基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法

针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。

瓦斯突出矿井应力集中区域防突措施选择及应用研究

在煤矿安全生产过程中,煤与瓦斯突出矿井防治煤与瓦斯突出事故一直都是困扰和威胁安全生产的主要因素,如何做到防治煤与瓦斯突出事故,尤其是应力集中区域的瓦斯防治技术,是防治煤与瓦斯突出工作的技术难点,也是最值得关注研究解决的问题。应力集中区域瓦斯治理措施选择的不合理是导致事故发生的直接原因,近几年,经过将瓦斯治理技术和现场应力集中施工特点相结合,取得了新的认知成果。鉴于此,就应力集中区域瓦斯治理措施技术进行了分析。

华亭煤矿采掘工作面应力集中区域冲击地压防治技术

华亭煤矿回采的一分层250107-1工作面及掘进的二分层250101-2工作面煤层厚且厚度变化大,向斜、背斜相互交替起伏,冲击地压影响严重。通过自然因素和开采因素进行应力集中区域排查,查找出由褶曲构造、局部煤层分岔、开切眼及停采线外错、上覆遗留煤柱等因素造成的多个应力集中区域,并制定出科学、合理且针对性较强的各个应力集中区域的卸压解危方法,如工作面顶板高低孔组合爆破、巷帮煤体超深孔爆破,有效降低应力集中程度,防止冲击地压灾害发生,确保人员安全及矿井高效生产。

基于矫顽力的钢板应力集中区域检测方法

针对铁磁性材料由于应力集中导致裂纹、断裂甚至失效等问题,研究了应力对铁磁性材料磁化强度取向的影响以及铁磁性材料矫顽力与所受应力的关系,提出了通过测量铁磁性材料的矫顽力实现应力检测的方法.采用U型探头进行测量,由U型探头上激励线圈中的电流信号和检测线圈中产生的电压信号描绘出不同外力条件下钢板的磁滞回线,从而得到钢板矫顽力的值.结果表明,外力使钢板内部产生应力,导致矫顽力减小,通过测量铁磁性材料的矫顽力实现对应力集中区域的检测,有效预防了工件由于应力集中造成的断裂等问题.

钢板应力集中区域检测数据的采集与拟合

钢板的应力集中区域的磁测量输出信号在应力变化时候会发生微弱变化,为了找到应力集中区域的信号变化规律,利用LabVIEW软件控制PCI-1716数据采集卡在合适的采集速率和精度下对应力集中区域信号进行采集,再利用MATlab对采集的数据进行拟合。这样,应力集中区域的信号特征就能够很好的被提取和恢复。采用这种数据采集与拟合方法能够实现对应力集中区域信号进行获取和分析,得到信号的变化特征。

钢板应力集中区域的磁检测

针对铁磁性材料(如低碳钢、低合金钢等)在长期使用中易产生缺陷或断裂而导致事故发生的问题,研究了铁磁性材料的内部结构和变化规律;采用铁磁性材料具有的逆磁致伸缩效应与法拉第电磁感应原理相结合的方法,搭建了钢板应力集中区域的检测系统。通过对弱磁信号进行转化、采集、曲线拟合等处理,可以准确直观地显示检测结果。钢板应力检测试验表明,可以实现对铁磁性材料的应力集中区域或缺陷进行检测、定位;而且应力的变化与输出电压近似呈线性关系。

矿井应力集中区域下复合层顶板的维护研究

同家梁煤矿已进入深部开采阶段,上覆煤层开采后留下的开采煤柱、停采煤柱等形成的应力集中区域越来越多,造成了目前综采工作面应力叠加,矿压显现明显,顶板难以维护。针对这一问题,通过采取增强支护强度、强化放顶工作、进行注水卸压及增加煤层塑性等"支、放、卸"综合防治措施,有效解决了应力集中对顶板造成的破坏,使14#煤层81017综采工作面在回采过程中没有发生漏顶和影响生产的顶板事故。

