超声对TC4表面金刚石复合涂层组织的影响研究

为提升钛合金表面的耐磨性,采用超声辅助气保护钎焊技术,在TC_(4)钛合金表面制备了金刚石复合钎涂层,以探究超声对涂层微观组织的影响,并揭示其细化晶粒的机理。通过在AlSi钎料中加入一定比例金刚石粉末和CuTi合金粉,并施加超声波作用,制备了不同工艺参数下的金刚石复合钎涂层。研究结果表明,钎涂层中Cu、Al反应产物的先后生成顺序理论上应依次为Cu9Al_(4)、CuAl_(2)和CuAl;Ti与Al、C三种元素反应,可能形成的化合物分别为TiC和TiAl_(3);超声辅助可以有效促进金刚石颗粒在钎涂层中的均匀分布,并加速钎涂层中的Ti、Al、Cu原子间的相互扩散,在750℃保温90 s,Ti(Cu,Al)_(2)便可在钎涂层组织内出现;钎涂基体组织中存在大量团聚的未长大的Ti(Al_(1-x)Si_(x))_(3),钎涂层组织晶粒发生明显细化,实现了CuAl2相在钎涂层组织中的弥散分布。

相变储能技术在煤矿供暖系统的研究与应用

传统供暖方式包括燃煤、燃油、燃气炉加热,投入高、热效率低,碳排放量高,对自然环境污染严重。为了落实中国双碳政策,采用相变储能和谷峰错时用电储能的原理,研究了相变材料的储热密度、体积变化、热导率和热传导系数的影响因素,选用了固—液相变潜热大的无机水合共晶盐相变材料,采用HDPE(高密度聚乙烯材料)和PP(聚丙烯材料)将相变材料封装成球体,提高了热能效率。根据研究结果,按照山西正升煤业集团的供暖要求,结合矿井实际供暖区域分布,设计了供暖方案,计算了供暖负荷,选定了供暖设备,配置了自动化控制系统,解决了相变储能技术在严寒地区、煤矿生产条件恶劣的条件下,提供绿色清洁能源供暖的难题,为相变储能技术在严寒、高寒、条件受限等地区的供暖提供成功案例和借鉴,具有推广意义。相变储能技术通过储存多余的能量,并在需要时释放,减少因能量浪费产生的碳排放,利用谷峰错时将能源单价相对较低的电能储存,可以平抑电网负荷,减轻电力系统的负担,进一步降低能源消耗和碳排放,响应了国家双碳政策,具有良好的经济效益和社会效益。

浸水风干煤的自燃特性及MgCl_(2)阻化效果研究

为深入探究采空区遗煤水浸后的自燃特性以及MgCl_(2)阻化剂对浸水煤氧化的抑制效果,利用煤体低温氧化实验系统和傅里叶红外光谱仪,分析原煤及浸水30、90、150 d煤样及在MgCl_(2)阻化剂影响下的官能团变化规律。实验结果显示,浸水时间越长,脂肪烃含量越多,煤体的低温氧化活性就越强,阻化剂抑制效果逐渐减弱;随着浸水时间的增加,—CH_(2)、—CH_(3)、—OH与—COOH含量的降低幅度逐渐扩大,C=O含量的增长幅度逐渐增加。在氧化升温的早期阶段,MgCl_(2)阻化剂对煤氧化过程的抑制效果较好,后期阻化效果降低,对煤氧化过程的抑制效果逐渐减弱。当煤浸水的时间越久,风干煤体的氧化活性就越强,产生CO浓度也越高,而MgCl_(2)阻化剂对煤氧化的抑制效能也在随时间流逝而减弱。基于以上发现,建议在采空区加强温度监测,并对长期浸水后风干的煤层实施定期补充MgCl_(2)阻化剂,加强对煤氧化过程的抑制效果,防止采空区浸水风干煤层发生自燃。

变电站防控二次雷击及地电位技术研究

雷电防护技术在电力系统中十分重要,供电系统的稳定运行对于社会的正常运转至关重要,但二次雷击和地电位反击等问题仍然存在,给供电系统带来了不稳定性和风险。为解决这些问题,对变电站防控二次雷击及地电位技术进行了研究,以提高焦煤集团供电系统的稳定性和可靠性。引入ALPS消散阵系统,通过实验和数据分析,验证了以消散阵系统ALPS Model D和ALPS Model T-C球形电离(极化)器为核心的解决方案的有效性,可以显著降低二次雷击和地电位反击对供电系统的影响,提高系统的安全性和可靠性。

