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Influence and optimization of swirler parameters on elbow wear of deep coal fluidization pipeline transportation system

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Friction 2024年第7期12卷 1408-1433页

作者： Shaodi ZHAO Jiusheng BAO Shirong GE zhongbin wang Yan YIN Congguang HUANG School of Mechanical and Electrical Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China School of Mechanical Electronic and Information Engineering China University of Mining and Technology-BeijingBeijing 100083China Frontier Scientific Research Center for Fluided Mining of Deep Underground Resources China University of Mining and TechnologyXuzhou 221008China

Elbow wear is a major threat to the multiphase pipeline transportation industry,which has a negative impact on the stable operation of the transportation system.In order to find the wear reduction methods of elbows in the fluidization pipeline transportation system for 2000-meter-deep coal resources,the swirler was installed upstream of the elbows,and wear simulations and tests of three kinds of elbows were carried out.The results showed that the maximum wear rate(MWR)of elbows increased and then decreased along the elbow angle.Due to the different directions of gravity,the heavy wear position(HWP)of the horizontal-vertical(H-V)elbow was in front of the vertical-horizontal(V-H)elbow.Because the downstream portion of the horizontal-horizontal(H-H)elbow was still a horizontal pipe,the HWP of the H-H elbow almost covered the whole elbow.The swirler placed upstream of the elbows could make the particles at the elbow move to the intrados of the elbows,resulting in less collision between the particles and the extrados of the elbows,thus reducing the wear of the elbows.The wear reduction effects of swirlers on three different elbows were favorably connected with the guide vane angle(GVA)and negatively correlated with the guide vane length(GVL),decreased first and then increased as the guide vane height(GVH)increased,and were little affected by the guide vane number(GVN)and the guide vane thickness(GVT).The mathematical models between the MWR of the elbows and guide vane parameters were established.By bench tests,the wear reduction effect of three kinds of elbows under the optimal guide vane parameters was 58.4%,76.9%,and 78.6%,respectively.The errors between the bench test results and the simulation results were around 10%.

关键词： pipe elbow erosion wear spiral flow swirler guide vane parameters particle collision

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Equilibrium Joining Strategies in the M/M/1 Queues with Setup Times under N-Policy

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Journal of Systems Science and Systems Engineering 2019年第2期28卷 141-153页

作者： Yaqian Hao Jinting wang zhongbin wang Mingyu Yang Department of Mathematics Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China

This paper carries out a game-theoretic analysis of a single-server queueing system with setup times under N-policy by considering both the partially observable and the partially unobservable information scenarios. The server switches off whenever the system becomes empty, and is resumed when the number of customers reaches a certain threshold value. Customers decide whether to join or to balk the system upon arrival based on their available information. The equilibrium joining strategy of customers as well as the systemzs performance measures are derived under different information levels. We find that both Follow-the-Crowd (FTC) and Avoid-the-Crowd (ATC) behaviors exist in our system. Numerical results show that the social welfare is unimodal in the threshold, and is decreasing in the waiting cost.

关键词： M/M/1 queue setup time N-policy equilibrium information

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Effects of plant coverage on shrub fertile islands in the Upper Minjiang River Valley

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Science China(Life Sciences) 2018年第3期61卷 340-347页

作者： Laiye Qu zhongbin wang Yuanyuan Huang Yuxin Zhang Chengjun Song Keming Ma State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-environmental Science Chinese Academy of SciencesBeijing 100085 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China Department of Microbiology and Plant Biology University of Oklahoma Norman 73019 USA Institute of Energy and Environmental Protection Chinese Academy of Agriculture Engineering Beijing 100125 China

