河南矿区高灰细泥煤泥水的絮凝沉降试验研究

目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高灰细泥的特性,方法通过设计正交试验测试不同种类的絮凝剂和搅拌速度对煤泥水的沉降率的影响及其之间的相互作用的效果,提高煤泥水沉降效率。结果结果表明:六偏磷酸钠与聚丙烯酰胺的分散性能及絮凝性能更优,搅拌速度、六偏磷酸钠用量、聚丙烯酰胺用量对高灰细泥煤泥水沉降率的影响程度依次减小,搅拌速度和聚丙烯酰胺用量之间的相互关系对沉降率影响最为显著;当六偏磷酸钠用量40.08 mg/L、聚丙烯酰胺用量5.75 mg/L、搅拌速度411.12 r/min,沉降率可达95.5%,沉降率提高的原因在于高灰细泥絮凝过程中絮团成球明显,絮凝剂的桥接作用可以使分散颗粒聚团并发展为球形,长条不规则颗粒明显减少,颗粒群粒形的改变有助于煤泥水的沉降,在一定搅拌速度下粒形保持较为规整,可增加沉降概率,使煤泥水得以有效沉降。结论通过改善煤泥水中颗粒的粒度粒形特性,可以有效提高河南矿区高灰细泥煤泥水的沉降效率。研究结果可为处理高灰细泥煤泥水提供理论支持和实践参考。

高维时序空间大数据关联特征精准挖掘算法

高维时序空间大数据关联特征较多且复杂,导致大数据关联特征挖掘难度大幅度上升,所以设计了高维时序空间大数据关联特征精准挖掘算法。根据体数据求解结果,确定高维时序空间大数据子序列表达式,计算大数据样本的时序特征。利用关联方差,推导精准序列矩阵,结合回归向量的取值范围对大数据关联特征进行精准挖掘,得到相关的挖掘结果。实验结果表明,随着大数据样本量的增加,所提方法的拟合误差参数最大值不超过2.1,不会影响挖掘指令执行能力,满足大数据关联特征精准挖掘的实际应用需求。

0.4t矿用简易微型起重机的研究

目前市面上的起重机所使用的材料过于笨重,本次设计的0.4 t简易微型起重机,由吊臂、斜梁、液压缸和机座等组成,最大起升位移有1.5 m,主要用于煤矿井上、下轻量货物的搬运。起重机整体采用轻量化设计,机身构架采用铝合金的材料,减轻了本身的自重同时也应保证自身的强度。对于底座的设计,除了基本架构外,万向轮的设计,使起重机工作时可随意移动并且机身设计成可折叠式,节省了存放空间;对中间主要支撑部分的设计采用三角式固定,可让其稳定性得到了很好的增强。

高台阶并段预裂爆破半隔孔导向爆破技术研究

为控制高台阶并段爆破边坡质量及稳定性,在传统预裂爆破技术的基础上,提出了半隔孔导向预裂爆破技术。分析了隔孔导向预裂爆破应力分布规律及裂隙扩展情况。研究表明:半隔孔发挥上部未装药段空孔导向作用,形成拉应力集中,并在炮孔底部加强装药段形成压应力集中,弥补正常孔装药的不足,克服炮孔深部夹制作用;选取半隔孔装药量1.5、2.0、2.5、3.0 kg及孔间距0.6、0.7、0.8、0.9 m各4种方案,开展了半隔孔技术方案数值分析和现场试验。试验结果表明:装药量2.5 kg、线装药密度0.42 kg/m时,孔距选为0.8 m,此时可使能量利用率最大,保证底部的炮孔贯穿。研究结果对于露天矿山开采靠界爆破实践具有一定的参考意义。

地面精确定位钻孔在矿井火灾抢险救灾中的应用

盐井一矿因采煤工作面火灾事故导致4个井筒井口全部封闭。为实现对井下火区高效快速灭火,防止发生因高瓦斯突出矿井火灾蔓延引发的瓦斯煤尘爆炸二次事故,并最终实现矿井安全启封,采用雪姆钻机施工,在井下火区高温火点地面对应位置施工了2个精确定位垂直钻孔,分别穿透采煤工作面上部采空区垮落带。地面钻孔现场施工过程中,实现精确定位、安全施工、成功下套管,经钻孔窥视和检测,确认施工到位。该应用可为地面大流量注液氮灭火和帷幕注浆封堵提供装备、技术和工艺保障方面的指导。

