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下向孔脉冲水射流破煤特性与抽采期排水排渣技术装备

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下向孔脉冲水射流破煤特性与抽采期排水排渣技术装备

作者：李运强河南理工大学

学位级别：硕士

下向孔水射流冲割煤体时,受水垫效应与压持效应的影响,破煤效果不佳。其次,下向钻孔中积存水渣屑会封堵抽采管路,严重影响瓦斯抽采的效果。针对该问题,本文进行了水射流喷嘴优化和抽采期排水排渣技术装备研究。为了提高下向孔破煤效率,... 详细信息

下向孔水射流冲割煤体时,受水垫效应与压持效应的影响,破煤效果不佳。其次,下向钻孔中积存水渣屑会封堵抽采管路,严重影响瓦斯抽采的效果。针对该问题,本文进行了水射流喷嘴优化和抽采期排水排渣技术装备研究。为了提高下向孔破煤效率,在理论分析的基础上,提出以环空流体强化自激振荡脉冲射流喷嘴调制出脉冲射流以破除水垫效应与压持效应。选用四因素四水平的L(4)正交表设计模拟方案,采用大涡模拟对喷嘴的下喷嘴直径d、腔长L、腔径D引入口直径d等结构参数进行优选研究。依据大涡模拟的结果,分析了各个参数对射流性能对射流特性的影响,利用极差分析法确定了各个参数的最优取值,研制出高性能环空流体强化自激振荡脉冲射流喷嘴。为了考察优选的环空流体强化自激振荡脉冲射流喷嘴性能,研发了水力化增透技术综合测试平台,并利用此平台进行了优选喷嘴的流场测试与冲蚀煤体试验。与普通喷嘴相比,环空流体强化自激脉冲水射流喷嘴调制射流在淹没状态下的平均打击力基本与之持平,而最大打击力在其两倍以上。当泵压为10MPa时,在所研究范围内靶距为11d即33mm时,射流对煤样的冲蚀效果最佳,冲蚀深度47.32mm,冲蚀体积15.7cm。为了解决煤矿下向抽采钻孔水渣积存导致瓦斯抽采效果差的问题,基于“水力排渣、压风排水”的分步输运方式,提出了下向钻孔高效循环排水渣的新思路,进行了水渣输运的关键参数计算,形成了下向钻孔水渣输运抽采一体化装备,并在义安煤矿进行了现场试验。结果表明,下向钻孔水渣输运抽采一体化装备能有效排出粒径为8mm以内的煤岩屑,无外来水补充的情况下10min内可排净孔内积水。经过排水排渣作业后,抽采孔单孔瓦斯浓度由0%提升到60%～85%。钻孔内有外来水源补充时,可采用不定期排水排渣,以延长钻孔高效抽采时间,通过长时间效果考察可知,抽采浓度提高了2.8～12.6倍。研究表明,下向钻孔水渣输运抽采一体化装备能够高效排出下向钻孔内的水渣,完成排渣、排水、抽采三种作业状态的快速切换和循环作业,提高下向钻孔抽采效率,为下向孔水力化增透技术和瓦斯高效抽采提供技术保障。

关键词：下向钻孔自激振荡瓦斯抽采排水排渣大涡模拟

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水利水电工程管理中混凝土施工的应用解析

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第4期 143-146页

作者：李运强石家庄市冶河灌区引岗服务中心河北石家庄050200

水资源是人类赖以生存的基础,我国的国土面积辽阔,其中拥有着丰富的水资源,但是,由于给地区差异过大,导致我国的水资源存在分布不均匀等特点,导致各地区可利用的水资源的情况不同。为了改变个别地区用水困难的情况,我国在各地修建了水... 详细信息

水资源是人类赖以生存的基础,我国的国土面积辽阔,其中拥有着丰富的水资源,但是,由于给地区差异过大,导致我国的水资源存在分布不均匀等特点,导致各地区可利用的水资源的情况不同。为了改变个别地区用水困难的情况,我国在各地修建了水利工程,希望能够帮助保证该地区水资源的正常使用。不仅如此,修建水利工程还可以帮助各个地区抵抗干旱,缓解洪涝灾害,可以毫不谦虚地说,水利工程在我国起着重要的作用,是一项利国利民的工程。混凝土作为水利水电工程的重要组成部分,但是,在实际施工的过程中存在很多的问题,这些问题的产生不仅影响了混凝土的施工质量,还对整个水利工程的质量产生了冲击,导致整个水利工程的使用受到影响。水利工程作为我国的基础建设,绝不可以因为混凝土自身的原因对其产生影响,为此我们决定对水利水电中的混凝土的应用进行分析,希望能够解决混凝土中存在的问题,保证水利工程的正常使用。

