水力割缝对不同厚度“三软”煤层巷道围岩扰动影响研究

赵家寨煤矿开采煤层在水力割缝过程中受到较大扰动,围岩强度降低,导致煤厚较大且分布不均的“三软”煤层巷道更加难以控制。基于14205工作面岩石力学参数,理论分析确定水力割缝合理参数,借助COMSOL Multiphysics构建不同煤厚条件下水力割缝模型,数值模拟得到了水力割缝对煤层应力、位移影响规律。结果表明:顶煤厚度对于受水力割缝扰动后巷道顶板稳定性有着重要影响,应力特征的主要影响因素为割缝的形态、位置,煤层越厚其变形量越小,水力割缝对煤体的损伤范围主要与割缝位置相关,巷道受扰动范围为两帮各5 m,托顶煤为2 m厚时,顶部煤体受破坏程度最大,巷道稳定性最差,当托顶煤厚度超过4 m时巷道稳定性得到良好改善,在煤体损伤范围内巷道顶部变形量最大,需要加强支护力度。研究结果为不同厚度“三软”煤层水力割缝扰动下巷道围岩稳定性分析提供基础。

松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术研究及应用

为解决松软煤层(f>0.2)超高压水力割缝期间缝槽发育难控制、易垮孔等问题,通过理论分析手段,分析了割缝缝槽周围煤体应力分布规律,获得了割缝缝槽周围煤体塑性区分布影响因素。研究了高压水射流破煤规律,得到了影响割缝缝槽形态的主要因素为割缝压力、喷嘴直径及煤体自身硬度。提出了基于松软煤层特点的超高压水力割缝缝槽形态控制技术,获得了控制松软煤层缝槽深度、宽度以及发育速度的关键参数为割缝压力、喷嘴直径及压力调节速度。通过现场应用表明,针对松软煤层其缝槽形态控制合理参数为:割缝喷嘴直径2.5~3.0 mm,割缝压力70 MPa,割缝调压间隔3~5 min。验证了松软煤层水力割缝缝槽形态控制技术适用性,可效提高松软煤层水力割缝施工成功率及安全性。

分数槽集中绕组感应电机启动转矩特性分析

分数槽集中绕组(FSCW)结构感应电机气隙中含有丰富的磁动势谐波,电机直接启动会带来巨大的冲击电流和较大的转矩脉动,选择合适的电机启动方法在确保提供电机启动所需的能量,同时最大程度地降低其成本、提高效率。本文将基于FSCW结构的感应电机研究硬启动和软启动这两种不同的启动方式。全电压法(硬启动)是最简单的方法,但其可能会对电机寿命产生影响;降压降频启动(软启动)则是另一个方法,可以减少启动所需的能量消耗。首先,根据绕组理论建立感应电机的数学模型;通过电磁耦合理论的电磁转矩理论,分析了硬启动和软启动两种工况下的启动转矩、非主导极对数谐波磁场对转矩脉动的影响;然后,基于虚位移法推导出电磁转矩表达式;最后,基于电磁转矩理论讨论了两种启动方式下的电磁转矩和转矩脉动。此外,还通过理论计算、有限元仿真和试验验证了软启动的可行性和稳定性。

松软低透气性煤层瓦斯抽采技术的应用研究

为有效解决新源煤矿松软低透气性煤层瓦斯地面抽采难题,进行了超高压水力割缝增透技术的应用研究。采用COMSOL-Multiphysics仿真软件确定了有效抽采半径,找到了地面抽采难的原因,确定采用超高压水力割缝增透技术,并对超高压水力割缝装置和超高压水力割缝工艺进行了阐述。实践应用结果表明,对比普通钻孔瓦斯抽采技术,采用超高压水力割缝增透技术进行瓦斯抽采,其抽采体积分数和纯量均有大幅度的提高,抽采体积分数是普通钻孔抽采的2.24倍,抽采纯量是普通钻孔抽采的2.61倍。超高压水力割缝增透技术的应用有效解决了新源煤矿307工作面松软低透气性煤层瓦斯抽采难度大的问题。

4×2×3阵列式放大器参数测量系统优化设计

采用软边光阑和多级空间滤波器组合技术实现了光束的空间整形和等像面传输 ,利用Fresnel光束传输计算程序对 4× 2× 3阵列式放大器参数测量系统进行了优化设计 ,分析了空间滤波器中小孔尺寸对光束波面传输的影响 ,并对优化设计结果进行了分析和讨论 。

