Control of Equiaxed Crystal Ratio of High Carbon Steel Billets by Circular Seam Cooling Nozzle

A circular seam cooling nozzle and its online control system have been developed to reduce the center segregation in high carbon steel billets by decreasing the superheat of the molten steel and improving the equiaxed crystal ratio based on the numerical results. An industrial experiment has been carried out on a 150 mm× 150 mm caster to investigate the effect of the circular seam cooling nozzle on the superheat removal of the molten steel. The results show that the circular seam cooling nozzle can be used to control the casting temperature in a closed loop control system. The online control system can be effectively adapted to the variation of operating parameters. The casting lasts about 4 h and about 400 t steel is successfully produced in a continuous operation. The removal of about 14 ℃ superheat and the improvement of approximate 10% equiaxed crystal ratio can be achieved by the newly developed circular seam cooling nozzle.

基于XFEM的混凝土楔入劈拉断裂过程模拟分析

为研究混凝土的楔入劈拉断裂特性,采用扩展有限元法数值模拟了不同缝高比、不同截面高度的混凝土楔入劈拉试件断裂过程,研究了混凝土楔入劈拉试件裂缝扩展特性和尺寸效应。结果表明,起裂韧度受初始缝高比和试件截面高度的影响较小,但不具有明显的尺寸效应;当缝高比大于0.5或截面高度大于500mm时,失稳韧度才不具有尺寸效应。结果可为混凝土断裂特性研究提供参考。

高瓦斯煤层冲击地压发生条件与影响因素

针对高瓦斯煤层冲击地压问题,用解析方法得到冲击地压发生条件,分析了主要影响因素对满足冲击地压发生条件的临界塑性区半径和临界应力的影响规律.结合五龙矿开采实际情况对影响高瓦斯煤层冲击地压的煤的模量比、煤层瓦斯孔隙压力、支护应力和内摩擦角4个因素做了对比分析.研究发现:高瓦斯煤层在巷道掘进面附近由于存在开挖面空间效应,掘进面前方尚未开挖的煤体对巷道变形起到了限制作用,减少了冲击地压的发生,随着掘进面向前推进,后方一定距离范围内的巷道支护应力增大.随着瓦斯解吸渗流的进行,巷道壁处孔隙压力降低,巷道冲击地压危险性明显提高,此时提高支护应力,冲击危险性有所降低.高瓦斯煤层巷道发生冲击地压的临界塑性区半径和临界应力随模量比、瓦斯孔隙压力的增大而快速减小,随支护应力的增大而增大,临界塑性区半径随内摩擦角的增大而增大,临界应力与内摩擦角不是单调函数关系,存在一个极小值点,当内摩擦角小于此极小值时,临界应力随内摩擦角增大而减小;当内摩擦角大于此极小值时,临界应力随内摩擦角增大而增大.

急倾斜煤层开采覆岩裂隙演化与渗流的分形研究

采用分形几何学对离散元计算得出的急倾斜煤层开采覆岩裂隙发育进行了分析,结果表明,采空区上方岩土体节理裂隙发育边界角度较陡,近地表附近岩土体节理裂隙发育边界角度较缓.覆岩内裂隙闭合与张开裂隙的分形维数与开采深度呈线性关系,且两者之间的比值随采深的增加而增加,即覆岩内张开裂隙闭合率随采深的增加逐渐提高,说明浅部覆岩内裂隙的闭合对于阻止地表水入渗可起到积极的作用.对工作面内的雨水渗流量与裂隙闭合率关系进行深入研究,得出工作面的水渗流量与裂隙闭合率呈非对称抛物线关系,进一步证明了裂隙闭合的阻水作用.

本煤层瓦斯抽采钻孔注浆材料优化试验研究

针对本煤层瓦斯抽采钻孔周边裂隙多、注浆效果差、抽采浓度低等问题,对注浆封孔机理及注浆液性能进行了分析,并通过13125本煤层钻孔注浆材料配比优化试验,得出高水材料注浆时间为水泥浆液单孔注浆时间的65%;高水注浆材料单孔成本最高仅为水泥注浆单孔成本的79%;高水材料注浆效果优于水泥注浆效果,最佳注浆配比为水料比9∶1。

坚硬薄煤层高能积比成套装备技术研究与设计

针对陕北煤田1.1~1.4 m坚硬薄煤层,研发了大功率、矮机身采煤机和大功率、矮槽帮刮板输送机及大落差、重叠侧卸转载机运输机,研究设计了薄顶梁、高工阻、高刚度液压支架。研发的坚硬薄煤层智能化开采成套技术与装备工业性试验取得成功。

薄煤层智能强力采煤装备研究与应用

根据莒山矿9号煤层工作面实际开采技术条件,提出了工作面采煤机高可靠性、智能化、适应性的选型要求,在分析采煤机滚筒截深、采高、滚筒直径、装机功率主要参数的基础上确定使用MG330/730-WD型智能强力采煤机,给出了设备主要技术参数,分析了短机身、短摇臂、宽机身、高能积比的主要技术特征和智能化控制系统,并用于现场实践。实践表明该设备应用效果良好,故障率低,可以满足薄煤层安全高效开采要求。

西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征研究

浅埋深、厚煤层、窄煤柱是我国西部浅埋煤层的典型赋存特征。为考察温度、水、尺度对西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征的影响规律,分别对饱水及饱水风干、25~250℃之间4种温度水平及3种不同高径比煤样进行室内单轴压缩试验。试验结果表明：1）从自然状态-饱水-饱水后风干,煤样峰值强度和弹性模量急剧降低,而峰值应变逐渐增大,煤样破坏程度愈渐剧烈,冲击倾向特征减弱;2）随着温度的升高,煤样峰值强度、峰值应变和弹性模量均呈现先增大后减小的趋势,在100℃出现临界点,此时煤样在加载过程中崩溅剧烈,冲击倾向性加剧;温度继续升高至250℃,煤样承载力及冲击倾向性逐渐弱化;3）随着高径比的增加,煤样峰值强度、峰值应变及弹性模量均呈现衰减趋势,煤样变形及破坏程度减弱,而冲击倾向特征增强。