孔结构参数特性对高性能混凝土抗冻性影响研究

鉴于冻融破坏是影响我国北方地区混凝土耐久性的主要原因,利用Rapid Air 457硬化混凝土气孔结构分析仪(丹麦CXI)对高性能混凝土中孔结构进行可视化表征和定量计算,得到平均孔径大小、气泡间距系数及孔径分布情况,进而表征混凝土抗冻性能。研究表明:除混凝土含气量外,气泡间距系数、d≤100μm孔含量都是表征混凝土抗冻性能的重要指标。

基于SVM-MFOA的煤矿采掘工作面瓦斯涌出量预测方法

煤矿瓦斯涌出量受流量、风速、抽采负压、浓度、温度等多个因素的影响,预测过程精度较低。提出基于支持向量机与改进果蝇优化算法(SVM-MFOA)的煤矿采掘工作面瓦斯涌出量预测方法。以采掘煤层瓦斯量、瓦斯压力、位置深度、煤层厚度、每日开采工作量、采掘煤炭日产量作为训练集样本,将SVM与MFOA相融合;MFOA经过循环迭代计算后,完成瓦斯高值区的全局寻优,在SVM中引入最优参数,实现从低维特征空间向高维特征空间的映射,完成瓦斯涌出量预测。实验结果表明,该方法的预测精度高达97%,预测结果与真实值非常接近,可提高煤矿采掘工作安全性。

注浆充填技术在采煤工作面废弃空巷加固中的应用

高阳煤矿3507综采工作面为大采高综采工作面,目前回采的5号煤层顶板坚硬,采面正常回采期间矿压显现明显。由于3507综采工作面回采范围内存在有空巷,空巷围岩在采动影响下容易出现失稳现象,给采面正常回采带来影响。依据现场情况,提出采用注浆方式加固空巷与采面间煤柱、高水材料充填墩柱支撑空巷顶板,确保采面过空巷期间煤柱及空巷顶板稳定,通过采面调斜方式减少采面一次揭露空巷范围,同时通过让压、等压避免过空巷期间出现周期来压。现场应用后,2 d期间未有顶板冒落、煤壁片帮等征兆,现场应用取得较好效果。

浅谈高海拔矿山作业制氧和氧气增补方式的选择

本文通过简单分析高海拔与氧分压和氧含量的关系,说明了高海拔矿山作业时氧气增补对作业人员健康需求和矿山安全生产的重要性,并对现行主流的制氧方式和氧气增补方式进行了简单介绍。通过联系矿山作业的实际情况对制氧方式和增氧方式在矿山作业中的适用性进行了比选,最终以各自的优缺点及适宜性进行了推荐选择。最后得出通过变压吸附法制氧方式配合弥散式供氧方式更加适用于高海拔矿山作业人员健康发展的需求。

上覆远程卸压岩体移动特性与瓦斯抽采技术

运用数值模拟和现场试验相结合的研究方法,研究上覆远程卸压岩体移动和裂隙分布以及远程卸压瓦斯的渗流流动特性,提出了符合远程卸压瓦斯流动特性的远程瓦斯抽采方法。通过淮南潘一矿煤与瓦斯安全高效共采试验证明,底板巷道网格式上向穿层钻孔远程瓦斯抽采方法可以区域性地消除卸压煤层的突出危险性,有效地降低卸压煤层的瓦斯含量,实现高瓦斯、煤与瓦斯突出危险煤层的安全高效开采。

高矿化度高铁锰矿井水回用处理工艺研究

为实现矿井水资源化，解决高矿化度高铁锰矿井水回用处理，分析了该类矿井水的水质特征和处理工艺，采用混凝沉淀烧杯搅拌试验和过滤柱模型试验，研究了混凝荆投加量和曝气对混凝沉淀除铁除锰效果的影响，以及滤料、滤速、过滤周期、反冲洗强度等对过滤出水水质的影响．结果表明：矿井水具有井下溶氧的特点，不需专门设曝气装置；聚合氯化铝（PAC）最佳投药量（质量浓度）为60mg／L，混凝沉淀对铁的去除率在90％以上，而对锰的去除率在20％左右；经KMnO4溶液浸泡的锰砂过滤（滤速7～9m／h），除铁除锰效果优良，出水铁锰的质量浓度都在0．1mg／L以下，能够满足回用水的水质要求，而且启动快、适应能力强．