用于ICF基准物理实验的子束激光系统优化设计

基于XGII激光装置实验平台建立了用于ICF基准物理实验的子束激光系统,采用软边光阑和空间滤波器组合的像传递技术实现了光束的空间整形和等像面传输,并利用Fresnel光束传输计算程序对系统进行了优化设计,分析了空间滤波器小孔尺寸以及软边光阑对光束波面传输的影响,并对优化设计结果进行了分析和讨论,所用方法和所得结论对高功率固体激光放大系统的设计具有一定应用意义。

松藻煤矿快速石门揭煤技术研究

针对松藻煤矿煤层松软,透气性差,现有石门揭煤技术工程量大,揭煤时间长等问题,采用深孔预裂爆破和高压水力割缝快速石门揭煤技术,分别对深孔预裂爆破的钻孔布置方式和爆破参数,高压水力割缝的钻孔布置方式和水力学参数进行了研究。应用结果表明,深孔预裂爆破快速石门揭煤技术可使钻孔平均进尺数下降806.7 m,且石门揭煤时间由72.3 d下降为32 d,揭煤时间缩短55.3%;高压水力割缝快速石门揭煤技术使钻孔平均进尺数下降905.7 m,且石门揭煤时间由72.3 d下降为27.7 d,揭煤时间缩短61.2%。上述2种方法都可解决揭煤时间长,工程量大的问题,其中高压水力割缝石门揭煤技术效果更好。

一种运动中带头和软钳口定位控制方法

针对冷轧重卷机组在卷取过程中带钢存在"带头印"问题,本文提出了一种运动中带头和软钳口定位控制方法,给出了数学模型和控制程序。其采用了闭环控制,具有精度高、实时性好的特点。该控制方法在宝钢多条重卷机组中使用后,钳口对准率达100%,解决了"带头印"问题。

切缝药管定向断裂爆破软岩模型试验研究

主要介绍了切缝药管对软岩的定向断裂控制爆破作用。通过水泥砂浆模型实验,得到了理想的名义不偶合系数与切缝宽 度,测试分析了不均匀的动态应变场。在大雁矿区强度小于10Mpa的软岩巷道中的工业试验获得了半眼痕率大于83%,超欠挖小于 100mm的好成绩。

管缝式锚杆防治软岩巷道底臌的试验研究

根据对巷道围岩移动趋势的分析，充分考虑到锚杆在垂直于锚杆轴向方向上与围岩的相互作用．将其用于软岩巷道底臌的防治，简化了软岩巷道施工工艺。矿井的实际应用表明支护效果是明显的。

新型砂轮研究进展及其展望

磨削加工技术是制造技术中的重要领域,是实现精密加工、超精密加工中最有效、应用最广的工艺技术。砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具,但传统砂轮存在磨粒容易脱落、磨削比能高、法向力与切向力之比大、需要定期修锐、加工塑性金属材料时容易堵塞等问题。探讨了砂轮的最新研究进展和研究成果,分析了单层钎焊砂轮、纤维砂轮、开槽砂轮、柔性砂轮、多孔砂轮以及磨粒有序化砂轮等新型砂轮的结构特点和不足,并对砂轮的研究发展进行了展望。

新型气液两相流量计设计与试验

采用双节流元件组合的方式,建立了基于Murdock系数的流量测量的数学模型,在此基础上研制开发了一种新型的基于双槽式孔板节流元件的流量计,并用流量计样机对空气和水组成的两相流进行了测试试验。结果表明,气相流量测量的相对误差绝对值平均在10%以内,液相流量测量的相对误差平均在30%以内,验证了该流量计可以在一定范围内对气液两相流进行在线计量。

高应力软岩巷道卸压槽在不同位置的数值模拟分析

针对高应力软岩巷道来压剧烈、围岩松软破碎、巷道支护困难等问题，分析了卸压槽在缓解矿山压力、控制围岩变形方面起到的积极作用，采用数值模拟方法对巷道开挖卸压槽前后的围岩破坏及应力变化情况进行比较分析，并优化选取了卸压槽的准确布设位置。结果表明：巷道开挖卸压槽后能有效控制围岩变化量，顸底板及巷帮移近量减少了20—30mm；应力集中程度减小，应力峰值向围岩深部转移，卸压效果明显，有效维护了巷道的安全和稳定。