基于“三因素”判定的主通风机风量测定研究与应用

在分析主通风机风量测定方法、确定不同测定方法下测风点布置的基础上,对不同煤矿的在用主通风机的风量进行测定,得到通风机直径、通风机外壳是否安装皮托管、通风机外壳静压孔数量对测定方法选择的匹配关系,并将主通风机进行分类,建立“三因素”判定风量测定匹配原则,进而对此匹配原则进行测定验证。

煤在贫氧条件下升温过程中的自由基反应研究

针对煤体低温氧化引发煤自燃灾害的问题,通过电子自旋共振波谱仪测定了煤样在不同氧气浓度下升温过程中自由基浓度、g因子和线宽的变化,研究了煤样在贫氧条件下的自由基反应特征。实验结果表明,氧化初始阶段3种煤样原生自由基浓度的相对大小为无烟煤>烟煤>褐煤,而通过计算得出在0%、10%和21%氧气浓度下自由基浓度增长率相对大小为褐煤>烟煤>无烟煤,这表明褐煤在贫氧条件下的自由基反应更剧烈。3种煤样的g因子随温度的升高而增大,且相同温度下g因子与氧气浓度呈正比,与煤样的变质程度呈反比。在氧化过程中,褐煤的线宽高于烟煤和无烟煤,但褐煤线宽的降低幅度小于烟煤和无烟煤,3种煤样的线宽受氧气浓度的影响均较小。实验得到不同变质程度煤在贫氧条件下的自由基反应特征,对研究煤自燃的自由基反应机理具有重要意义。

矿用通风机监控系统设计及应用研究

通风机在保障矿井安全方面发挥着不可替代的作用,使用监控系统不仅能提升通风系统的运行可靠性,还可以降低一定的能源消耗。结合实际情况设计了矿用通风机监控系统,系统整体上可分为调度层、传输层和终端设备层三大部分。系统中使用的控制器为S7-1200型PLC控制器,利用各类专业传感器对通风系统的振动、温度、风量、电气、压力参数进行实时监测。基于模糊PID控制技术实现通风量的高效控制。PLC控制器的软件程序基于模块化思想进行设计,通过一个主程序对各子程序进行串联,从而实现系统的各项功能。将监控系统应用到通风机工程实践中,应用效果良好,达到了预期效果,为企业创造了良好的安全效益和经济效益,值得其他煤矿企业借鉴。

自燃矸石山火源位置确定及注浆防灭火技术应用研究

针对矸石山自燃产生大量有毒有害的CO、SO_(2)以及H_(2)S等气体,对矿区周围生态及居民健康造成严重威胁的问题,采用先打钻测温确定矸石山自燃区域的火源位置再进行注浆防灭火处理措施,通过分析距边坡不同深度钻孔的温度分布得出矸石山自燃区域火源位于距离边坡3 m深处,矸石山自燃区域发展规律为由自燃火源处向外侧边坡蔓延。在确定自燃火源位置的基础上,采用注浆防灭火措施对矸石山自燃灾害进行治理,注浆过程中先常压缓慢注入低浓度浆液,再带压注入高浓度浆液,最后对自燃区域表面喷洒浆液隔绝氧气。注浆完成后,矸石山高温区域逐渐降至常温,CO气体浓度逐渐减小并消失。通过连续的温度和气体监测表明,矸石山注浆能达到长期防灭火的目的,研究可为矸石山的自燃灾害治理提供参考。

水力压裂煤体相位频谱曲线试验研究

为探明水力压裂前后煤体内部结构改变引起的复电阻率变化规律,在实验室开展加载围压下煤体水力压裂试验,测量压裂前后煤体相位和振幅频谱曲线。结果表明:(1)压裂前后干燥煤体相位频谱曲线均为“U”型,压裂后相位频谱曲线移动明显;(2)含蒸馏水的压裂煤体相位频谱曲线呈“W”型;(3)压裂煤体中,“W”型曲线是由于未充分填充的含水次生裂隙和原有裂隙的不充分界面极化共同所致,这与水力压裂对煤体破坏的不均匀性有关;(4)采用等效电路的方法,用不同电容器代替煤体不同频率界面极化,模拟相位频谱曲线从“W”型变为“U”型的过程发现,未充分填充的含水次生裂隙和原生裂隙在不同频率下的不充分界面极化是产生“W”型曲线的原因。