关键词：水利水电工程混凝土施工过程应用

冲煤率对煤层卸压增透及瓦斯抽采的影响规律研究

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煤炭科学技术 2022年第10期50卷 102-109页

作者：任培良刘彦伟韩红凯王迪左伟芹李运强史灿北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 义煤集团新安县云顶煤业有限公司河南洛阳471800 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 义马煤业集团孟津煤矿有限责任公司河南洛阳471142

合理确定水力冲孔冲煤率,是保障水力冲孔措施取得良好卸压增透效果的关键,对指导不同煤层瓦斯赋存条件下,煤层瓦斯在规定预抽期内实现抽采达标具有重要意义。根据孟津煤矿的煤层瓦斯地质条件,运用数值模拟和现场试验的手段,研究了冲煤... 详细信息

合理确定水力冲孔冲煤率,是保障水力冲孔措施取得良好卸压增透效果的关键,对指导不同煤层瓦斯赋存条件下,煤层瓦斯在规定预抽期内实现抽采达标具有重要意义。根据孟津煤矿的煤层瓦斯地质条件,运用数值模拟和现场试验的手段,研究了冲煤率对煤层卸压增透及瓦斯抽采效果的影响规律。结果表明:水力冲孔技术能够有效提高钻孔周围煤体的卸压范围,且随着冲煤率的增大,钻孔间煤体所处的应力状态,由邻近钻孔煤体处于卸压区、中部煤体处于增压区,逐渐过渡至两钻孔间所有煤体均处于卸压区。水力冲孔冲煤率越高,钻孔间煤体的卸压程度越大,引起煤体渗透率呈数量级的增大,邻近钻孔煤体的渗透率增大了上千倍,从而造成了抽采后煤层瓦斯含量的降低幅度越大,煤层瓦斯的预抽效果越好。应根据煤层的瓦斯赋存条件,选择合理水力冲孔冲煤率的煤层瓦斯预抽方案,对于厚煤区和瓦斯富集区,应加大水力冲孔冲煤率。采用预抽—水力冲孔—2次抽采的工序,可降低冲孔前钻孔周围煤体的瓦斯含量和瓦斯压力,使得水力冲孔期间钻孔发生喷孔的次数及强度显著降低,利于防治水力冲孔时发生喷孔及瓦斯的异常涌出。预抽时间越长,煤层的残余瓦斯含量越低,但随着抽采时长的增大,煤层残余瓦斯含量的降低速率有减缓趋势。基于上述研究成果,成功指导了孟津煤矿12050工作面不同煤层瓦斯赋存条件下,煤巷条带煤层瓦斯的安全高效预抽。

关键词：水力冲孔冲煤率瓦斯抽采煤与瓦斯突出煤层卸压增透

环空流体强化自激脉冲淹没水射流调制与破煤特性

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煤炭学报 2023年第9期48卷 3393-3404页

作者：刘彦伟龙丽群左伟芹李怀珍韩红凯史进李运强苗健贾浩杰河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南省煤矿安全与职业危害防治国际联合实验室河南焦作454000 密歇根大学文学、科学和艺术学院密歇根安娜堡48109 山东管理学院智能工程学院山东济南250357

针对下向孔淹没水射流卸压增透技术的瓶颈问题,即冲击力弱、破煤效率低、冲割煤量少、适应性差等,提出了环空流体强化自激脉冲水射流下向孔破煤增透思想和原理,以破除孔底压持效应和水垫增阻效应,提高淹没状态水射流的冲击力和破煤效率... 详细信息

