矿用喷涂堵漏风自修复材料性能研究及工程应用

喷涂堵漏风是防止煤自燃的有效手段之一。针对传统水泥基喷涂堵漏风材料脆性大、易开裂、堵漏风效果差的弊端,提出以微生物及结晶矿物为自愈合剂,研制出生物胶囊和矿物胶囊以及一种生物–矿物–纤维协同自修复材料。研究了不同养护湿度和养护时间对材料裂缝自修复能力的影响。结果表明:当养护湿度为100%相对湿度、养护时间为35 d时,研制的生物胶囊和矿物胶囊可以将裂缝完全修复,裂缝最大修复宽度为1260μm。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)探究了自修复材料裂缝区域修复产物的晶型及元素组成,发现裂缝处的修复产物为球碳镁石、花瓣状的水菱镁矿以及大量由细菌矿化产生的球形方解石,这些修复产物在一定程度上起到了密闭裂缝的作用;EDS能谱分析证实了修复产物为MgCO_(3)和CaCO_(3)。当养护湿度为100%时,材料具有最高的堵漏风率(97.15%),比同养护条件的对照组试样高出73.62%。最后将自修复材料用于沿空煤柱喷涂堵漏风,结果显示该材料在6个月内未发现明显裂隙,与传统水泥砂浆相比,该材料具有更长的使用寿命和更好的预防效果。

综放面采空区漏风规律及防治技术研究

综放工作面采空区漏风易导致遗煤自燃,危及矿井安全。以大南湖一矿1305综放工作面为研究背景,采用数值模拟和现场试验的方法,研究了综放工作面采空区漏风规律,提出了综放工作面端头封堵采空区防漏风技术方案,并在现场进行了试验。结果表明,工作面端头是综放工作面采空区漏风的主要通道,其中进风巷侧端头漏风率达19%;风流在采空区内渗透深度约160 m;工作面端头封堵后,风流在采空区内渗透深度缩减至100 m左右;1305综放工作面端头封堵后,采空区漏风率降低17个百分点。

矿用有机增韧泡沫的制备及性能研究

为增强矿用高分子泡沫材料的韧性,添加有机材料聚乙二醇(PEG)对泡沫进行增韧效果改性。采用扫描电镜、热重实验、氧指数测试、锥形量热测试、抗压强度测试,发泡与固化时间测定研究了添加不同分子量PEG改性的作用效果。结果表明:不同分子量PEG能有效增加酚醛树脂泡沫的抗压强度,减小其粉化率,PEG分子量为1 000时,添加量为6%增韧效果最好,抗压强度达到0.155 MPa,粉化率降低到1.3%;添加一定量的PEG能有效增加酚醛树脂发泡倍数,但同时会增加其泡沫的收缩率与固化时间;PEG改性酚醛树脂泡沫孔径结构更加均匀,泡沫的孔径也更加均匀,这主要是由于未与酚醛树脂反应的PEG起到了表面活性剂的作用,能更好地使固化剂等与树脂混合;对于不同PEG分子量酚醛树脂泡沫的热稳定性,分子量越大,添加量越多的酚醛树脂泡沫其热稳定越差。

Application of Roadway Spray Material to Fire Prevention in Goaf Excavation

In order to reduce the risk of spontaneous combustion in goaf during goaf excavation process, polymer modified cement mortar spraying material was used to spray and seal the roadway surface. The experimental application was carried out in the upper channel 2304 of a mine in Henan Province. The test results showed that polymer modified cement mortar spraying material could effectively support the roadway and greatly reduce the deformation rate of the roadway. The best spraying thickness is 5 mm. Through the monitoring of tunnel air leakage, it is concluded that the polymer modified cement mortar spraying material can reduce the tunnel air leakage and play a better sealing effect.