The patchy distribution of vegetation in dry land results in well-documented "fertile islands". However, the response of shrub fertile islands to plant recovery and the underlying mechanisms, such as the linkage plant and soil properties, remain unknown.We sampled soils from areas with three different plant coverages(25%, 45%, and 75%) and three of their adjacent inter-plants to investigate soil physicochemical and microbial properties in the upper Minjiang River arid valley. The results showed that these factors were influenced by the persistence of plants that contrasted with the inter-plant interspaces. We found fertile islands in under-plant soil that were enhanced with increasing plant coverage, from 25% to 45% and 75%; however, there were no significant differences between 45% and 75% plant coverage apart from the soil clay content and the fungi to bacteria ratio. The soil microbial communities in under-plant soil were strongly influenced by the total soil carbon(TC), soil organic carbon(SOC),and available nitrogen(AN), whereas the microbial communities in inter-plant soil were primarily constrained by the AN and available phosphorous(AP). Moreover, the inter-plant soil properties, including gravimetric soil water content, pH, electrical conductivity(EC), and soil C:N ratio, were also strongly influenced by adjacent vegetation, which suggested that fertile islands may be beneficial for plant recovery in this region.

关键词：植物恢复灌木山谷土壤性质微生物物理化学土壤碳土壤水

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综放工作面煤矸识别技术及其应用

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 1-15页

作者：李嘉豪司垒王忠宾魏东顾进恒中国矿业大学机电工程学院徐州221116

综放工作面煤矸识别技术作为智能放煤开采的关键技术,已经成为煤炭智能开采领域的技术难题。首先介绍了综放工作面煤矸识别技术的重要性及其对生产安全和经济效益的影响。随后,指出了该技术目前存在的问题和挑战,如难以识别不同形状、... 详细信息

综放工作面煤矸识别技术作为智能放煤开采的关键技术,已经成为煤炭智能开采领域的技术难题。首先介绍了综放工作面煤矸识别技术的重要性及其对生产安全和经济效益的影响。随后,指出了该技术目前存在的问题和挑战,如难以识别不同形状、颜色和深度的煤块和岩层;识别过程中噪声和复杂背景的影响等。详细阐述了综放工作面煤矸识别技术的主要方法如射线法、视觉法和振动与声音信号法。通过对煤矸识别方法的原理、技术特点和优缺点等方面进行分析,全面评估了当前综放工作面煤矸识别技术的应用现状以及各种方法的适用条件和存在的问题。最后,探讨了该技术的未来发展趋势,强调了多传感器融合、深度学习和智能决策与实时监测作为当前技术发展的主要方向。

关键词：综放工作面煤炭开采煤矸识别煤矸混合物

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深部煤炭流态化开采装备自主行走机构多缸推进同步控制

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 264-278页

作者：鲍久圣李玥锋周恒阴妍赵少迪王忠宾葛世荣中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深地资源流态化开采前沿科学研究中心江苏徐州221008 中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院北京100083

我国浅部煤炭正逐渐开采殆尽,向地球深部开发资源已成为必然趋势和国家需求。针对2000 m以深的深部煤炭开采难题,设计了一种适用于深部煤炭流态化开采装备的自主行走机构,并重点对自主行走机构中液压推进系统的多缸同步控制难题进行了... 详细信息

我国浅部煤炭正逐渐开采殆尽,向地球深部开发资源已成为必然趋势和国家需求。针对2000 m以深的深部煤炭开采难题,设计了一种适用于深部煤炭流态化开采装备的自主行走机构,并重点对自主行走机构中液压推进系统的多缸同步控制难题进行了研究。首先,基于流态化开采工艺原理及装备组成,设计了一种增阻迈步式自主行走机构,可实现采掘、转化和输出等多舱体的分段式自主行走;其次,针对液压推进系统的多缸同步控制要求,分析对比了主从控制、相邻交叉耦合控制、偏差耦合控制、均值耦合控制4种控制策略以及比例、积分、微分控制(PID)算法、自抗扰控制器(ADRC)的优缺点,分别开展了在均匀负载、突变负载、时变负载3种工况下的控制性能仿真试验;再次,采用雷达图测评法对不同控制策略下的同步控制性能进行综合评价,最终选定基于ADRC的均值耦合控制方法为最佳同步控制策略;最后,研制自主行走机构试验台并开展了多液压缸同步控制试验,试验结果表明:当采用基于ADRC的均值耦合同步控制策略时,4个液压缸在不同工况下的最大同步误差均能保持在±5 mm以内,且具有优异的鲁棒性,可满足流态化开采装备自主行走机构的多缸同步推进要求。