针对下向孔淹没水射流卸压增透技术的瓶颈问题,即冲击力弱、破煤效率低、冲割煤量少、适应性差等,提出了环空流体强化自激脉冲水射流下向孔破煤增透思想和原理,以破除孔底压持效应和水垫增阻效应,提高淹没状态水射流的冲击力和破煤效率。采用大涡模拟、打击力测试和冲击釜破煤实验等研究方法,研究了淹没条件下环空流体强化自激脉冲水射流的高效调制和破煤特性。首先建立了适用于煤矿下向孔增透的环空流体强化自激脉冲喷嘴物理模型,优化了喷嘴结构参数;然后研制了淹没脉冲射流高频打击力测试系统和环空流体强化自激脉冲水射流喷嘴,量化分析了环空流体强化自激脉冲喷嘴在淹没环境中的打击力和流场特性;最后研发了淹没水射流破煤实验系统,开展了淹没水射流破煤实验,揭示了环空流体强化自激脉冲水射流的破煤特性。研究结果表明:在煤矿下向孔工程条件下,由两侧带有自吸口的亥姆赫兹型自激脉冲喷嘴能够有效产生环空流体强化自激脉冲水射流,最优喷嘴结构参数为上喷嘴直径d1=3 mm、壁面碰撞角α=120°、下喷嘴直径d2=3.6 mm、振荡腔腔长L=10.5 mm、振荡腔腔径D=27 mm、引入口直径d3=4.2 mm,泵压为10 MPa时卷吸环空水量最大值为0.28 L/s,平均0.19 L/s;泵压相同时环空流体强化自激脉冲水射流与自激脉冲水射流主频相近,环空流体强化自激脉冲水射流的主频为253~285 Hz,而自激脉冲水射流的主频为251~282 Hz;环空流体强化自激脉冲水射流的峰值打击力分别为自激脉冲水射流、连续射流峰值打击力的1.05~1.08倍和1.63~1.89倍,平均打击力是自激脉冲水射流的1.09~1.16倍,反映了环空流体强化自激脉冲水射流在淹没状态下能够持续产生较大的打击力,具有良好的脉冲射流特性;相同泵压和靶距条件下,环空流体强化自激脉冲水射流比自激脉冲水射流、连续水射流对煤样的破坏效果更强;环空流体强化自激脉冲水射流具备良好的冲蚀煤体破坏效果,约88.65%的煤渣粒度在8 mm以下,当泵压为10 MPa,靶距为10d1时,冲蚀时间为10 s,射流对煤样的冲蚀作用最佳,冲蚀深度47.32 mm,冲蚀体积15.7 cm3。研究成果不仅可破解煤矿下向孔水射流增透的瓶颈问题,同时具有少掘岩巷、节省成本的优势,有望替代和超越上向孔水射流卸压增透,在煤矿瓦斯灾害防治和煤层气开发领域,具有广阔的应用前景。

关键词：自激脉冲射流喷嘴结构卸压增透流场特性测试破煤实验

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机械加工机床工具箱的优化设计

造纸装备及材料 2022年第6期51卷 7-9页

作者：杨翠丽李运强齐齐哈尔工程学院黑龙江齐齐哈尔161000

机械加工机床工具箱主要负责将机械加工过程中使用的各类工具按照一定的顺序和规则进行整理与存放,从而为操作人员的工具使用提供便利,在某种程度上将提高机械加工的工作效率。工具箱是机械加工机床中的重要构成,要求每台机床分别配备... 详细信息

机械加工机床工具箱主要负责将机械加工过程中使用的各类工具按照一定的顺序和规则进行整理与存放,从而为操作人员的工具使用提供便利,在某种程度上将提高机械加工的工作效率。工具箱是机械加工机床中的重要构成,要求每台机床分别配备独立工具箱,为了整齐地进行工具摆放,需要在工具箱设计的过程中按照机床规则,合理地调整设计思路,充分发挥出机械加工机床工具箱的功能作用。但机械加工机床工具箱在实际使用过程中,经常出现工具损害的问题。对此,需要制订科学的工具箱设计方案,满足用户的使用需求,为操作人员的使用提供更大的便利。文章梳理了机械加工机床工具箱的现存问题,分析了工具箱优化设计背景,从结构、零部件、保障措施等方面阐述了工具箱的具体优化设计,并用相关箱门结构设计、框架结构设计和箱底层结构设计呈现了机械加工机床工具箱优化案例。

关键词：机床工具箱工具整理优化设计机械加工

基于阅读技巧识别和双通道融合机制的机器阅读理解方法

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自动化学报 2024年第5期50卷 958-969页

作者：彭伟胡玥李运鹏谢玉强牛晨旭中国科学院信息工程研究所北京100085 中关村实验室北京100080 中国科学院大学网络空间安全学院北京100085

机器阅读理解任务旨在要求系统对给定文章进行理解,然后对给定问题进行回答.先前的工作重点聚焦在问题和文章间的交互信息,忽略了对问题进行更加细粒度的分析(如问题所考察的阅读技巧是什么?).受先前研究的启发,人类对于问题的理解是一... 详细信息

机器阅读理解任务旨在要求系统对给定文章进行理解,然后对给定问题进行回答.先前的工作重点聚焦在问题和文章间的交互信息,忽略了对问题进行更加细粒度的分析(如问题所考察的阅读技巧是什么?).受先前研究的启发,人类对于问题的理解是一个多维度的过程.首先,人类需要理解问题的上下文信息;然后,针对不同类型问题,识别其需要使用的阅读技巧;最后,通过与文章交互回答出问题答案.针对这些问题,提出一种基于阅读技巧识别和双通道融合的机器阅读理解方法,对问题进行更加细致的分析,从而提高模型回答问题的准确性.阅读技巧识别器通过对比学习的方法,能够显式地捕获阅读技巧的语义信息.双通道融合机制将问题与文章的交互信息和阅读技巧的语义信息进行深层次的融合,从而达到辅助系统理解问题和文章的目的.为了验证该模型的效果,在FairytaleQA数据集上进行实验,实验结果表明,该方法实现了在机器阅读理解任务和阅读技巧识别任务上的最好效果.

