液压支架支护状态分类及感知原理研究

针对目前液压支架单一的姿态测量无法全面反映其综合状态,且无法实现液压支架支护状态精确感知的问题,以两柱掩护式液压支架为例,基于液压支架三维空间受力模型,从空间几何状态和结构承载2个方面对液压支架支护状态分类及稳定性进行了分析,指出液压支架支护关键影响参数为倾角、压力和销轴力。液压支架与围岩处于非耦合状态时易发生几何失稳:构建几何平衡方程,得出重心高度和工作面倾角是影响稳定性的关键因素;提出了顶梁、底座和前连杆3个倾角确定液压支架重心位置的方法,利用双轴倾角传感器实现状态感知。液压支架与围岩处于耦合状态时易发生承载失稳:构建液压支架合力作用点的精确求解方程,通过测力销轴实现顶梁与掩护梁铰接点作用力的感知,并根据平衡区理论判定承载失稳类型。

两柱掩护式液压支架内外加载支护对比试验研究

为解决内加载无法反映液压支架真实工况,智能开采支护状态调控缺乏试验依据的问题,研制了ZY6400/17/31液压支架1∶2缩比模型,搭建了液压支架位移、压力等状态监测系统,分别采用内、外2种加载方式,按照GB 25974.1—2010对不同垫块接触条件下液压支架进行试验。试验结果表明:内加载与外加载合力作用点位置易产生偏移,液压支架响应差异明显,前者作用下表现出压力协同,后者作用下位移协同;平衡千斤顶在非调控外加载状态下,随加载次数将产生累积效应,导致压力不断增大,有失稳趋势;接触状态对立柱位移影响较大,因此井下现场必须对姿态予以测量,提供顶、底板围岩接触状态判断依据。

磁场作用下重介质旋流器悬浮液密度调控研究

针对传统三产品重介质旋流器在二段分选密度调节方面的缺陷,通过外加可调磁场作用,采用Maxwell有限元分析软件仿真模拟和构建试验分选系统相结合的方法,研究磁场作用下重介质旋流器分选密度的变化。模拟结果表明,旋流器内部单个磁铁矿粉受力由中心向器壁随着半径的增大,磁力逐渐增大,重介质旋流器中心区域所受磁力近似为0,器壁处磁力达到最大值,与传统重介质旋流器分选结果吻合。介质试验中,通过改变输入电流强度控制磁场,随着电流强度的增加,底流密度由1.454 g/cm3增至1.604 g/cm3,溢流密度由1.162 g/cm3降至1.126 g/cm3,理论分选密度由1.440g/cm3增至1.566 g/cm3,说明电流强度改变了旋流器内部的密度场,使得旋流器分离锥面向器壁方向移动,与数据模拟结果吻合。

老采空区地面建筑技术研究及应用

为科学地利用采煤塌陷区进行地面建筑,保证新建建(构)筑物的安全正常使用,采用理论研究与现场实践相结合的方法,系统研究了地表残余变形值的计算、老采空区地基稳定性评价方法、地基处理技术及新建建(构)筑物抗变形技术措施,得出了在采空区上方进行地面建筑时,其最小开采深度必须大于垮落裂缝带高度与建筑荷载影响深度两者之和的结论,在确定新建建筑物的建设高度时,还要考虑地表的残余沉陷变形值,尤其是地表倾斜变形值。对采深较浅或地质采矿条件复杂不能满足建筑要求时,还要考虑对采空区进行注浆处理。该技术在平顶山、唐山、晋城、焦作等资源性城市得到了成功推广应用。

近郊采煤沉陷积水区人工湿地构建技术——以唐山南湖湿地建设为例

为了近郊采煤沉陷积水区生态治理问题,在综合分析近郊采煤沉陷破坏特点和城市发展需求的基础上,以唐山南湖人工湿地建设为例,对近郊采煤沉陷积水区人工湿地构建过程中的水域不稳定、水源不足、水体污染等问题进行了研究,通过扩湖形成了稳定水域面积;通过水平衡分析为人工湿地建设提供了可靠的水源保障;通过采取排污口封堵、固废造景绿化和湿地内部水循环模式建立等技术措施提高了湿地水维系能力,使唐山市南部采煤沉陷区生态环境得到了根本改善。研究成果为类似近郊采煤沉陷区的生态治理提供了借鉴。

膏体充填综采工作面地表沉陷规律研究

为了对膏体充填综采地表沉陷进行准确预计和有效保护地表建（构）筑物，采用理论分析、室内试验、工程实测和数值模拟相结合的方法，对膏体充填综采工作面地表沉陷规律及参数预测进行了研究。结果表明：充填体抗压强度1～3d初期增加较快，7d后充填体抗压强度趋于稳定，充填体最终抗压强度略低于煤体的抗压强度；在开采影响边界处地表有上升的现象，主要影响角正切值较小，影响范围较大；以大明煤矿（立井）膏体充填综采工作面为实例，基于概率积分法预计该矿岩移参数，其地表下沉系数为垮落法开采下沉影响系数的0．19～0．22倍；应对预计模型进行适当改进，以提高预计的准确性。