关键词：深部开采液压推进系统均值耦合控制多缸同步自抗扰控制器(ADRC) 自主行走机构

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Erratum to:Equilibrium Joining Strategies in the M/M/1 Queues with Setup Times under N-Policy

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Journal of Systems Science and Systems Engineering 2022年第4期31卷 512-512页

作者： Yaqian Hao Jinting wang zhongbin wang Mingyu Yang School of Economics and Management University of Chinese Academy of SciencesBeijing100190China Department of Mathematics Beijing Jiaotong UniversityBeijing100044China

The article“Equilibrium Joining Strategies in the M/M/1 Queues with Setup Times under N-Policy”unfortunately contained a mistake about the first author’s affiliation.In the original publication of the paper,this affiliation was“Department of Mathematics,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China”.It should be“School of Economics and Management,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,100190,China”.

关键词： M/M/1 Times Setup

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基于IMU-LiDAR紧耦合的煤矿防冲钻孔机器人定位导航方法

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2179-2194页

作者：司垒王忠宾魏东顾进恒闫海峰谭超朱远胜中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)... 详细信息

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)连续时间轨迹的点云畸变矫正方法,建立了激光雷达和IMU的数据融合模型,提出了基于IMU-LiDAR紧耦合的防冲钻孔机器人定位建图方法。根据煤矿卸压巷道特点建立了密闭坡道模型,开展了建图效果仿真分析,结果表明,所提算法在定位精度、轨迹误差方面均优于现有常用算法。在此基础上,设计了基于改进人工势场法和快速扩展随机树的动态路径规划方法,建立了适用于防冲钻孔机器人的路径规划与导航融合方案,并设计了2种仿真运动场景,结果表明,所提路径规划方法在全局路径规划和动态路径规划的平均路径长度、平均运行时间、平均生成节点数等方面均具有较好的综合性能。为了进一步验证防冲钻孔机器人定位导航方法的实用性,在校内模拟巷道、地面实验基地和井下卸压巷道等场景下开展了多组对比实验,结果表明:将IMU数据与LiDAR数据紧耦合后,所提方法的定位建图精度明显提高,在特征退化场景中具有优越的定位建图性能,且规划路径的运算效率和路径代价方面均具有良好的表现,验证了所提定位导航方法在多种场景中的可行性和优越性。

关键词：防冲钻孔机器人同步定位与地图构建惯性-雷达融合定位导航路径规划

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以校企合作共生助推高质量企业职工培训

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天津职业院校联合学报 2024年第3期26卷 67-70,82页

作者：黄超王佑昌王仲斌广东省江门市第一职业技术学校广东529030

随着国家对职业教育的高度重视,职业院校积极开展校企合作、产教融合,根据调查学校和企业各自开展培训工作都存在各自不足的问题,校企双方发挥各自优势,共同打造高水平师资队伍,提升培训管理效率和教学质量,建立高效评价机制,在协同育... 详细信息

随着国家对职业教育的高度重视,职业院校积极开展校企合作、产教融合,根据调查学校和企业各自开展培训工作都存在各自不足的问题,校企双方发挥各自优势,共同打造高水平师资队伍,提升培训管理效率和教学质量,建立高效评价机制,在协同育人中共生共长、合作共赢,助力职工培训工作的可持续性和高质量发展。

关键词：校企合作职工培训合作共生

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智能化采煤机总线电磁干扰模型建立及布线工艺优化

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2905-2923页

作者：魏东王忠宾赵亦辉李凤麟赵友军司垒李福涛中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 西安煤矿机械有限公司陕西西安710200

智能化采煤机是煤矿综采工作面的关键装备。受智能化采煤机隔爆电控箱内部空间限制,其内部电子电气器件、变频器动力电缆和总线存在混合布线情况,所形成的电磁干扰严重影响了采煤机总线通讯的稳定性和可靠性。随着装机功率持续增加和采... 详细信息