关键词：机器阅读理解阅读技巧识别对比学习双通道融合机制

基于阅读技巧识别和双通道融合的机器阅读理解方法

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自动化学报 2024年

作者：彭伟胡玥李运鹏谢玉强牛晨旭中关村实验室中国科学院信息工程研究所中国科学院大学网络空间安全学院

机器阅读理解任务旨在要求系统对于给定的文章进行理解,然后针对给定的问题进行回答.先前的工作重点聚焦在问题和文章之间的交互信息.然而,忽略了对问题进行更加细粒度的分析,如:问题所考察的阅读技巧是什么.受到先前阅读理解相关文献... 详细信息

机器阅读理解任务旨在要求系统对于给定的文章进行理解,然后针对给定的问题进行回答.先前的工作重点聚焦在问题和文章之间的交互信息.然而,忽略了对问题进行更加细粒度的分析,如:问题所考察的阅读技巧是什么.受到先前阅读理解相关文献的启发,人类对于问题的理解是一个多维度的过程,首先人类需要理解问题的上/下文语义信息,然后再针对不同类型的问题识别其需要使用的阅读技巧,最后再通过与文章的交互来回答出问题的答案.出于该目的,提出一种基于阅读技巧识别和双通道融合的机器阅读理解方法来对问题进行更细致的分析,从而提高模型回答问题的准确性.具体来说,阅读技巧识别器通过对比学习的方法能够显式地捕获阅读技巧的语义信息.双通道融合机制会将问题与文章的交互信息和阅读技巧的语义信息进行深层次的融合,从而达到辅助系统理解问题和文章的目的.为了验证模型的效果,在FairytaleQA数据集上面进行实验,实验结果表明,提出的方法实现了目前在机器阅读理解任务和阅读技巧识别任务上最好的效果.

关键词：机器阅读理解阅读技巧识别对比学习双通道融合机制

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自动化焊接新技术在机械制造中的应用

现代制造技术与装备 2023年第2期59卷 185-187页

作者：李运强张文广齐齐哈尔工程学院齐齐哈尔161000 齐重数控装备股份有限公司齐齐哈尔161000

焊接技术在我国多个行业领域均有应用。自动化焊接新技术的发展,在机械制造领域发挥了重要作用。文章探究自动化焊接新技术的发展现状,深入分析自动化焊接新技术在机械制造企业中的实际应用,促使机械制造企业加深对自动化焊接新技术的了... 详细信息

焊接技术在我国多个行业领域均有应用。自动化焊接新技术的发展,在机械制造领域发挥了重要作用。文章探究自动化焊接新技术的发展现状,深入分析自动化焊接新技术在机械制造企业中的实际应用,促使机械制造企业加深对自动化焊接新技术的了解,以提高自动化焊接新技术在机械制造中的整体应用率。

关键词：焊接新技术自动化机械制造

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下向钻孔水渣输运机制与高效抽采试验研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 19-26页

作者：左伟芹李运强刘彦伟韩红凯贾浩杰河南理工大学、河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

为了解决煤矿下向钻孔水渣积存导致瓦斯抽采效果差的问题,基于水力排渣、压风排水的分步输运方式,提出下向钻孔高效循环排水排渣新思路,计算水渣输运关键参数,研发下向钻孔水渣输运抽采一体化装备,并在义安煤矿开展现场试验。结果表明:... 详细信息

为了解决煤矿下向钻孔水渣积存导致瓦斯抽采效果差的问题,基于水力排渣、压风排水的分步输运方式,提出下向钻孔高效循环排水排渣新思路,计算水渣输运关键参数,研发下向钻孔水渣输运抽采一体化装备,并在义安煤矿开展现场试验。结果表明:下向钻孔水渣输运抽采一体化装备能有效排出粒径8 mm以内的煤岩屑,无外来水补充10 min内可排净孔内积水;经过排水排渣作业后,抽采单孔瓦斯体积分数由0提高到60%~85%;钻孔内有外来水源补充时,可采用不定期排水排渣,延长钻孔高效抽采时间,通过长时间效果考察可知,抽采体积分数提高了2.8~12.6倍。研究表明,下向钻孔水渣输运抽采一体化装备能够高效排出下向钻孔内的水渣,完成排渣、排水、抽采3种作业状态的快速切换和循环作业,提高下向钻孔抽采效率,为下向孔水力化增透技术和瓦斯高效抽采提供技术保障。

关键词：瓦斯抽采下向钻孔水渣输运抽采效果