基于冲击启动理论的深孔区间爆破疏压技术

通过分析巷道冲击地压启动机制,采用数值模拟方法研究巷帮集中应力分布的爆破效应,提出基于冲击启动理论的深孔区间爆破疏压方法。研究表明:巷帮深孔爆破的区间应为冲击启动区,否则将起到负面作用;加大巷帮煤壁支护强度以疏、降集中应力是有限的;深孔区间爆破疏压方法,一方面疏、降冲击启动区应力或能量集中程度,阻止冲击启动环节发生,另一方面迫使率先冲击启动的区域向煤壁深部迁移,并增加疏压区消耗冲击地压启动后的总能量,降低能量释放速度。研究结果在现场取得较好的应用效果。

基于冲击启动过程的近场围岩冲击危险性电磁波CT评估方法

近年来,随着开采深度和强度的逐渐增大,冲击地压灾害发生频率逐年升高,严重威胁矿井的安全生产。针对目前基于现场实测的冲击危险性评价方法仅从能量聚集角度进行危险性判别,导致评价结果不能反映现场全部冲击危险情况的问题,考虑了冲击启动过程经历的"能量释放→能量传递→冲击显现"3个阶段,分析了基于冲击启动过程的冲击危险性评估原理,通过理论研究,构建了包括能量集中指数、屈服接近指数、能量传递衰减指数和支护损伤指数等4个指标,设定了各指标的权重,包括根据各指标量值差异程度设定的属性权重,以及根据各指标危险等级设定的等级权重;由此,以电磁波CT探测系统为平台,建立了能够划分近场围岩冲击危险区域及危险等级的电磁波CT评估方法,并将该方法编程实现。应用此方法对亭南煤矿207工作面现场实测数据进行处理,发现区段煤柱内布置巷道大幅升高了相邻煤柱区的应力集中程度及支护损伤程度,进而增大了相邻煤柱区的冲击危险性。通过钻屑法验证了基于冲击启动过程的冲击危险性评估方法的有效性。该方法依据冲击启动过程将评估体系细化,能够有效提升对冲击危险区域及危险等级的辨识度,为巷道冲击地压治理提供了更为准确的依据,尤其能为煤柱区冲击地压防治提供借鉴。

岩浆岩床下伏短壁综放面集中静载荷型冲击启动原理

为了探索没有动载荷源的冲击地压发生原理,以平庄某矿为例,采用数值分析、理论分析结合现场实测的方法,研究了巨厚岩浆岩床下伏短壁综放面回采前冲击启动原理。结果表明,巨厚岩浆岩床下伏短壁综放面开始推进前、后,下巷冲击启动都不需要动载荷源,难垮岩浆岩顶板的悬臂为冲击启动提供了足够的集中静载荷;短壁工作面开采使得下巷处于高位高应力区中,加剧了下巷冲击危险性;倾斜煤层巷道冲击时,围岩主应力方向大致与煤层倾向正交,使围岩冲击、鼓出非对称局部化,并且大致位于煤层倾向面的法线方向,这一认识为倾斜煤层冲击地压巷道支护与卸压实行非对称性提供新论点。

半孤岛面全煤巷道底板冲击启动原理分析

采用案例分析与理论分析,提出了冲击地压启动概念,指出冲击地压发生依次经历冲击启动—冲击能量传递—冲击地压显现3个阶段,将冲击地压防治研究着眼点提前到冲击启动阶段;建立了巷道冲击地压发生工程结构模型,揭示了全煤巷道底板冲击启动实质来自于两帮高集中应力区,底板只是能量传递与释放的载体,即冲击地压显现位置。进一步提出了冲击地压发生的冲击启动理论,指出巷道围岩近场系统内静载荷的过度积聚是冲击启动的内因,系统外动载源是外因,确定了冲击启动的能量判据,指出了冲击地压可能的启动区域。

动静载叠加作用下冲击启动区诱发冲击机理及防治研究

针对宝积山煤矿工作面回采期间沿空侧巷道超前段容易诱发冲击问题,揭示了其诱发原因为工作面上端头实体煤帮内一定范围的煤体将受到高静载作用,并在回采扰动动载叠加作用下诱发冲击显现。数值模拟研究表明,高静载低动载或者高动载低静载叠加情况下,煤岩体更容易瞬间失稳发生冲击破坏,并基于此提出了针对冲击启动区的强化控制与巷帮卸压耦合防治技术,且巷道围岩垂直应力模拟和现场围岩结构弯矩分布情况验证了该技术的可行性。

