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大采高大断面迎采沿空巷道窄煤柱宽度研究

太原理工大学学报 2023年第3期54卷 466-472页

作者：郑文翔庄志鹏郭帅杨家琦内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014000

根据山西马堡煤矿地质条件,通过极限平衡理论、内外应力场理论计算出迎采巷道煤柱宽度范围为6.48~8.97 m.采用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟了煤柱宽度为5~9 m时,在15202运输顺槽掘进过程中,煤柱应力分布、塑性区分布及迎采沿空巷道围岩... 详细信息

根据山西马堡煤矿地质条件,通过极限平衡理论、内外应力场理论计算出迎采巷道煤柱宽度范围为6.48~8.97 m.采用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟了煤柱宽度为5~9 m时,在15202运输顺槽掘进过程中,煤柱应力分布、塑性区分布及迎采沿空巷道围岩变形规律,结果表明:随着煤柱宽度的增加,煤柱峰值应力及塑性区范围不断减小,煤柱宽度为7 m以后,峰值应力减小趋势和塑性区变化均不明显,围岩变形逐渐趋于稳定,综合考虑安全开采和资源高效利用,最终确定煤柱宽度为7 m.通过模拟煤柱不同位置在采掘过程中的应力变化,确定采掘应力叠加影响范围为采掘间距30~-30 m,并结合15202运输顺槽不同位置的围岩变形情况,给出了合理的支护建议。

关键词：迎采沿空掘巷窄煤柱宽度内外应力场围岩控制

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煤柱尺寸对沿空巷道稳定性影响研究

内蒙古煤炭经济 2023年第19期 7-9页

作者：高振东郑文翔内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014000

煤柱尺寸是影响煤柱稳定性及沿空巷道掘进和支护的主要因素。为了保证沿空巷道的稳定,留设煤柱尺寸成为关键问题。煤柱的宽度是从采空区右侧煤壁到沿空巷道左帮煤壁的水平距离,影响上一区段工作面回采产生的侧向支承压力对煤柱及巷道围... 详细信息

煤柱尺寸是影响煤柱稳定性及沿空巷道掘进和支护的主要因素。为了保证沿空巷道的稳定,留设煤柱尺寸成为关键问题。煤柱的宽度是从采空区右侧煤壁到沿空巷道左帮煤壁的水平距离,影响上一区段工作面回采产生的侧向支承压力对煤柱及巷道围岩破坏程度。以高头窑煤矿G3-1106工作面和G3-1107工作面辅助运输顺槽为工程背景,运用极限平衡理论计算出保护煤柱尺寸范围9.2~10.8m。运用FLAC3D数值模拟软件分析留设不同宽度煤柱时煤柱和巷道稳定性。结合理论分析和数值模拟结果显示留设10m煤柱符合要求。通过在巷道布置测站,结果表明:在10m煤柱下,巷道顶板及两帮围岩变形量较小,巷道基本保持稳定。巷道及煤柱稳定性随着煤柱尺寸增大,影响逐渐变小,最后处于稳定状态,煤柱过大会造成煤炭资源浪费,选择合理的煤柱尺寸十分必要。

关键词：沿空巷道煤柱侧向支承压力数值模拟

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长壁工作面过空巷顶板稳定性动态特征研究

煤矿安全 2014年第4期45卷 51-53,57页

作者：郑文翔内蒙古科技大学煤炭学院内蒙古包头014010 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

以国内某大型矿井工作面过空巷为工程背景,在分析工作面顶板物理模型的基础上建立其稳定性力学模型,分析顶板稳定性和煤柱稳定性的关系,并通过数值计算和现场观测验证。研究表明相同条件下采高越大、控顶距越大,工作面顶板下沉量越大;... 详细信息

以国内某大型矿井工作面过空巷为工程背景,在分析工作面顶板物理模型的基础上建立其稳定性力学模型,分析顶板稳定性和煤柱稳定性的关系,并通过数值计算和现场观测验证。研究表明相同条件下采高越大、控顶距越大,工作面顶板下沉量越大;工作面过空巷顶板稳定性受煤体支撑力和工作面支架支撑的影响,煤体的支撑能力又影响着顶板结构的稳定;工作面过空巷应提前使工作面与空巷走向保持倾斜、并尽量降低采高,对空巷两帮采用玻璃钢锚杆支护煤体以提高煤体承载能力,在工作面临近时采用液压支柱支护顶板。