泛摆线齿轮泵气塞原因分析与防气塞设计研究

气塞会导致摆线滑油泵不供油,影响泵的正常工作,严重时可能导致滑油泵零件磨损,大大缩短滑油泵的使用寿命。结合实际,论述滑油泵气塞原因、防气塞设计等,以期为后续泵类产品设计提供参考和借鉴。

浅埋藏大采高自燃煤层堵漏风防灭火技术实践

以A矿1205综采工作面火灾防治需求为背景,在对工作面自然发火危险性进行深入分析的基础上,阐述了工作面火灾防治的重点是抑制采空区漏风,提出了进回风巷端头封堵和联络巷密闭封堵相结合的堵漏风措施,并以后者为重点。结合数值模拟,详细论述了密闭位置、密闭墙体结构、充填材料和墙体厚度。应用结果表明:堵漏风防灭火技术实施后,采空区遗煤自燃得到有效抑制,工作面未发生火灾事故,保障了生产安全。

侧壁排烟口下方倾斜空气挡板促进侧向排烟效果研究

为了研究侧壁排烟效果随空气挡板倾斜角度的变化规律,探究了不同倾斜角度空气挡板作用下侧壁排烟口附近温度场与流速矢量场特征及排烟效率。结果发现:侧壁排烟口下方设置空气挡板可以有效抑制冷空气的流入,侧壁排烟效率得到明显提升。侧壁排烟口下方设置空气挡板后,排烟口附近热烟气流线明显增加,冷空气流线变得稀疏,排烟口区域高温烟气面积明显增加。当排烟口宽高比为1:2时,侧壁排烟效率随挡板倾斜角度(0≤θ≤45°)的增大而增大,在45°≤θ≤60°基本保持高位稳定,具有最佳排烟效果;当排烟口宽高比为2:1时,侧壁排烟效率随挡板倾斜角度(0≤θ≤30°)的增大而增大,在30°≤θ≤60°出现下降趋势,30°时达到排烟效率峰值。通过数据分析构建了现有条件下不同倾斜角度空气挡板作用下的侧壁排烟效率表征模型,可为隧道侧壁排烟系统设计提供相应技术参考。

检修电源快速接取装置的研制

针对使用传统方法接取电源耗时长的问题,文章研制了一种检修电源快速接取装置,介绍了装置研制过程和性能测试结果,现场应用表明,该装置可以有效解决检修电源箱内的电源接口形式各异,且不便于接取电源的问题,能有效提高工作效率以及避免接取电源过程中易造成的人身伤害,适合大范围推广使用。

燃煤发电机组调峰对回转式空气预热器的影响及应对措施

近年来,随着风电、太阳能等可再生能源装机容量的迅猛增长,以及居民用电和第三产业用电负荷的增加,相应的发电负荷和用电负荷具有更明显的日波动性。电网的调峰问题日益突出,需要我国电力的主要来源——燃煤发电机组具有更高的调峰以及快速响应能力。燃煤机组长时间低负荷运行、频繁的升降负荷乃至停炉热备用给配套的回转式空气预热器的安全稳定运行带来挑战,主要体现在快速升降负荷过程中预热器运行电流异常波动以及长时间低负荷下预热器堵灰问题,本文针对上述问题进行研究并提出应对措施。

无铅喷锡堵孔不良探讨与改善

随着新能源的快速发展,对能源用印制电路板的需求也越来越多,而能源印制板在设计上多为内层芯板铜厚大于等于2OZ和无铅喷锡,且PTH孔多数需进行喷锡,客户端不接受锡堵孔现象;这就对喷锡的品质要求较为严苛;改善喷锡堵孔就显得尤为重要,本文主要通过实验验证,在现有参数范围内,通过对风刀温度、风刀压力以及风刀间距的参数进行优化,达到改善的目的,为后续生产提供技术依据。