青海省格尔木市乌腊德地区煤炭预查地球物理测井技术研究

为了对青海省格尔木市乌腊德地区煤炭预查区相关地质参数进行探测,分析了地球物理测井技术在该区的应用,介绍了研究区位置及地球物理特征。基于此,研究了测井仪器、设备类型,对内部资料进行解释,分析了地层物性、测井剖面的分层、资料的定量,并对成果资料进行解释,研究了煤层对比及赋存规律、标志层的对比、煤层密度成果质量分析与对比等。研究表明,测井工作整体质量较好,数据资料准确、可靠。

我国页岩气开发现状及对煤炭工业影响的研究

针对"页岩气革命"所带来的影响,以实地调研的方式研究了我国页岩气开发现状及存在的问题,分析了页岩气对我国煤炭工业所产生的影响。研究表明,我国页岩气资源储量大、分布广、类型多,但开采难度大、起步晚,还存在许多问题。对此,需要加大扶持力度我国页岩气的开发,加快制订相关法规和标准,加强科学技术研究,规范页岩气开发,从而调动企业参与的积极性,提高我国页岩气开发整体技术水平。

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题,构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台,构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型,设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件,实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明,该系统可直观展示复合灾害监测预警信息,使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化,有效提升了灾害防治的智能化水平。

煤矿带式输送机变频调速节能技术应用研究

以煤矿主斜井带式输送机为研究对象,介绍一种煤矿带式输送机变频调速节能控制系统设计方案。此系统主要分为检测单元、控制单元以及执行单元3部分结构,系统主要装置包括PLC节能控制装置和变频调速装置。系统设计主体包括主斜井带式输送机选型、主斜井带式输送机电气监控系统以及主斜井带式输送机PLC控制软件等。完成相关系统模块设计后,将系统应用于煤矿主斜井带式输送机具体控制过程中,从运输效率、电气节能、机械损耗、社会效益等方面分析煤矿带式输送机变频调速节能控制系统应用成效,确认系统应用价值。最终判断此系统设计具有较强可行性,可在后续设计中进行参考和应用。

受载煤体水力压裂复电参数实验研究

为研究单轴受载煤体压裂后煤体复电阻参数变化关系,在实验室搭建受载煤体的水力压裂变频复电阻率测试平台进行实验,对受载煤体进行压裂前后复电性测试。运用电介质极化理论和激发极化理论,分析煤的水力压裂复电阻率频散机理。结果表明,压裂前煤体复电阻率实部、虚部均随频率变化而变化;复电阻实部整体呈现“三段式”趋势,虚部呈“U”型,趋势略有不同;煤体电容随着频率的增大而减小。压裂后复电阻率虚部呈现“阶梯状”,实部呈现“持续下降”的趋势,不论压裂前还是压裂后,煤体电容都随着频率的增大而减小;压裂后的煤体在含水状态下其虚部呈现“单边上升”,其物理机制是空间电荷积聚效应产生的。

上市公司经营者股票期权激励机制研究

股票期权激励机制作为一种重要的金融衍生工具和上市公司经营者的激励机制,在我国受到越来越多的关注,许多上市公司实施了这种激励方式。良好的股票期权激励机制对调动公司经营者的积极性,减少经营者的短期行为,实现股东和公司利益最大化,提高上市公司治理效率具有重要作用。