应力集中区域矿体开采过程的应力与位移监测

七角井铁矿采用分段空场法开采,在采深185m范围内形成了约350万m^3的采空区,导致2016年6月出现了一次大规模的地压活动,并在塌陷区底部的S19、S21和S27采场周围出现了应力集中现象。为了预测应力集中区域的矿体回采过程的地压变化规律,提出采用应力监测和位移监测相结合的地压监测技术。结果表明,经过半年的监测,确定了地压集中区域和相对稳定区域,根据监测结果调整了采矿方法及回采顺序,保障了应力集中区域S19、S21和S27采场的安全回采,矿石综合回收率达到74%,贫化率为18%。

钢板应力集中区域弱磁检测的仿真与实验

在弱磁环境下对钢板的应力集中区域检测进行了仿真和实验研究。根据弱磁场环境下磁检测金属材料应力集中区域方法,研究金属材料应力变化对磁信号的影响,通过有限元分析的方法对钢板在磁场环境下进行ANSYS的仿真运算,研究钢板表面漏磁场磁力线变化情况。以钢条为实验对象,通过实验来检测铁磁材料表面应力集中区域磁信号的变化情况,验证应力集中的存在引起磁信号的变化。结果表明,弱磁检测方法可以检测出金属材料应力集中区域的应力变化,作为铁磁材料应力集中区域的检测手段。

基于应力集中的压阻式微悬臂梁设计(英文)

为了提高应力检测的灵敏度,提出了一种基于应力集中的新型压阻式微悬臂梁设计方法.首先,通过在硅基悬臂梁上加工出一些条缝结构作为应力集中区域,利用应力集中效应来提高应力检测的灵敏度,并在梁上沿硅的(100)面<110>晶向布置4个压阻元件组成惠斯通电桥来进行应力检测.其次,用有限元法分析了不同参数的孔缝结构对应力分布的影响.结果表明,与传统的无应力集中区域的微悬臂梁结构相比,可以有效提高应力检测的灵敏度.当参数优化后的微悬臂梁尺寸为500μm×180μm×10μm,缝结构尺寸为50μm×20μm时,应力检测的灵敏度可以提高2.68倍.

应力集中区揭煤工作面快速消突方案

卧龙湖煤矿地质构造复杂,煤层瓦斯含量较大,为煤与瓦斯突出矿井,复杂的地质构造给矿井消突工作带来困难。通过在北翼采区应力集中区域改变消突工艺,测定该区域煤层的瓦斯含量、瓦斯压力,研究该矿井8煤层应力集中区域快速消突方案,为卧龙湖煤矿对应力集中区域煤层瓦斯治理提供了理论和实践依据。

不规则煤柱影响下采动应力演化规律分析

针对某矿留设不规则煤柱工作面实际地质情况及开采条件,通过三维有限元数值模拟,对该矿近距离煤层群开采时上煤层开采后留设的不规则煤柱对下煤层工作面开采时的影响进行数值分析。分析结果表明,受上煤层开采后遗留煤柱影响,易在上煤层煤柱下方形成高集中应力,而下煤层设计工作面推进至该煤柱附近时将受本工作面采动应力及上煤层煤柱集中应力叠加严重影响,从而形成高应力集中区,进而可能诱发矿震、冲击地压、支架动载等动力灾害。近距离煤层群开采时,应特别注意下工作面布置位置,即应注重上、下工作面开采的时空关系,从而避免上分层遗留煤柱对下方工作面开采的影响。

煤矿回采工艺数值模拟研究与应用

为进一步提升煤矿的生产效率,提高煤矿效益,以12401工作面为例在对其顶底板条件分析的基础上,对比不同采煤方法的优劣势并确定采用水平分段滑移支架放顶采煤法;基于FLAC3D软件构建仿真模型,对不同采高、放煤高度参数对应煤层应力、应变集中区域以及回采率等指标对比并优选处最佳回采工艺参数;最终,通过实践生产验证上述回采工艺参数的开采效果。