红石岩煤矿巷道底鼓原因分析及其治理

红石岩煤矿Ⅳ采区12406回风巷底板经常发生大变形破坏,为此分析了软岩巷道变形破坏原因,提出巷帮加固、底板卸压的治理思路控制底鼓。采用数值模拟的方法,对巷道未支护、原支护方案,以及注浆加固+卸压槽联合支护新方案的顶底板位移、应力分布进行了对比研究,模拟结果表明:采用注浆加固+卸压槽联合支护,巷道底鼓量比原支护减小了一半,对底鼓的控制作用明显。对注浆参数、卸压槽参数等进行了计算分析,联合支护实施效果表明,控制了围岩的强烈变形,平均底鼓量由原支护的1 200～1 500 mm减小到245 mm,保证了巷道的稳定。

预切槽法开挖黄土隧道掌子面稳定方式研究

本文介绍了软弱围岩隧道的变形特点及控制措施,对软弱围岩隧道的掌子面稳定性进行分析,包括失稳形式、破坏机理,并提出掌子面加固措施。此外,结合预切槽法黄土隧道试验段实例,利用有限差分软件FLAC3D建立模型,研究三种不同的掌子面加固方法对围岩变形以及预衬砌受力的影响。结果表明:全断面预加固可有效控制围岩变形且减小预衬砌所受的拉应力,与预加固且留核心土方式相比,预衬砌的拉应力值相差不大且都在允许的范围内。在实际工程中考虑预切槽法结合大断面机械施工,建议采用全断面预加固的方式。

贵州省德江县香树坪滑坡特征及形成机制研究

香树坪滑坡位于贵州省铜仁地区德江县大坪村齐心组，为大型古滑坡。滑坡边界及前缘坡下发育多条拉陷槽，滑动方向为310°～335°。基于滑坡区工程地质条件和滑坡变形破坏特征，建立了滑坡形成机制概念模型：在河谷形成及演化过程中，香树坪斜坡以滑移一弯曲演化。滑坡前缘拉槽LC6^#和LC3^#依次形成，其卸荷和临空效应导致上部坡体进一步变形。滑坡坡脚区因上部坡体进一步滑移变形而应力集中，坡体稳定性整体降低。当坡脚区失稳时滑坡发生。数值分析很好地再现了滑坡演化过程及机理。研究成果可对西部山区类似类滑坡发育条件及识别研究提供参考。

基于煤层卸压增透的水力割缝最优出煤量研究

针对钻割一体化技术在高瓦斯松软煤层应用时,割缝钻孔出煤量过多容易引发喷孔和塌孔的问题,通过对不同出煤量割缝钻孔的瓦斯抽采效果进行分析,确定割缝钻孔最优出煤量的方法,得出了割缝钻孔存在最优出煤量的结论,以王行庄矿瓦斯抽采为例,对割缝钻孔出煤量最优值的确定方法进行了说明。

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。

基于收发信号工作模式的软PLC数据交互方法

为了改善软逻辑可编程逻辑控制器(软PLC)系统可预测性不高的问题,提出一种可预测性高的工作模式。该方法抛弃了传统PLC循环扫描的工作模式,运用跨平台的C++图形用户界面应用程序框架Qt,实现了PLC以收发信号模式交互数据。系统中数据的更新将触发信号,相应模块则该接收信号并实时更新。测试结果表明,该模式不仅执行时间可预测性比传统模式高3个数量级以上,还可以减少由于循环带来的CPU消耗。

槽楔材料对PMLSM电磁特性的影响

为提高PMLSM的电磁性能并降低齿槽力和推力波动,文中提出一种在直线电机槽口安装槽楔的解决方案。槽楔材料对电机性能影响较大,为了使电磁性能最佳,文中以分数槽永磁直线同步电机为研究对象,分析了槽楔材料为硬磁、软磁和非磁时对电机气隙系数的影响。利用有限元法对比分析了3种槽楔材料下电机的气隙磁场、反电动势、齿槽力和推力波动等电磁性能,并对不同负载下削弱推力波动的程度进行对比。分析结果表明,硬磁性材料可以有效降低齿槽力和推力波动。最后研究了不同相对磁导率下硬磁性材料对电机性能的影响,并得到电机性能最佳时的相对磁导率值,为进一步提高电机性能提供了理论基础。