“孤岛”工作面采空区漏风规律及煤自燃防控研究

“孤岛”工作面沿空侧煤柱破碎严重,漏风复杂,煤自燃危险性大。本文以某煤矿2202“孤岛”工作面为例,通过SF6示踪气体漏风测定法,测定采空区漏风通道,结合数值模拟的方法分析采空区周边氧气漏风流场,确定煤自燃危险区域,提出有针对性的煤自燃隐患防控方法。结果表明:该工作面主要漏风汇为回风隅角和沿空侧破碎煤柱区域;采空区漏风是由回风侧向后部采空区渗流并通过破碎煤柱向沿空侧采空区扩散,采空区后30~60m与沿空侧采空区煤柱内侧30m范围为煤自燃危险区域;针对该区域,提出了堵漏降氧、惰化降温及监测预报的综合防控方法,制定了回风顺槽端头喷浆、注水玻璃凝胶、注二氧化碳相结合的防控技术。现场实测表明,在工作面回采过程中,该方法降低了工作面回风隅角等区域CO体积分数,有效防控采空区煤自燃隐患,保障了工作面的安全回采。

无煤柱开采采空区漏风防治技术研究

针对新登煤矿22采区无煤柱开采的方式下存在22051采空区与邻近采空区大面积漏风问题,通过分析22051采空区漏风途径,提出了封堵22051副巷,将22031与22071机巷调整为均压通风的方式改善通风现状,对22051停采线气体进行束管监测分析,验证了漏风治理效果。束管监测结果显示:22051采空区停采线北部通过封堵已达到有效治理,停采线南部因机巷漏风造成氧气浓度回升,对切巷下口采空区侧20m、实体煤侧10m范围内的机巷实施了喷浆封闭巷道,进一步减少漏风。

城市电力隧道电缆管孔密闭性检测装置研制及试验应用

文章根据气体直压法测试原理,结合电缆管孔自身结构特点,设计开发出一套适用于电缆管孔密闭性检测的装置,该装置具有易操作、方便携带和可视化的特点。在其测试过程中,通过采用自检模式、气泡模式和检测模式,可以有效地实现对电缆管孔密闭性的准确检测。同时,本研究还以某城市110千伏电力隧道的电缆管孔为例,通过对工程现场电缆管孔的试验测试,分析出电缆管孔1~#和2~#存在泄漏风险,有效验证了该密闭检测装置的适用性和可行性,可为今后类似工程的开展提供一定的技术参考。

基于防水锤空气阀动态进排气系数数值模拟研究

在长距离输水管道水力过渡计算中,空气阀进排气系数多采用常量,为探究防水锤空气阀进排气系数对管道压力变化的影响,通过Fluent软件对DN100防水锤空气阀模拟得到-9~11 kPa的质量流量,并建立不同压差的动态进排气系数曲线,以西山一级提水泵站为例,对空气阀进排气系数分别采用动态值和固定值(均值0.55)进行过渡过程计算并对比分析。数值模拟结果表明,空气阀采用改进后的动态进排气系数对管道负压影响较小,对正压影响较大,且改进后的动态进排气系数有效降低了管道内的压力波动,在泵站实际运行中需关注管路正压变化并注意加强防护,水锤防护计算时应根据空气阀进排气实测资料进行计算,研究结果可为泵站运行中空气阀的水力过渡计算提供一些参考。

针吸式蔬菜穴盘育苗精量排种装置的设计与试验

根据穴盘育苗农艺要求并结合茄科类蔬菜种子物理特性,设计了一种针吸式蔬菜穴盘育苗精量排种装置。对排种装置的结构及工作原理进行了描述,分析确定了吸针和种盘的结构参数。对吸孔直径、真空负压值及振动频率3个因素进行了试验研究,分析得出最优参数组合。开展了排种装置性能试验,结果表明:排种装置的播种合格率(单粒率)可达到96.31%,漏播率和重播率分别为1.20%和2.49%,能够较好地满足播种需要。