关键词：空巷顶板围岩稳定性支护数值计算

顾客不确定型决策下的随机服务系统定价策略研究

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顾客不确定型决策下的随机服务系统定价策略研究

作者：郑文翔华南理工大学

学位级别：硕士

随着社会的不断进步,经济的不断发展,人们对各式各样的服务的需求越来越多。如今服务科学已经引起了国内外人们的普遍关注,而排队论就是研究随机服务现象的一门科学,但传统的排队论研究的是不含有人主观思想的机械系统,所以研究服务科... 详细信息

随着社会的不断进步,经济的不断发展,人们对各式各样的服务的需求越来越多。如今服务科学已经引起了国内外人们的普遍关注,而排队论就是研究随机服务现象的一门科学,但传统的排队论研究的是不含有人主观思想的机械系统,所以研究服务科学时需要在传统的排队论的基础上加入博弈理论的分析。在随机服务系统中研究顾客与顾客之间的非合作博弈策略,从而求出顾客在排队过程中的最优进队策略的纳什均衡,已经成为随机运筹学在管理科学领域中的一个重要研究方向。此外,在现实生活中,服务提供者的定价决策的调整会影响顾客的策略选择,自身的收益甚至整个系统的整体效益,故研究服务提供者的定价决策具有重大的管理意义。以往研究排队系统中顾客的进队策略的文献,大都假设顾客对该系统的服务时间的分布有完整且正确的认识,但在实际生活中,顾客在多数情况下对系统的服务时间没有完全的了解,故本文以此为选题背景,考虑当顾客只知道排队系统的服务率所在的范围时,他们分别基于乐观准则与悲观准则时的进队策略,以及从服务提供者的角度,分别以收益最大化及社会福利最大化为目标考虑相应的定价策略。本文主要研究了在不可见队长的M/M/1排队系统中,市场中存在两种顾客(分别以乐观准则和悲观准则为进队判断依据)时,顾客的进队行为及最终总体的实际到达率(即单位时间选择进队的平均人数),分析了顾客对系统服务率掌握的精确程度对顾客实际到达率的影响。接着以服务提供者的角度,分别求出了以收益最大化为目标及社会福利最大化为目标的定价策略,并分析了顾客对系统服务率掌握的精确程度对这两种定价策略的影响。我们还分析了顾客对系统服务率掌握的精确程度对最优收益及最优社会福利的影响。本文研究发现:1.顾客对系统服务率掌握的精确程度可能对顾客的实际到达率产生积极影响,也可能产生消极影响,这取决于系统真实服务率,顾客的市场规模及乐观型顾客所占的比例。2.当市场中仅存在悲(乐)观型顾客时,收益最优的定价关于顾客对服务率掌握的精确程度是递增(减)的;最大收益关于顾客对服务率掌握的精确程度是递增(减)的。3.顾客对服务率掌握的精确程度越高,社会福利最优的实际到达率及最大社会福利一定不会变得越小。

关键词： M/M/1排队系统实际到达率收益最大化社会福利最大化定价策略

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迎采巷道围岩变形机理及控制技术研究

煤 2023年第5期32卷 26-30,85页

作者：杨家琦郑文翔郭帅庄志鹏内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010

以马堡煤矿迎采巷道围岩控制为背景,采用理论分析及数值模拟方法对采掘全过程巷道变形机理进行分析,将巷道分为了3个阶段,即:沿实体煤掘进阶段、迎采动相互影响阶段和沿空掘巷阶段。确定了各阶段的影响范围,提出了动态分段支护设计方案... 详细信息

以马堡煤矿迎采巷道围岩控制为背景,采用理论分析及数值模拟方法对采掘全过程巷道变形机理进行分析,将巷道分为了3个阶段,即:沿实体煤掘进阶段、迎采动相互影响阶段和沿空掘巷阶段。确定了各阶段的影响范围,提出了动态分段支护设计方案,取得了良好的效果。

关键词：迎采巷道围岩变形支护设计

靶材高纯铝和5083铝合金电子束焊接工艺及接头性能研究

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靶材高纯铝和5083铝合金电子束焊接工艺及接头性能研究

作者：郑文翔哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高纯铝是指纯度达到99.8%以上的纯铝制品,本文使用的母材一是高纯铝（纯度为99.999%）添加了0.5%铜的合金,母材二是5083铝合金。本文研究了高纯度Al0.5%Cu与5083铝合金的焊接接头在不同工艺下的成形规律、力学性能、组织分析以及成分演... 详细信息