一种新型三相电压型PWM整流器启动冲击电流抑制方法

针对三相电压型PWM整流器启动瞬间产生较大的冲击电流,致使系统稳定性、可靠性降低的问题,在整流器前端加入预充电电路,对预充电电路软启动过程和整流器启动过流的原因进行了详细分析,再对2种无预充电电路的母线电压缓给定方法和2种预充电电路结合母线电压缓给定方法抑制启动冲击电流的作用机理进行了对比分析,最终提出了预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制的最优抑制方法,最后通过搭建4种母线电压缓给定方法的仿真模型和30 kW整流器实验样机进行了验证。结果表明,采用预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制启动的整流器有效地抑制了冲击电流,网侧电流启动无过冲现象,直流侧母线电压无超调。

一种感应耦合能量传输系统的软启动控制方法

为解决目前感应耦合能量传输系统启动阶段电流冲击大、启动可靠性较差等问题,提出一种新型软启动控制方法。分析了基于串-串型补偿电路的感应耦合能量传输系统的数学模型,对比分析高频逆变器不同调制占空比与启动特性之间的关系,对系统软启动调节时间长度、占空比调制载波频率等关键参数进行了选取。所提软启动控制方法可较好地抑制启动冲击电流以及软启动调节时间过后的电流振荡现象,并实现高频逆变器在全时间范围内的零电压开关,降低了高频逆变器的开关损耗,进一步提高了系统的安全性和可靠性。基于研制的感应耦合能量传输系统实验样机进行实验,实验结果证明了所提软启动控制方法的有效性。

煤矿开采冲击地压启动理论

依据微震监测结果,通过总结分析,指出冲击地压发生过程经历3个阶段,将冲击地压重新分为集中静载荷型和集中动载荷型,建立2种类型的工程结构模型,分析各自冲击启动的能量判据,引进"不确定性系统分析法",提出统一的煤矿开采冲击地压启动理论。结果表明,采动围岩近场系统内集中静载荷的积聚是冲击启动的内因;可能的冲击启动区为极限平衡区应力峰值最大区;应用冲击启动理论能够揭示2类典型冲击案例冲击过程,并将冲击地压的时间序列与空间序列对应起来,为冲击地压监测与防治提供指导。

临空留巷底板冲击地压启动区判定与分步防治技术

以山西余吾煤业N2105工作面回采过程中临空留巷底板冲击地压为工程背景,理论分析底板冲击地压可能的冲击启动区及主导应力源,采用数值模拟追踪煤层开挖后侧向煤柱及留巷围岩各向应力、位移的演化过程,建立采空区影响下留巷底板水平应力演化模型并进行验证。基于临空留巷底板冲击地压主导力源判定及能量传递过程分析,提出该类底板冲击地压分步防治关键技术,并进行现场应用。结果表明:煤层开挖后中,临空留巷底板在破坏深度范围内存在"卸压通道"机制,临空煤柱垂直应力不断增长的同时,留巷底板水平应力通过"卸压通道"释放,释放程度与该通道宽度呈正相关。临空煤柱帮内弹性核区为留巷底板冲击地压的冲击启动区,其不断增长的垂直应力为主导载荷源,而非留巷底板水平应力。为阻止该类底板冲击地压发生启动,关键在于削弱采空区侧向顶板压力传递作用及煤柱弹性能积聚水平,弱化留巷底板只能缓和冲击显现强度,非对称支护对留巷围岩变形破坏特征的适应性更强。

三相PWM整流器启动冲击的抑制

采用LCL滤波器的三相电压源型脉宽调制(PWM)整流器广泛应用于中高功率场合,且可双向运行。基于坐标变换的直接电流控制方法具有控制精度高、调节速度快等优点,广泛应用于三相PWM整流器的控制。直接电流控制中的比例积分(PI)调节器会导致整流器启动瞬间产生过冲电流,使得功率器件承受较大的瞬时电流应力,影响系统的可靠性,故需研究三相整流器启动冲击的抑制方法。分析了三相电压源型PWM整流器启动过程并建立其动态模型,分析了产生过冲电流的原因,介绍了冲击电流幅值的估算方法,在此基础上提出了一种新型软启动控制方法,并通过仿真与实验验证了理论分析。

大惯性负载液压系统启动冲击成因及控制

大惯性负载液压系统在启动过程中往往产生较大的冲击与振动。分析大惯性负载启动冲击的成因,通过把进油路容腔分为前、后两容腔分别进行数学建模,推导出启动冲击压力的估算公式。根据启动冲击成因提出控制方法,即溢流阀的开启压力前期按照线性规律增加,中后期按照对数函数规律增加,主阀芯按照线性规律开启。把该控制方法运用在大惯性负载系统中进行仿真研究,以执行器进油腔压力升高特性作为主要研究指标。仿真表明,采用该控制方法,可以减小执行器进油腔的最高冲击压力和压力波动幅值,使启动过程更平稳。

