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煤矿快速掘进工作面产尘特点及综合防尘技术研究

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矿业安全与环保 2024年第2期51卷 33-39页

作者：陈玉涛中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

针对煤矿快掘工作面掘进速度快、设备集中、产尘量大等特点,以曹家滩煤矿122107辅运巷快速掘进工作面为研究对象,详细分析了快速掘进工作面的产尘规律,开展“喷雾抑尘+机载通风控除尘”综合防尘技术及其工艺参数研究,结合快速掘进工作... 详细信息

针对煤矿快掘工作面掘进速度快、设备集中、产尘量大等特点,以曹家滩煤矿122107辅运巷快速掘进工作面为研究对象,详细分析了快速掘进工作面的产尘规律,开展“喷雾抑尘+机载通风控除尘”综合防尘技术及其工艺参数研究,结合快速掘进工作面产尘特性及掘锚一体机外形特点,设计了4种贴近截割滚筒的喷雾装置和1种机载控除尘装置,并进行了现场工业性试验。结果表明:应用快掘工作面综合防降尘技术,降尘效率在90.69%以上,能极大地改善快掘工作面粉尘污染情况。

关键词：快速掘进工作面产尘特点综合防尘喷雾装置防尘效果

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群矿集约管理模式及体系研究

中国煤炭 2024年第6期50卷 11-18页

作者：辛德林陈团团李臣中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北省武汉市430064

为充分发挥新街能源公司台格庙矿区“一个开发主体、整装型配置”的优势,以高度集中的智能矿井群为依托,结合新发展阶段低碳、绿色和智能化的需求,设计群矿集约“1337”管理模式及群矿集约管理创新十大体系,包含覆盖煤矿全生命周期的煤... 详细信息

为充分发挥新街能源公司台格庙矿区“一个开发主体、整装型配置”的优势,以高度集中的智能矿井群为依托,结合新发展阶段低碳、绿色和智能化的需求,设计群矿集约“1337”管理模式及群矿集约管理创新十大体系,包含覆盖煤矿全生命周期的煤矿安全风险预控管理;参照行业一流企业提升竞争力的对标管理;关注客户需求、消除浪费的全面成本精细化管理;整合业务流程与财务流程的业财融合管理;提升效率的企业标准体系;构建节能环保的矿井生产系统的绿色低碳管理;建立灵活、敏捷横向组织的组织结构创新;结合外包与价值链管理的专业化管理;优化机制和资源配置的内部市场化管理以及全面规划;协调人力资源的人力资源管理。构建与台格庙矿区开发模式及特点相匹配的企业文化,明确企业的价值导向,并形成可复制、可推广的经验,引领煤炭工业高质量发展。

关键词：高质量发展群矿集约管理管理机制创新

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框架-核心筒结构中支承楼面梁的连梁抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 78-86页

作者：虞终军王建峰段炼同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法,基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法,并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围,结果显示楼... 详细信息

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法,基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法,并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围,结果显示楼面梁传递到连梁上的集中力相比连梁自身的受剪承载力较小,通常仅占5%~10%。提出了支承楼面梁的连梁有限元分析模型,并通过对不同跨高比的连梁在不同集中力作用下的低周反复加载数值分析,研究了滞回曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能。结果表明:连梁跨中受集中力后等效刚度减小且减小的比例与集中力大小及加载位移角相关;连梁跨中承受集中力后,随着加载位移角增大,滞回环面积变化比例呈现出先增大后减小的规律;滞回环面积减小比例与集中力大小及加载位移角相关,集中力、加载位移角越大,滞回环面积减小比例越大;总体上,集中力对连梁的能量耗散系数影响不大;当连梁跨中承受的集中力为受剪承载力的10%且加载位移角为4.0%时,等效刚度减小为跨中不受力连梁的82%,滞回环面积减小为跨中不受力连梁的89%,能量耗散系数基本不变。

关键词：钢筋混凝土连梁剪切非线性 OpenSees 数值模拟抗震性能

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煤矿用钻孔机器人钻臂定位误差补偿研究

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 153-163页

作者：梁春苗姚宁平姚亚峰彭涛中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤炭科学研究总院北京100013