高水速凝材料在超高冒顶巷道治理中的应用

为治理断层所引起的超高冒顶,根据高水材料可速凝、初期强度高、流动性好、凝固时间可调和渗透性强的特点,采用高水材料注浆成功治理了新桥煤矿-550 m水平南翼运输大巷的超高冒顶区,封堵了高达8.5 m左右的冒落空洞,并加固了冒落区的围岩,提高了破碎围岩的整体性和稳定性,有效防止了冒落空洞的再次冒顶和坍塌。

大倾角煤层长壁开采覆岩空间活动规律研究

针对大倾角煤层长壁开采覆岩变形、破坏和运移规律复杂,对工作面安全开采影响大等问题,采用现场实测、数值模拟和相似材料模拟,研究总结了大倾角煤层长壁开采直接顶、基本顶和高位岩层空间的变形、破坏和运移规律。结果表明:大倾角煤层走向长壁机械化开采过程中,沿倾斜方向采场顶板低位岩层与高位岩层均呈现出非对称力学特征,且破坏运移呈现出时序性和不均衡性。沿工作面倾斜方向中、上部区域内"三带"特征明显,且层位较高,而下部则顶板岩层没有明显的"三带"特征或"三带"形成的层位较低且不完整;多区段、多煤层开采时,上覆岩层影响程度远大于单一煤层,且具有一定冲击性。

超高水材料袋式长壁充填开采覆岩控制技术研究与应用

系统分析了超高水材料袋式充填开采采场覆岩结构的特点,得出了工作面支架需控岩层范围及其变化特征,揭示了长壁充填开采"支架-围岩"关系,明确了提高充填率是超高水材料袋式充填开采覆岩下沉控制的关键因素。结合亨健矿2515工作面充填开采地质与开采技术条件,开发并实施了隔板布置优化、采空区埋管补注浆充填、离层区打钻补注浆充填等充填率保障技术与工艺。现场实测结果表明,超高水材料袋式充填开采工作面矿压显现缓和、采场围岩破裂范围较小且能有效控制地表下沉:1工作面巷道顶底板最大移近量为258 mm,两帮最大移近量为183 mm,围岩变形较小;2微震监测系统表明,2515工作面超前破裂范围为20~30 m,围岩破裂高(深)度为顶板以上40 m至底板以下10 m,1个月后(推进距离60 m左右)已充填区域微震事件逐渐消失;3地表最大下沉量为265 mm,实测下沉系数为0.06。

高频振捣对引气混凝土气泡特征参数的影响

研究了高频振捣对不同品种引气混凝土气泡参数的影响.结果表明:高频振捣后,混凝土含气量大幅度降低;适当的高频振捣有利于改善引气混凝土气泡结构,但过度的高频振捣不利于改善掺稳定性较差的引气剂的混凝土气泡结构.掺不同引气剂的混凝土经高频振捣后其气泡结构有较大差异,优质引气剂经高频振捣后可在混凝土中形成大量微小气泡,气泡间距系数显著降低.

高固含量阳离子水性聚氨酯的合成与性能

通过向软段中引入不同阳离子亲水链段十二胺聚氧乙烯醚(PAE),设计合成了一系列高固含量、高稳定性的阳离子水性聚氨酯。通过红外光谱、粒径、拉伸力学、热重分析、吸水率及接触角等测试对乳液及胶膜进行分析。研究发现,在PAE环氧乙烷(EO)数目为10,n(PAE)∶n(POL7112)=1∶9,n(NCO)/n(OH)=1.2时,可合成固含量为51.28%的阳离子水性聚氨酯,体系显良好双峰粒径分布趋势;随着PAE加入量的增加,胶膜的断裂伸长率显著增大,拉伸强度略有小幅下降趋势;热稳定性明显提高;随着PAE分子中EO数目的增加,乳液粒径变小,稳定性增强,胶膜的亲水性显著增强。