一种启动冲击电流抑制电路

针对采用Boost电路的前端交直流变换器中存在的启动冲击电流问题,提出一种三级启动冲击抑制电路。所提电路不但能够抑制启动瞬间出现的一次冲击电流,还能够抑制由于Boost电路开始工作而产生的二次冲击电流。详细分析了冲击电流产生的原因,提出一种新型的启动冲击抑制电路,经仿真验证,所提电路能够可靠抑制冲击电流,证明了所提电路的可行性。将电路被应用于1 000 W两级式金卤灯电子镇流器中,实验测试结果表明:所提电路可有效的抑制冲击电流,其中一次冲击电流接近于零,二次冲击电流可控制在10 A以内。

液体火箭发动机启动冲击特性研究

将小波分析法运用于液体火箭发动机启动冲击信号的分析处理中。小波分析在时域和频域上同时具有良好的局部化性质,可以对指定频带和时段内的信号成分进行任意尺度的分析,从而可以聚焦到对象的任意细节,特别适合分析不同启动冲击信号之间细小的时序和频率成分差异。通过对启动冲击信号时间—能量谱、频率—能量谱、时间—频率—能量谱的多视角聚焦分析,发现不同信号之间的细小时序和频率差别,分析可能的影响因素。为液体火箭发动机启动过程的故障诊断提供参考依据。

用PTC电阻限制启动冲击电流的新技术

利用彩色电视机消磁用PTC电阻具有故障自保护的特性,提出一种将其作为容性滤波整流器的限制启动冲击电流元件的新技术。对PTC电阻建立了一个简单可行的电路元件模型,将此元件模型代替实际的PTC电阻在电路仿真软件中直接进行仿真。理论分析、仿真研究以及实验结果证明了所提出的新技术可行,并具有应用价值。

单相电力电子负载启动冲击问题的研究

针对单相电力电子负载在电容充电期间电容侧电压波动较大、模拟侧和并网侧电流幅值较高的问题,提出了一种解决启动冲击问题的新方法。在采用上述方法后,对原系统拓扑进行了改进,可以使系统在电容充电期间,模拟变换器电流无冲击,并网变换器电流为零。为验证上述理论,在Matlab/Simulink中对其进行了仿真验证。结果表明,该方法可以大大改善电容侧电压波形,较好解决模拟、并网两侧的电流在电容充电期间的冲击问题,是一种易于工程实现的有效方法。

电流源型半桥变换器启动冲击及开关管关断电压尖峰问题研究

针对电流源型半桥变换器存在的启动冲击电流过大以及开关管关断电压尖峰问题展开研究与分析。在介绍电流源型半桥变换器稳态工作原理的基础上,分析了电流源型半桥变换器开关管关断电压尖峰产生的原因以及启动冲击电流过大的原因,针对这两个问题提出了改进措施,增加了有源吸收电路,并给出了启动时的控制方法。最后搭建了一台28 V输入/180 V输出、250 W的电流源型半桥变换器样机进行了实验研究,研究所提出的电路改进措施和控制方法的可行性。

减压器启动冲击解决方案

为消除运载火箭上面级高压贮气增压系统启动过程中对减压器的冲击,提出在减压器前增设限流阀的简易方案。基于减压器启动冲击形成机理,给出了限流阀的设计和结构。结果表明:增加限流阀后,减压器入口压力建立时间推迟,出口压力降低,启动冲击被有效抑制,且稳态工作时限流阀的前后压力基本相同,减压器正常工作不受影响。

实时控制型压铸机启动冲击问题研究

针对压射启动时实时控制型压铸机压射缸锤头前冲,使熔融金属在锤头的推动下从金属浇注口处溢出的问题,提出对压射缸由杆腔预增压的方案以消除启动冲击,针对该方案设计出增压阀,并对该方案进行了仿真和试验验证。

防止气动部件启动冲击的控制方法

本文通过设计可编程控制器控制程序的方法使工作气缸始终保持足够的背压．从而使气动部件启动时避免了冲击，运动趋于平稳。

某地铁列车ATO模式启动冲击超限故障分析与解决

针对某城市地铁车辆在正式运营期间,ATO模式下列车启动冲击较大的问题,分析现场故障数据,定位故障系统,并通过搭建半实物仿真平台进行反复模拟和测试,最终确定故障原因,并提出解决方案,整改后故障得以完全消除。