二氧化碳爆破采掘装备及技术研究

针对试验矿井煤巷炮掘速度慢、安全性低、爆破产生粉尘和有害气体较多的问题,提出了适合试验矿井煤巷掘进的二氧化碳爆破技术,研制了二氧化碳爆破开采器,并获得国家专利。该装备的工作原理是利用液态二氧化碳瞬间发生相变产生高压,作用于周围煤（岩）体,从而实现破煤（岩）。经井下1 600 m长煤巷的掘进实践表明：二氧化碳爆破相比于传统炸药爆破,安全性高,爆破效果好,煤炭成块率可提高1倍以上,达到65%-78%;抛煤距离缩短约40%,为0-3 m;粉尘及炮烟量减少约50%,二氧化碳体积分数一般为0.02%-0.09%,一氧化碳体积分数一般为（3-16）×10-6;该技术能够为井下创造良好的掘进工作环境,有利于作业人员的身体健康,实现了安全高效掘进。

柴油机燃用乙酰丙酸乙酯-柴油混合燃料的试验研究

采用柴油机台架试验,测量了乙酰丙酸乙酯(Ethyl Levulinate,EL)-柴油混合燃料的燃烧排放性.结果表明:在不作任何调整的情况下,几种混合燃料均可直接用于柴油机.随着输出功率升高,油耗率均逐渐减低,达到最低值后逐渐升高,NOX、CO、CO2和烟度排放整体上都是增加的,HC的排放变化趋势不明显.随着EL混合比例的增大,油耗率有所增大,HC、NOX和CO2的排放整体上均逐渐增大,CO和烟度排放的变化在低功率运行时并不明显,在输出功率较大时,随EL含量的增加明显地降低.研究EL与柴油混合燃料的燃烧排放特性,为EL作为柴油替代燃料的应用推广提供参考,有利于生物质资源的合理化、规模化利用.

基于轨迹发生器的捷联惯导算法仿真研究

为了克服基于半实物的捷联惯导算法仿真研究容易受到各种干扰因素影响的缺陷,更好检验仿真性能,提出一种基于轨迹发生器的捷联惯导算法仿真研究方法。通过给出系统结构图,根据任务要求设计出载体的轨迹发生器,从而获得惯性器件和载体导航参数的输出,进而通过捷联惯导解算得出的解算数据与轨迹发生器的输出数据对比,获得载体输出误差数据。最后,对轨迹发生器和误差数据进行Matlab仿真验证,实验结果表明了该方法的正确性和有效性,达到了检验捷联惯导仿真性能的目的,具有一定工程实际意义。

Ni60/金刚石复合涂层激光熔覆粉末空间行为与成形分析

采用同轴送粉激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60/金刚石复合涂层,借助高速摄像设备对Ni60/金刚石复合粉末的空间行为进行研究,并使用高速摄像、拉曼光谱、体式显微镜和扫描电镜等设备对粉末行为和涂层形貌进行分析。重点研究了激光功率对金刚石石墨化程度、熔池大小、涂层完整性和热影响区大小的影响。研究表明:根据受到激光辐照程度,粉末颗粒可分为三种状态,在强烈辐照下的高亮状态、在较弱辐照下的低亮度状态和几乎未受到辐照的黑色原始状态。在激光辐照作用下Ni60粉末颗粒被点亮的数量远大于金刚石粉末颗粒。Ni60粉末颗粒在被点亮后保持与原始状态相同的球形形态,金刚石颗粒被点亮后同时存在不规则形态与球形形态。金刚石的石墨化程度随着激光功率的增加而增加,当激光功率为1.0 kW时,涂层具有较好的成形质量。

特厚煤层分层开采立体多源瓦斯治理技术应用研究

为解决特厚煤层分层开采瓦斯治理难题,通过分析白芨沟煤矿010203区段首分层0102103工作面采前瓦斯抽采效果及回采期间瓦斯涌出来源,针对性采取定向长钻孔、底板穿层钻孔、顺层钻孔卸压拦截抽采,本分层顺层钻孔强化抽采以及大孔径钻孔采空区瓦斯抽采的立体多源瓦斯综合治理方法,并提出了基于小煤柱沿空留巷的大倾角、大孔径钻孔全程下套管施工工艺,在现场得到成功应用。研究结果表明:在已有定向长钻孔、底板穿层钻孔抽采基础上,采取本分层顺层钻孔强化抽采、下伏分层顺层钻孔卸压拦截抽采等措施,解决了本分层及下伏分层卸压瓦斯涌出问题;利用大孔径钻孔以孔代巷抽采采空区瓦斯,解决了工作面隅角瓦斯积聚问题。