引气结构对二元塞式喷管冷却和红外辐射特性的影响

为降低加力状态下二元塞锥表面温度和喷管红外辐射强度,对塞锥进行冷却结构设计。采用数值模拟的方法对比分析了引气结构、冷却通道高度和冷气入口总压比对塞锥冷却和喷管红外辐射特性的影响。结果表明:塞锥冷却后其表面温度和喷管红外辐射强度显著降低;引气腔内无冲击板时,引气角度的改变引起射流核心区位置的变化,造成塞锥头部和前缘展向温度分布差异明显,引气角度为90°时塞锥表面最高温度要比30°和60°的模型高50K;加装冲击板后,冷却通道内的流量分配和塞锥前缘的展向温度分布得到有效改善、塞锥头部的换热得以增强,但同时会引起较大的总压损失,因此相同入口总压比下,加装冲击板后冷却流量降低、塞锥外表面温度升高;随着冷却通道高度增大,冷气流量增加、流速降低,故存在一个最佳通道高度使得塞锥冷却效果最好;以塞锥无冷却为基准,入口总压比为1.0~1.8时,塞锥外表面最高温度降低了470~590K,0°探测角上红外辐射强度降低了25%~33%。

虎峰煤矿孤岛工作面安全防灭火技术实践

针对孤岛工作面漏风通道多、阻化剂和黄泥灌浆防火效果差的问题,结合虎峰煤矿2-103工作面开采地质条件,根据回采工作面不同开采阶段的特征,制定了不同的漏风通道封堵和注氮防火方案,并进行了现场试验。试验表明,通过采取堵漏和注氮技术措施,能够有效控制工作面采空区自然发火,整个回采过程中安全可控。

浅埋深煤层开采地表漏风规律及封堵技术

浅埋深煤层开采后引发的地表漏风易致采空区遗煤自燃,为治理地表漏风,对大南湖一矿综放面地表裂隙分布范围及宽度进行了实测及绘图,基于SF_(6)示踪气体检漏技术,定性、定量研究了地表漏风规律,得到了不同地表裂隙治理后的漏风量计算方法,形成了适用于大南湖一矿浅埋深煤层开采的地表裂隙封堵技术。

储层非均质性影响空气泡沫驱注入效果研究——以鄂尔多斯盆地甘谷驿油田长6油层组为例

空气泡沫驱是重要三采技术,为了了解该技术适用储层类型,笔者等通过文献调研、机理分析、室内实验及油藏生产动态数据分析研究其注入效果与储层非均质性关系,结果表明:该技术通过泡沫体系产生阻力提高波及系数,泡沫中包含的表面活性剂降低界面张力提高驱油效率,泡沫特性“遇油消泡,遇水不变”可有效调剖堵水并改善流度比,非均质性强的储层具有大小不一的孔喉、较大的孔喉比和较强的贾敏效应,使上述增加波及系数、驱油及堵水效果更强,从而在水驱基础上可以进一步大幅提高采收率。实验和生产动态资料都说明,储层非均质性越强,表现为渗透率级差较大,增产和堵水效果越好,因此空气泡沫驱适用于储层非均质性较强的储层。该研究成果为空气泡沫驱的推广提供借鉴。

矿用硬质聚氨酯材料应用性能研究

本文研制了一种高发泡倍数的矿用堵漏材料,重点研究了混泥土干物料对堵漏材料反应时间、反应温度、抗压强度的影响,并现场制作密闭墙测试了该堵漏材料的性能。实验结果表明堵漏材料的反应时间随干物料掺量的增加而增加,堵漏材料的反应温度与抗压强度随干物料掺量的增加而减少。现场试验结果表明,材料的A、B组分其制成浆体后,浆体稳定性好,浆体密度可调,凝结时间可调,流动性强,材料的利用效率更高;在管道输送过程中不易沉淀在管道中堵塞管道,且堵漏材料是泡沫多孔结构,在保证材料强度的同时,极大的提高了能源的利用率;密闭墙密闭效果良好,制作过程简单、快速,适合推广。