时封孔预抽-预抽后冲压联合作业的钻冲压协调作业技术模式,并在鹤煤六矿进行工业性试验。现场应用结果表明:该技术模式充分发挥了自动钻机连续打钻、快速作业、减员提效的优势,实现了瓦斯抽采钻孔施工作业、水力化冲压协调增透作业的专业化、连续化、规模化,使底板岩巷内施工穿层钻孔治理瓦斯的施工工效在同等地质条件下提高48%;同时,利用自动钻机施工抽采钻孔完成后,对其进行临时封孔抽采,使钻孔内的游离态瓦斯经过抽采后大幅减少,大大降低了水力化措施施工期间巷道瓦斯超限事故发生的频率,有效保障了施工的安全;试验钻孔平均瓦斯体积分数是常规水力冲压措施的1.31倍,试验单元钻孔平均日抽采纯量是常规水力冲压措施的1.79倍。

基于多场耦合数学模型的机械造穴数值模拟研究

通过构建机械造穴瓦斯运移应力场、渗流场及裂隙场多场耦合数学模型和几何模型,结合鹤煤九矿煤层参数,利用COMSOL多物理场数值模拟软件,针对不同造穴直径、抽采时间和造穴长度等参数下的瓦斯抽采运移规律开展了数值模拟,结果表明:首先,机械造穴可增大围岩的塑性区半径、煤层渗透率与孔隙率,扩大瓦斯抽采半径和影响范围,提高了煤层卸压增透效果,使抽采达标时间大幅缩短;其次,实施机械造穴工艺时,增加造穴长度对于增加瓦斯抽采有效影响范围优于增加造穴半径。该研究为煤矿井下现场实施机械造穴技术提供了科学依据。

锭杆校直装置的设计

锭杆是纺织机械中应用量较大的重要零件,其制造精度直接影响成纱质量、生产效率和使用寿命。根据锭杆的结构特点,借助企业现有的ZA28-20型滚丝机,开发设计了锭杆校直装置,该装置由校直滚压轮和支承板组成,校直滚压轮的材料为GCr15,并且带有不同方向的锥度,能够与锭杆外形轮廓贴合,支承板不仅能和锭杆紧密贴合,而且前端具有防窜动装置。用该装置滚压荒磨后的锭杆,其超差率降低了近90%,锭杆质量显著提高,同时减轻了工人繁重的体力劳动,并且能有效地消除锭杆制造过程中各工序产生的内应力,使锭杆的使用寿命显著延长,有一定的推广应用价值。

车铣法加工曲轴的研究

曲轴是发动机的关键零部件,加工精度要求高,工艺复杂。在分析传统曲轴加工方法的基础上,研究了车铣法加工曲轴。分析了铣刀转速、工件转速及振动对车铣法曲轴加工过程的影响,论述了用于加工的机床的要求,并介绍了车铣法加工曲轴的特点与经济效益。

锭杆直线度误差的分析与测量

为提高锭杆的制造质量和生产水平,分析锭杆直线度误差产生的工序及原因,介绍锭杆直线度误差的检测方法及降低误差的措施。指出:锭子是纺纱机械的重要专件,其锭杆直线度误差对纺纱质量、生产效率及锭子的使用寿命影响较大;锭杆直线度误差通常在毛坯成型、热处理和校直工序产生,在热轧毛坯、车削锭杆、热处理和人工校直工序采取措施降低。

锭杆校直自动化的研究与应用

为保证锭杆校直质量,减轻工人劳动强度,改善工人工作环境,分析了锭杆热轧成型、纵切成型、热处理、人工校直后产生直线度误差和变形的原因。采用在滚丝机上带有机械手自动上下料的装置校直锭杆的方法,将锭杆放置在两校直滚轮之间的支撑板上,动滚轮沿径向快进、校直、快退、返回原位,通过滚轮的螺旋槽使锭杆沿轴向做反复弯曲变形,达到校直目的,同时介绍了校直滚轮、支撑板的结构特点和尺寸。实验结果表明:锭杆经粗磨工序后在滚丝机上校直,合格率达90%以上,班产达3 000支,为锭杆智能化制造创造条件。