目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻... 详细信息

目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻臂运动学模型;通过对加工误差、机身变形、装配间隙等影响因素分析,发现采用回转减速器蜗轮蜗杆结构间隙会引起倾角和方位角误差放大,并在机身平时会引起倾角和方位角误差最大达0.85°;为消除误差,首先采用传统钻臂运动学误差补偿方法建立了钻臂静、动态误差补偿模型,利用全站仪测试关节间隙和变形量,基于补偿模型和RBF神经网络法求逆解得到误差补偿量,钻臂期望位姿与实际位姿误差的x方向平均误差为9.6 mm,y方向平均误差为18.2 mm,z方向平均误差为16 mm,满足工程应用要求;其次为解决传统全站仪试验测量的方法的复杂性和非实时性问题,提出了一种通过激光测距仪和高精度开孔定向仪组合获得位姿误差检测的方法,通过测距实时计算实际和理论倾角、方位角差值,作为误差补偿后的新倾角和方位角的控制输入量,对钻臂进行实时误差检测与补偿;最后利用传统全站仪精度检测方法对激光测距组合位姿误差补偿模型进行验证。试验表明:激光测距组合定位误差检测法最大误差差值在±0.5°以内,方位角最大误差在±0.5°以内,比未采用误差补偿前分别提高了41.1%和37.5%,满足了钻孔机器人开孔定位误差要求。在煤炭行业开展了钻孔机器人钻臂在线精确定位与误差补偿研究,对钻孔机器人精确自动开孔定位及孔群全自动施工具有重要的借鉴和指导意义。

关键词：钻孔机器人钻臂定位运动学模型位姿误差检测误差补偿模型煤矿

基于极限分析上限定理的凿型截齿水平切割力预测方法研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：王忠鑫苏振宁宋波刘畅孙龙中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司数字与智能产业中心辽宁工程技术大学矿业学院

轮斗挖掘机是露天煤矿连续开采工艺系统的关键装备，截齿设计及切割力预测是轮斗挖掘机研制关键技术难题。为了指导轮斗挖掘机的机械设计，优化铲斗截齿设计，更准确的预测开采过程中截齿所受切割阻力，基于极限分析理论提出了预测凿型... 详细信息

轮斗挖掘机是露天煤矿连续开采工艺系统的关键装备，截齿设计及切割力预测是轮斗挖掘机研制关键技术难题。为了指导轮斗挖掘机的机械设计，优化铲斗截齿设计，更准确的预测开采过程中截齿所受切割阻力，基于极限分析理论提出了预测凿型截齿水平切割力的上限法。基于库伦屈服准则相关联流动法则，建立以对数螺旋线为破坏面的旋转运动机构；通过输入荷载功率与破坏区的能量耗散率相等，推导凿型截齿的水平切割力表达式；通过数值求导获得水平切割力系数图，显示了切割前角和岩石内摩擦角对凿型截齿的水平切割力的影响，简化了凿型截齿水平切割力预测计算。不同于以切屑-截齿作用力学分析为基础的凿型截齿拉伸或剪切破坏模型，上限法优势是无需假设破坏面上应力分布。采用7组实验数据对上限法和其他传统方法预测结果进行对比验证，14个统计指标结果表明：上限法在预测精准度方面同半经验法和Evans法相近，优于Nishimatsu法，验证了上限法对凿型截齿切割岩石水平切割力的有效性和适用性。上限法预测效果可通过考虑三维破坏运动机构和采用拉伸截断的流动法则进行改进。

关键词：凿型截齿机械破岩力学模型切割力预测极限分析上限法

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基于RSM方法优化诱导结晶除氟研究

工业水处理 2024年

作者：郑威城秦树林王忠泉陈霞中煤科工集团杭州研究院有限公司

为了优化氟磷酸钙诱导结晶除氟效果，利用Box-Behnken实验设计(BBD)与响应面法(RSM)优化氟磷酸钙诱导结晶除氟实验，建立了以氟离子去除率为响应值的二次回归模型并通过方差分析(ANOVA)对模型进行了验证，比较了3个参数对氟离子去除率... 详细信息

为了优化氟磷酸钙诱导结晶除氟效果，利用Box-Behnken实验设计(BBD)与响应面法(RSM)优化氟磷酸钙诱导结晶除氟实验，建立了以氟离子去除率为响应值的二次回归模型并通过方差分析(ANOVA)对模型进行了验证，比较了3个参数对氟离子去除率影响的显著性。RSM优化的最佳条件为：Ca/F=15、P/F=8.918、晶种投加量=9.208 g/L，理论最佳除氟率为97.26%，实际获得了95.07%的氟离子去除率。SEM和能谱图观察到晶种反应前后的形貌变化。XRD表征发现诱导结晶后产生了CaF2、Ca10(PO4)6(OH)2、Ca10(PO4)6F2、CaHPO4，表明氟磷酸钙诱导结晶除氟有多种结晶反应路径。