非主断面地表移动观测站布置及求参方法研究

为克服在采动区主断面位置设置地表移动观测站的环境制约性,使观测站的设置既少占农田又能较好的获取地表移动参数,采用在非主断面位置设置观测站的方式,从理论可行性、选址方法和概率积分法求取预计参数3个方面,研究了利用非主断面观测站的观测结果,求取矿区开采影响地表移动预计参数的方法。通过在实际工程中的检验与应用,证明在地表任意一点受开采影响所发生的位移,都能反映本矿区因开采引起的地表移动与变形的规律,对观测站合理的选址,利用逐步趋近的方式求取概率积分法的移动变形预计参数,可以有效地解决观测数据受地形条件、多工作面重复采动影响的问题,达到与主断面观测站相同的效果,较好地获得矿区开采引起的地表移动规律。

有压给料两产品重介质旋流器分选密度影响因素研究

针对现有两产品重介旋流器实际分选密度和循环介质密度之间的密度差异较小的问题,利用半工业性装置,开展了分选密度影响因素的系统试验。结果表明:通过对结构、悬浮液性质、加重质粒度、旋流器入料压力等因素进行优化,可将有压给料两产品重介旋流器的实际分选密度与循环介质的密度差可扩大到0.35g/cm3左右。

双齿辊分级破碎机保护系统的研究探讨

提出双齿辊分级破碎机在使用过程中保护系统不完善,常导致故障频发的现象,从分级破碎机理出发,针对设备自身机械传动、配套控制以及环境预处理等方面多角度探讨,进一步研究机械软连接传动保护、齿辊轴失速保护、电器智能控制保护、给料预处理保护等多重保护,最后总结出多重保护系统可解决设备运行稳定、可靠连续。

单体三产品重介质旋流器试验研究

介绍了单体三产品重介质旋流器的结构特点及分选原理。在对单体三产品重介质旋流器理论研究的基础上,完成单体三产品重介质旋流器结构设计,并进行探索性试验研究。结果表明:单体三产品重介质旋流器在单个圆筒圆锥结构条件下能够实现三种产品分选的目的。

XJM-S系列浮选机研究现状及应用

介绍了我国煤炭行业现行使用的各类浮选设备,包括选煤厂引进的国外浮选机和我国自主研发浮选机,广泛应用于各大选煤厂的喷射式浮选机、浮选柱、微泡浮选机和机械搅拌式浮选机。分析了各类型浮选设备的工作原理和结构特点,提出了我国煤泥浮选设备的发展方向和趋势。

高分选密度两产品旋流器试验研究

介绍了高分选密度两产品旋流器的基本结构,分析了入料压力、悬浮液密度以及悬浮液煤泥含量对旋流器分选效果的影响,结果表明,压力过低或者过高都对分选效果产生负面影响,入料压力0.05MPa时分选效果最好;由于锥角增大,悬浮液的浓缩作用大大增强,悬浮液密度1.5g/cm3时可实现1.80g/cm3以上的高密度分选;煤泥含量为20%左右悬浮液稳定性较好,可达到较好的分选效果。

唐山地区采煤沉陷区矸石充填复垦安全性分析

利用矸石充填复垦是平原矿区采煤沉陷地复垦耕地的常用方法之一,但矸石充填复垦用于农业种植的土体污染问题受到广泛关注。文中通过对矸石充填土壤剖面中涉及食品安全的典型污染元素Cd、Cr、Cu、Ni、Pb进行了研究。结果表明,唐山地区煤矸石作为充填材料复垦耕地对土壤层不存在重金属污染风险,可用于农作物种植。

微生物燃料电池型人工湿地去除四环素机理研究

四环素是一种重要的抗生素,广泛存在于自然水体中,对环境造成潜在危害。本文采用人工湿地(Constructed Wetland, CW)和微生物燃料电池型人工湿地(Microbial fuel cell -Constructed Wetland,MFC-CW)两种方式对四环素进行去除,试验结果显示:当MFC-CW运行稳定后,测定其电压为561±10 mV,并且持续保持稳定状态。最大功率密度为0.0572 W/m 2,对应电流密度为0.2675 mA/m 2,MFC-CW内阻为395.3Ω。CW和MFC-CW对COD Cr 去除率为别为85.1%和90.41%,出水中四环素浓度为分别为0.87~3.92 μg/L和 0.31~0.91 μg/L, MFC- CW较CW而言具有更高的污染物去除效能。