高纯铝是指纯度达到99.8%以上的纯铝制品,本文使用的母材一是高纯铝（纯度为99.999%）添加了0.5%铜的合金,母材二是5083铝合金。本文研究了高纯度Al0.5%Cu与5083铝合金的焊接接头在不同工艺下的成形规律、力学性能、组织分析以及成分演化等,对电子束焊接接头在溅射靶材中的应用进行了研究并提出了改善措施。Al0.5%Cu-5083电子束焊接接头焊缝均匀,熔宽为2mm,熔深达到20mm。具有较大的深宽比,焊缝截面呈钉子状形貌,焊接结合良好。焊缝与Al0.5%Cu的热影响区存在明显分界线,这种无过渡区的接头组织通常结合性能较弱,断裂也易发生在该区域。5083母材与焊缝之间的过渡区界面质量良好。焊接接头的平均硬度为60HV,母材Al0.5%Cu平均硬度为33HV,母材5083平均硬度为83HV。接头硬度介于母材Al0.5%Cu和5083之间,服役硬度要求高于高纯铝母材Al0.5%Cu材料,实际硬度满足靶材的使用性能要求。接头的抗拉强度要求高于50MPa,实际抗拉强度达到70MPa,满足服役要求。断裂位置位于焊接接头,在Al0.5%Cu侧的熔合区。母材Al0.5%Cu的晶粒大小为50-60μm,母材5083晶粒大小为75-90μm,而熔池焊缝区顶部的晶粒大小为40-50μm,接头晶粒细化且明显小于母材晶粒。由于束流在厚度的方向上发生衰减,所获接头焊缝中心处的组织在熔池顶部和底部表现出不一致。母材中的合金元素因为熔化对流,焊缝区各元素含量均介于Al0.5%Cu和5083铝合金成分之间。Cu元素的在熔池顶部的对流较底部更为强烈,Mg元素在熔池顶部烧损最为严重,含量较低的元素变化趋势不明显。将焊接接头按溅射靶材的制作要求进行电子束焊接,发现在收束处存在钉尖缺陷,导致氦泄漏检测合格率偏低,仅有70%。用偏转收束角度的工艺进行缺陷的控制,虽有改善,仍不符合靶材制造要求;用偏移收束位置的工艺进行改善,效果良好,焊接接头均能满足靶材制造的要求。

关键词：高纯铝 5083 电子束焊接焊接工艺力学性能

工作面开切眼掘进过程中端头效应及稳定性分析

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煤矿安全 2013年第11期44卷 194-197页

作者：郑文翔孙明内蒙古科技大学煤炭学院内蒙古包头0140101 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

为了确定莒山矿井长壁工作面开切眼过程中的端头效应,利用数值仿真技术,建立长壁工作面开切眼的大型三维数值计算模型,分析在不同掘进步距和不同掘进长度下开切眼围岩的应力特征和位移特征,并据此确定端头效应的影响范围。研究结果表明... 详细信息

为了确定莒山矿井长壁工作面开切眼过程中的端头效应,利用数值仿真技术,建立长壁工作面开切眼的大型三维数值计算模型,分析在不同掘进步距和不同掘进长度下开切眼围岩的应力特征和位移特征,并据此确定端头效应的影响范围。研究结果表明:巷道断面掘进过程中存在着端头效应,在该矿工程条件下端头效应的影响区域大约在距掘进头后10 m范围内,强烈影响区域约在距掘进头后8 m范围内;开挖完成后,开切眼巷道帮部的铅垂应力分布规律为从巷道表面向围岩深部由小到大,再由大到小过渡到原岩应力状态。

关键词：开切眼端头效应稳定性数值计算

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煤矸选择性破碎分选实验及破碎规律的研究

煤矸选择性破碎分选实验及破碎规律的研究

作者：郑文翔太原理工大学

学位级别：硕士

煤矸石作为一种固体废弃物，其危害性已引起了广泛重视，在国家政策引导下，我国各科研，生产部门作了大量的研究，一直探索地面上的煤矸分选技术，并且也取得了很大进展，但是迄今为止，还没有任何国家从事井下煤矸直接分选的技术研究... 详细信息