智能化采煤机是煤矿综采工作面的关键装备。受智能化采煤机隔爆电控箱内部空间限制,其内部电子电气器件、变频器动力电缆和总线存在混合布线情况,所形成的电磁干扰严重影响了采煤机总线通讯的稳定性和可靠性。随着装机功率持续增加和采煤机智能化需求越来越高,智能化采煤机电气及控制系统总线面临的电磁干扰愈发严峻。目前采煤机电控箱内布线工艺主要以经验为主,缺乏针对智能化采煤机电控箱内电磁环境的有效仿真手段和电控箱内线场传输耦合模型的研究,尚不能为智能化采煤机控制系统总线抗干扰能力提升提供技术支撑。因此,如何有效抑制电磁干扰并优化布线工艺,提升总线通信的稳定性,已经成为智能化采煤机亟待解决的重要问题。针对智能化采煤机总线抗干扰技术的需求,建立了智能化采煤机电控箱内动力线缆辐射干扰模型,提出了输出动力线缆电磁辐射快速估计方法,分析了变频器输出动力线缆所产生的电磁辐射受开关频率、输出电压及启动状态的影响;建立了基于双导体传输线的采煤机CAN总线串扰特性分析模型,提出了基于串扰影响因子的采煤机CAN总线串扰估计方法,研究了总线受串扰影响程度与布线距离、线缆类型及距地高度等的关系。基于上述理论分析设计了智能化采煤机电控箱总线抗干扰优化布线工艺,研发了采煤机总线抗干扰测试可视系统。为了验证所提采煤机布线工艺优化方法的可行性,设计并开展了电控箱布线优化前后的总线干扰测试实验,结果表明:优化前后CAN总线数据帧波形的偏差程度分别为0.1493和0.0305,受扰率分别为56.07%和35.33%。

关键词：智能化采煤机总线抗干扰线缆电磁辐射总线串扰布线优化

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基于电磁波的煤岩识别技术研究进展

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工矿自动化 2024年第1期50卷 42-48,65页

作者：柳圆司垒王忠宾魏东顾进恒中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

将电磁波应用于煤岩识别中,可有效提高煤岩界面分辨能力。结合煤岩界面模型,阐述了运用电磁波技术进行煤岩识别的原理;介绍了γ射线法、雷达探测法、太赫兹信号法、电子共振法、X射线法和红外热成像法6种具体的煤岩识别方法,分析了各方... 详细信息

将电磁波应用于煤岩识别中,可有效提高煤岩界面分辨能力。结合煤岩界面模型,阐述了运用电磁波技术进行煤岩识别的原理;介绍了γ射线法、雷达探测法、太赫兹信号法、电子共振法、X射线法和红外热成像法6种具体的煤岩识别方法,分析了各方法的原理,对各方法的优缺点及煤矿井下适用性进行了对比,并结合实际工业应用分析了各方法的研究现状。γ射线法在探测距离上具有显著优势,但存在放射性问题,基本被淘汰;雷达探测法具有识别准确的优点,但由于其信号衰减严重,探测距离短,目前一般应用于薄煤层测厚;太赫兹信号法探测距离短,只有在井下环境组成稳定时才能应用;电子共振法信号衰减严重,探测距离较短且难度较大,所以目前矿井基本摒弃;X射线法穿透性强,成像较清晰,但危害性极大;红外热成像法中,主动红外激励法需耗费大量时间对煤岩进行激励,且在处于高瓦斯的矿井环境中,存在极大的安全隐患;截割闪温法虽耗时较短,但对于截齿多、排布复杂的情况很难实现有效的煤岩识别。指出电磁波回波信息决定着电磁波煤岩识别的准确性,后续应对其进行深层次挖掘。

关键词：煤岩识别电磁波 γ射线法雷达探测法太赫兹信号法电子共振法 X射线法红外热成像法

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