发动机进、排气门卡簧槽的新型加工方法

进、排气门是发动机的重要、零部件之一,其生产批量大,精度要求高,加工工序较长,每道工序的改进提高都具有一定意义。气门卡簧传统的精加工方法为磨削加工,改进后为滚压加工,不仅生产效率成倍增长,加工质量提高,成本降低,而且提高了耐磨性,延长了使用寿命,有一定的推广应用价值。

强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践

保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯突出危险,目前采取的诸如机械扩孔、水力冲孔、水射流割缝和水力压裂等措施均能较好地提高抽采效果,但未能实现均匀卸压、均匀增透和消除应力异常,存在一定的消突局限性。如何实现瓦斯高效抽采和高效消突是长期遏制该类煤层安全高效开采的主要技术瓶颈。研究结合河南能源集团所属突出矿井“零距离保护层”分层开采、穿层钻孔卸压增透强化抽采消突的工程实践,通过优化穿层钻孔设计、合理选择卸压措施和精准计量掏出煤量,强化卸压消突效果考察,实现大区域连片均匀卸压,形成了在煤层内构建类似保护层的消突途径,提出了“构建内保护层技术”,实现了强力均匀卸压、高效抽采,实现煤层快速消突。总结以河南能源焦煤公司为代表的突出矿井瓦斯治理技术发展历史及经验,开展单一厚煤层“构建内保护层技术”研究,阐释了“构建内保护层”消突的科学内涵、消突机理构建方法,开发了内保护层消突效果评价技术,构建了强突出单一煤层内保护层消突技术体系并制定了相关企业标准。提出强突出单一煤层主动构建内保护层的消突理念,创新了保护层开采的内涵和外延,为强突出单一煤层高效消突提供了较完善的技术体系和较为坚实的理论基础及技术手段。

稀土元素Er掺杂AlN的压电性能

采用第一性原理密度泛函理论法研究了纤锌矿结构AlN中掺杂不同含量Er后的晶体结构和压电性能。计算结果表明,随着掺杂Er原子数比x由0增加到25%,ErxAl1-xN晶体的晶胞参数、晶胞体积和键长显著增大,压电性能得到提升。当x=25%时,ErxAl1-xN体系的压电常数d33为8.67pC/N,比纯AlN提高了79.5%,为未来AlN压电薄膜材料研究领域提供了更多可选材料。

煤层水力冲孔喷嘴的设计研究

冲孔器是煤层水力冲孔的关键设备,为提高冲孔效果和效率,设计了一种结构简单、安装使用方便的水射流喷嘴。通过理论分析和计算推导,得到喷嘴直径、效率以及作用力的计算公式,并利用数值模拟软件分析了喷嘴收缩角、长径比对喷射效果的影响。结果表明:喷嘴直径是影响水力冲孔效果的关键因素;并且当收缩角取10°~15°、长径比取2~3时,水力冲孔效果最好,效率最高。

不同扩孔半径下的钻孔水力压裂数值模拟研究

利用RFPA数值模拟软件构建了钻孔水力压裂数值物理模型,分析了应力平衡状态对钻孔水力压裂的影响,研究了不同扩孔半径下的钻孔水压裂纹的发展演化规律。研究得出:破煤压力在钻孔开挖完待应力平衡后加载水压明显降低;随着钻孔扩孔半径的增加,破煤压力、分支裂纹初现水压、最终水压及平均范围角都将降低,水压主裂纹的长度将增加。研究为煤矿井下现场实施水力压裂技术提供了一定的理论支撑。