点荷载仪在判断矿井冲击地压中的应用

以京西某矿为背景,该矿浅部煤层基本采完,800 m以下开始有冲击地压现象。水、火、瓦斯灾害不严重,而冲击地压是矿井重点灾害现象,对矿井安全生产的威胁越来越大。从理论到实践两方面论证了点荷载仪的适用性,为判断矿井冲击地压提供了一种更为快捷、方便、可靠的仪器设备。

高灵敏度SCR微悬臂梁设计仿真

利用有限元仿真分析方法,模拟不同特征应力集中区域(SCR)对微悬臂梁测量性能的影响,得出微悬臂梁结构引入不同形式特征SCR后所产生的测量性能的变化规律,分析灵敏度与测量带宽及测量范围的取舍原则。对基于微悬臂梁的高灵敏度微传感器、制动器的设计与优化具有一定指导意义。

基于离散-连续耦合方法的隧道压力拱特性研究

隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过力的传递实现离散-连续模型的耦合;研究了耦合算法中的平均应力计算方法、平均应力计算区域面积及耦合程序遍历颗粒方法;基于自行开发优化的离散-连续耦合程序,模拟了隧道开挖后的围岩受力特性,研究了隧道压力拱形成机理及压力拱特性;计算了埋深分别为10 m,14 m,18 m,22 m,26 m,30 m和34 m情况下的隧道开挖产生的压力拱应力集中等效区域,揭示了隧道压力拱随着隧道埋深的变化规律。研究结果表明,自行开发优化的离散-连续耦合程序能在保证计算精度的前提下,充分发挥离散元方法在微观力学研究方面的优势;隧道开挖后,开挖面周边范围出现层状压力环,但在拱顶和仰拱底附近区域的围岩压力环的环间接触力降低,围岩承载能力急剧降低,形成压力拱;随着隧道埋深的增加,隧道压力拱应力集中等效区域减小,隧道周边围岩的压力拱承载能力越来越大;但当隧道埋深达到一定界限后,隧道压力拱高度趋于稳定。

翟镇煤矿1401E回采巷道矿压监测及数据分析

翟镇煤矿为了揭示、总结在工作面推进过程中,前方煤壁内的应力分布规律,以及由此造成的回采巷道变形情况,特在1401E工作面巷道中建立了矿压监测站。通过分析监测数据,得出了工作面前方煤体垂直应力产生较大集中区域、应力集中系数及超前影响范围,为巷道的合理布置、维护提供了可靠依据,减少了巷道维修费用,具有很好的推广应用价值。

煤巷交叉点钢架支护技术在同家梁矿的研究与应用

通过在同家梁矿14#层311盘区51013巷与311-1巷交汇处架设20#工字钢钢架做交叉点对顶板进行加强支护,保证了上覆煤柱下巷道支护的稳定性,促进了矿井的安全生产,对类似顶板条件的巷道支护技术具有一定的借鉴意义。

SYLOK——微震监测定位系统

SYLOK——微震监测定位系统是对冲击地压现象进行监测定位的安全仪器。它可以连续监测矿井范围内的岩体微震活动,并根据微震的次数和能量的大小,随时确定发生冲击地压的危险程度、岩体中应力集中区域的位置和发生微震的时间,为采取相应的卸压措施,避免冲击地压危害的发生提供可靠的依据。 1.系统的结构及工作原理 (1)

磁记忆检测在压力容器检验中的应用分析

压力容器较为特殊,在使用过程中如果存在磨损或裂缝等问题,可能会在内部强大压力作用下引发安全事故,危及生命财产安全,因此压力容器检验一直是各企业关注重点。通过对磁记忆以及磁记忆检测基本情况的介绍,对磁记忆检测实验原理展开分析,进而对该种检测方式在压力容器检验中的具体运用展开深度探究,旨在明确磁记忆检测具体应用方式,提高压力容器整体检验水平。