印尼褐煤气流干燥提质及配煤加工可行性研究

针对印尼褐煤水分高、热值低、易自燃的特点,采用褐煤管式气流干燥提质系统对印尼褐煤进行提质试验,研究其气流干燥提质加工的可行性。试验结果表明:收到基含水量在30%以上的印尼褐煤经气流干燥提质加工处理后,可获得低水分、高发热量、低灰、低硫的提质煤,该提质煤与国内高灰高硫烟煤进行配煤加工后,仍可得到低水分、高发热量、低灰、低硫的配煤产品,该提质煤和配煤均为优质的动力煤精煤产品。

滤液阀开度影响加压过滤效果的试验研究及机制分析

为了明确滤液阀开度对加压过滤效果的影响程度及规律,从而为加压过滤系统提高单位面积处理能力、降低产品水分以及降低能耗提供相应借鉴,笔者利用以工业加压过滤相似缩小得到的加压过滤试验系统进行了单因素试验研究。研究结果表明,当滤液阀开度低于40%时,可显著影响加压过滤系统的处理能力及产品水分;通过调整滤液阀开度可独立调节加压过滤系统的处理能力及产品水分,尤其适用于二者不要求同步变化的情况;由试验结果机制分析得出,加压过滤滤液排出部分内阻较大,阻力系数约为32.14,如可以有效降低阻力系数,则对提高加压过滤系统处理能力、降低产品水分以及系统能耗有显著帮助。

唐山南湖湿地水体稳定性分析

利用采煤塌陷积水区进行湿地建设,是矿区生态环境治理的一项重要措施,湿地水体稳定性问题是治理中比较关注的问题。文中通过观测监测井水位与湿地水体水位变化和分析湿地水体与矿井水水化学关系,研究分析唐山南湖湿地水体稳定性,研究表明湿地水体与地下潜水之间补给关系很微弱、与矿井采空区没有明显的水力联系,湿地水体能够保持稳定。

基于不同重构土壤材料配比的草木樨生物量差异分析

为揭示不同重构土壤材料对草木樨生物量影响的差异,探寻最适宜草木樨生长的重构土壤材料配比。以内蒙古胜利矿区的表土、煤矸石、粉煤灰及岩土剥离物为原料,在温室大棚内按照不同的配比进行分层和混合盆栽试验,并采用方差分析法对盆栽试验中的草木樨地上生物量进行差异性分析。结果表明:材料间不同的组合、不同的比例都会对草木樨生物量造成影响,且差异显著;表土、煤矸石及岩土剥离物以3∶3∶4的比例混合时,草木樨生物量较纯表土盆栽生物量提高近30%;煤矸石含量控制在20%~30%、粉煤灰含量控制在10%以下时,重构土壤条件对草木樨生物量促进作用明显。研究表明,煤矸石、岩土剥离物、粉煤灰等可作为表土替代材料,表土替代材料的不同配比会对草木樨生物量产生不同的影响,且当表土∶煤矸石∶岩土剥离物=3∶3∶4时,重构效果最佳。

半自动翻转弧形筛的设计与计算

为提高弧形筛翻转效率,采用电液推杆作为驱动装置对弧形筛进行局部改进,通过电液推杆的伸长与缩短,完成弧形筛筛箱的放平与竖起,最大限度地保留弧形筛原有结构,减少改造工作量,实现筛箱自动俯仰功能。通过理论计算和运动学仿真分别得到筛箱俯仰转动过程中所需驱动力的变化曲线。结果表明:电液推杆驱动力的理论计算曲线与仿真曲线基本吻合,筛箱俯仰翻转过程中水平姿态启动时所需驱动力最大,随着筛箱竖起角度α逐渐变大,所需电液推杆的驱动力相应减小。考虑计算误差和一定的安全系数,弧形筛选用电液推杆的额定最大推力Fmax为15000 N。改造后的弧形筛在人工操作与机械驱动相互配合下实现了半自动翻转,弥补了传统弧形筛的不足,翻转过程由原来的2 h缩短至10 min以内,有效提高了弧形筛的翻转效率和脱水、脱介效果。

东欢坨矿副井井架下沉原因分析及防治措施

自20世纪90年代以来,东欢坨矿副井井架出现下沉,累积下沉量已超过100mm。井架下沉已影响副井提升系统的正常运行与安全,虽然经过两次调整但并未从根本上解决问题。依据变形观测数据,论文对工业广场周边煤层开采情况、地下水位变化情况、副井井架承受荷载情况进行分析,发现井下疏水作用、地面工业广场及周边地区水源井取水导致第四系地下水位逐年下降,逐步引起地面沉降,最终导致了井架下沉。最后,文章对东欢坨矿副井井架下沉提出了具体的防治措施。