基于钻进参数的钻孔煤岩界面识别系统开发及应用

瓦斯抽采钻孔施工是落实区域防治煤与瓦斯突出措施的关键一步,目前,底抽巷穿层钻孔施工多采用普通液压钻机,而在钻进过程中无法知道钻孔轨迹和钻头层位,主要依靠人的专业知识和一些外界信息来分析判断钻孔是否到达设计层位,这种方法受工人经验积累程度,信息滞后、干扰因素多的影响,判断结果往往具有一定偏差、延迟和误差。通过采集钻机的钻进参数,开发了适用于煤矿井下瓦斯抽采钻机的钻孔煤岩识别系统,为底抽巷穿层钻孔层位的判定提供科学依据和指导,改善了现有人工识别的不准确、不及时情况,避免了见煤后进尺过多和过煤的现象,提高了钻孔施工的经济性。

新时代青年的伦理素养:行为底线与价值伦理--以2020当代青年素养报告为例

英格尔哈特提出“后物质主义”用以形容进入后现代化时代的种种社会现象。对于当代青年的价值观和伦理素养,不同学者持有不同的观点。根据上海社会科学院国民精神与素质研究中心所提供数据进行分析,当代青年的价值观及伦理行为更为偏向于结合了物质主义和后物质主义的混合主义价值观和伦理取向。而对于此类现象,应从提高青年群体的“人道主义”素养、规范网络虚拟环境和提升青年个人能力的角度改善青年人的伦理素养中的不足。

QuEChERS-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定黄瓜中苯醚菌酯和苯并烯氟菌唑残留量

[目的]建立基于QuEChERS前处理技术结合气相色谱-三重四极杆串联质谱法检测黄瓜中2种杀菌剂(苯醚菌酯和苯并烯氟菌唑)残留量的分析方法。[方法]样品采用乙腈提取,QuEChERS净化,基质匹配曲线内标法定量,用DB-1701色谱柱分离。通过对质谱条件进行优化,确定2种杀菌剂的定量离子对、定性离子对和碰撞能。[结果] 2种杀菌剂在5~500μg/L范围内都具有良好的线性关系,相关系数为0.9996、0.9979,平均回收率范围均处于73.7%~85.0%之间,相对标准偏差(RSDs,n=7)为5.7%~7.2%,定量限分别为0.002 02、0.001 76 mg/kg。在黄瓜基质中,2种目标物均表现为基质效应增强。[结论]方法具有快速、简便、灵敏等特点,适用于黄瓜中苯醚菌酯和苯并烯氟菌唑含量的测定。

基于博弈论-云模型的特长隧道沥青铺装施工舒适度评价

依托某特长隧道沥青铺装工程,运用云模型理论建立隧道沥青铺装施工舒适度评价模型,并对舒适度进行分级评价。构建评价指标体系将主观赋权法和客观赋权法通过博弈论进行结合,利用云模型理论将评价指标进行定量表示,得到综合评价云滴图,并计算云模型的隶属度验证其评价结果的合理性与有效性。研究表明:入洞100 m处的隧道沥青铺装施工舒适度综合云评级结果为“良”;入洞1000 m和1500 m处的隧道沥青铺装施工舒适度综合云评级结果为“较差”,需对隧道沥青铺装施工环境进行改善。

Functional difference between Sinorhizobium meliloti NifA and Enterobacter cloacae NifA

The nifA gene is an important regulatory gene and its product, NifA protein, regulates the expression of many nif genes involved in the nitrogen fixation process. We introduced multiple copies of the constitutively expressed Sinorhizobium meliloti (Sm) or Enterobacter cloacae (Ec) nifA gene into both the nifA mutant strain SmY and the wild-type strain Sm1021. Root nodules produced by SmY containing a constitutively expressed Sm nifA gene were capable of fixing nitrogen, while nodules produced by SmY containing the Ec nifA gene remained unable to fix nitrogen, as is the case for SmY itself. However, transfer of an additional Sm nifA gene into Sm1021 improved the nitrogen-fixing efficiency of root nodules to a greater extent than that observed upon transfer of the Ec nifA gene into Sm1021. Comparative analysis of amino acid sequences between Sm NifA and Ec NifA showed that the N-terminal domain was the least similar, but this domain is indispensable for complementation of the Fix? phenotype of SmY by Sm NifA. We conclude that more than one domain is involved in determining functional differences between Sm NifA and Ec NifA.