高推进强度下黑岱沟露天矿合理产能研究

近年来,随着露天采矿工艺设备的发展和采矿技术的进步,生产规模的大型化成为全球露天煤矿的主要发展方向,而生产规模的扩大带来了矿山生产设计与现场生产组织管理的复杂化,因此合理的生产规模对于露天矿生产非常重要。针对目前黑岱沟露天矿高产能高推进强度下进入二采区后,由于地质条件变化在该矿的北部采用松动爆破-单斗卡车作业,而在该矿南部采用抛掷爆破-拉斗铲倒堆作业,这种南北分区开采方案后合理生产能力的确定问题,提出一种通过时空推演模拟来确定露天矿合理产能的方法。通过分析影响开采程序的现场因素,设定相应的约束条件,建立生产过程各工序之间的约束方程以及目标函数,利用时空推演的方法,对露天矿各生产环节进行了290、300、310、320 m/a不同生产强度下各工序接续环节的时空推演,找出生产过程中的瓶颈环节并对其进行不断的优化升级,保证不同工艺各工序之间的正常高效接续。研究结果表明:黑岱沟露天矿进入二采区以后,在现有设备能力条件下,通过对各工序的推演模拟,得出分区开采的采场最佳推进强度为310 m/a;依据相应的矿山设备组合能力和费用效率,确定分区开采的合理生产规模为3200万t/a。结果可为该矿原煤生产的顺利接续和矿山产能的稳定发展提供技术依据与理论支撑。

深井受限空间高温环境影响模拟试验研究

为探索研究矿井高温热害对人体生理健康和工作效率的影响,分析了矿井高温热害的来源和对人体的危害。根据人体生理反应特征选取人体响应综合指标,基于深井受限空间高温环境模拟试验装备,模拟深井受限空间高温环境,开展了矿井高温对人体生理健康及工作效率影响危害的物理模拟试验。利用高温模拟试验结果数据构建了多元线性回归预测模型,对人体响应指标与温度之间的关系进行了准确的定量分析。试验结果表明,温度对血压、心率、呼吸率、疲劳度、注意力和记忆力的影响较大,而对体温、反应时间的影响则较小,并确定了相关的影响程度的预测模型。试验结果为研究深井受限空间高温作业危害和制定相关的职业健康标准提供了科研根据。

一种基于主存Δ-tree的高维数据KNN连接算法

KNN连接作为数据挖掘的基元,可以用来大幅度提高相似搜索、数据分析和数据挖掘的速度.到目前为止,对KNN连接的研究主要在基于磁盘系统的背景下进行,假设数据库太大以至于不能装入主存.随着RAM越来越大,价格也越来越低廉,这种假设逐渐受到挑战.因此,有必要重新对基于主存的KNN连接进行研究.在高效主存索引的基础上,采用编码解码、自底向上、深度优先遍历和剪枝等技术提出了一种新的KNN连接算法Δ-tree-KNN-Join.该算法解决了KNN连接中确定搜索半径困难的问题,提高了连接效率.在真实数据和合成聚类数据上进行了实验,结果显示Δ-tree-KNN-Join是一种有效的主存KNN连接算法.

深部高应力空区拱架效应与采场结构尺寸的相依性

基于采场顶板围岩破坏形式,构建空区顶板岩拱力学模型;利用无铰拱理论计算岩拱内力,选取深部采场跨度及矿柱宽度等因素作为相依性分析指标,推导采场跨度(l)及矿柱宽度(d)关于拱轴系数(m)及拱高(h)的数学表达式。以某深部高应力金属矿空区为研究对象,分析采空区拱架效应与其结构尺寸(采场跨度(l)及矿柱宽度(d))依存关系,并对顶板位移进行150 d监测。研究结果表明:当d一定时,l随着m减小而增大;当l一定时,d随着m增大而增大;当m=2,h=3 m,d=7 m时,矿柱合理间距为31 m;在150 d内,顶板最大位移变形在6 mm之内,未发生垮塌现象。该研究结果可为深部高应力条件下釆场结构尺寸设计提供依据。