煤矸石作为一种固体废弃物，其危害性已引起了广泛重视，在国家政策引导下，我国各科研，生产部门作了大量的研究，一直探索地面上的煤矸分选技术，并且也取得了很大进展，但是迄今为止，还没有任何国家从事井下煤矸直接分选的技术研究。课题中先对煤、矸的物理力学特征作了分析，找出一种能解决不规则煤、矸选择性破碎分选的技术途径。对不规则自然矿块强度特性研究，找出一种计算不规则自然矿块强度公式，通过规则试件与不规则试件的比较确定出其可靠性。随后从破碎能量消耗角度考虑，也是从破碎的难易度考虑，选择张拉破碎较为合适，因为从矿物强度角度来讲抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度中抗拉强度最弱，这样就易于破碎。论文中分析了煤、矸在张拉破坏的特性，分析了张拉破坏的过程。本课题主要是通过大量的实验来说明煤、矸破碎分选的可行性，从混沌的角度来说明不规则试件个体上的离散性与整体上的稳定性。也即在煤矸实验中单独就一块煤、矸来讲其强度是特别离散，但从整体一批矿块来讲其强度服从正态分布。关于服从正态分布，本文通过实验数据，利用MATLAB此软件给予正态分布的图形模拟及假设性检验，而且由图形看出煤、矸破碎力有着明显的分界，即煤、矸破碎分选的临界力。另

关键词：点载荷正态分布统计规律不规则试块选择性破碎分选

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天安焦化煤气回收净化系统的升级改造

天安焦化煤气回收净化系统的升级改造

作者：郑文翔安徽工业大学

学位级别：硕士

煤气净化回收系统是炼焦生产的重要组成部分,随着经济社会的发展,对污染物排放及成本管控提出更高的要求,同时由于企业工艺与装备、管理与操作水平等差异,导致煤气净化回收系统的管理和运行效率差别较大。为此,本文以徐州天安煤焦化公... 详细信息

煤气净化回收系统是炼焦生产的重要组成部分,随着经济社会的发展,对污染物排放及成本管控提出更高的要求,同时由于企业工艺与装备、管理与操作水平等差异,导致煤气净化回收系统的管理和运行效率差别较大。为此,本文以徐州天安煤焦化公司为研究对象,通过实习实践、工序单元和单体设备检测、理论对比分析等工作,系统梳理煤气净化回收全流程中的问题,分离出影响操作运行的关键环节和参数,并逐步实施技术改造和工艺完善,从根本上解决夏季煤气含H2S和废水含NH3-N等超标,以及生产紊乱等问题。论文重点阐述煤气初冷、PDS脱硫及废水蒸氨等工序的工艺完善与技术改造。研究内容和结果包括:(1)煤气初冷操作是影响全净化系统的关键,通过现场测试与分析,初冷后煤气温度比设计值约高4℃,夏季实际温度有时会高10℃以上。一是后续工序操作无法正常;二是除油、除萘效果差。问题在于冷却塔堵塞严重,夏季冷水量不足等。为此,首先进行了初冷器、凉水架的维修改造,减少管道串漏;其次需新增低温水574.1m3/h或者改造和提升制冷机能力;第三改善补水水质及对冷却塔进行除垢等。(2)对于脱硫系统,由于预冷塔煤气进口和冷却介质温度偏高,使得进入脱硫塔煤气温度高出设计值3～5℃,以及来自蒸氨后的碱液温度过高,导致脱硫过程副盐量增加,生产中不断调整脱硫催化剂PDS含量,提高脱硫效率的操作并不可取;合理的方案是稳定控制催化剂性能及用量,通过前道工序保持煤气脱硫反应温度。(3)蒸氨系统操作不稳及废液NH3-N含量过高,主要由于蒸氨塔进水量波动,剩余氨水含油较多,塔底间接蒸汽加热热阻大,最终导致塔板效率偏低;生产中采用加大纯碱用量,使pH值由设计值8～9提高到9～10.5,表面上可以使得NH3-N含量达标,实际上生化段碱性过重不利于微生物生存。为此,首先在剩余氨水槽后增加陶瓷过滤器,减少水中含油量;其次,在蒸氨塔前增加高位缓冲槽,稳定蒸氨塔处理量;第三,全面清理蒸氨塔设备堵塞物,或夏季改用直接蒸汽替代间接蒸汽加热,流量控制为0.265Kg/kg水;第四,更换蒸氨塔后气相分缩器,同时增加冷凝冷却器低温水量,保证液氨进入脱硫塔温度在40℃以下。通过近1年的改造和实践,除制冷水系统未完成外,其他措施均已产生效果,运行表明,煤气净化后H2S含量和NH3-N含量均已正常达标,操作基本稳定。

关键词：煤气回收初冷器脱硫蒸氨