关键词：响应面法诱导结晶除氟氟磷酸钙

软土地区600 m级超高层建筑基础沉降的计算与分析

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 151-158页

作者：王卫东常林越吴江斌王阿丹华东建筑集团股份有限公司上海200041 华东建筑设计研究院有限公司上海地下空间与工程设计研究院上海200002

我国超高层建筑大多建造在沿江沿海软土地区,基础承载力和沉降控制要求高。为确保软土地区超高层建筑基础沉降与底板内力计算的可靠性,以高度597 m的天津高银117大厦为例,采用建筑桩基规范中等效作用分层总和法对基础最大沉降进行了预估... 详细信息

我国超高层建筑大多建造在沿江沿海软土地区,基础承载力和沉降控制要求高。为确保软土地区超高层建筑基础沉降与底板内力计算的可靠性,以高度597 m的天津高银117大厦为例,采用建筑桩基规范中等效作用分层总和法对基础最大沉降进行了预估,并提出群桩基础考虑遮拦-群桩加筋效应的共同作用实用分析方法以及上部结构与基础一体化分析方法对基础沉降分布和底板内力进行了计算分析,综合不同方法的计算结果表明:基础底板厚度为6.5 m,桩径为1000 mm,桩端埋深约102 m,桩数共941根;预估基础最大沉降为11~15 cm;底板最大弯矩为80~130 MN·m/m,分布于核心筒和巨柱区域。该项目结构封顶4.5年时基础实测最大沉降约10.1 cm,根据实测沉降发展曲线预估基础最终沉降约10.8 cm,基础沉降值和分布规律与计算结果接近。所采用的方法可为软土地区超高层建筑深基础工程的设计分析提供参考。

关键词：软土地区深基础工程共同作用基础沉降底板内力沉降实测

不同滴灌方式下生物炭对采煤沉陷区花生根系形态及土壤无机氮的影响

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生态学杂志 2024年第7期43卷 2134-2142页

作者：陈东周欣姜浩郑俊林中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司沈阳110015 沈阳农业大学水利学院沈阳110866

采煤沉陷区复垦是采煤区难点问题之一。为探究采煤沉陷区不同滴灌方式和生物炭用量对花生增产的影响,于2021年和2022年开展田间试验,采用裂区试验设计,主区为灌溉方式,分别设置膜下滴灌(M)和浅埋滴灌(Q)两种方式,副区为生物炭施用量,分... 详细信息

采煤沉陷区复垦是采煤区难点问题之一。为探究采煤沉陷区不同滴灌方式和生物炭用量对花生增产的影响,于2021年和2022年开展田间试验,采用裂区试验设计,主区为灌溉方式,分别设置膜下滴灌(M)和浅埋滴灌(Q)两种方式,副区为生物炭施用量,分别设置0(B0)、10(B10)和20(B20)t·hm^(-2)三个水平,研究了不同灌水方式和生物炭施用量对花生根系生长、干物质及氮素积累量、产量及土壤无机氮含量的影响。结果表明:与浅埋滴灌相比,膜下滴灌显著提高了花生根长、根体积、根表面积、饱果期干物质积累量、百仁质量、百果质量及产量,但显著降低了土壤铵态氮和硝态氮含量;膜下滴灌处理下花生产量、百仁质量和百果质量较浅埋滴灌分别提高了14.9%、8.9%和6.3%。随着生物炭用量的增加,花生根长(苗期除外)、根体积(苗期和结荚期除外)、根表面积(苗期除外)、饱果期干物质积累量、百果质量、百仁质量及产量均呈先增后减的趋势,生物炭施用量为10 t·hm^(-2)时达到最大值,B10处理花生产量较B0处理提高了19.8%。土壤铵态氮含量随生物炭用量的增加逐渐降低(花针期除外),而硝态氮(花针期除外)和植株氮素积累量则随生物炭用量的增加逐渐增加;MB10处理下花生根长、根体积(结荚期除外)、根表面积(苗期除外)、饱果期干物质积累量、百果质量、百仁质量及产量均为最优,产量较QB0处理提高了38.8%。花生产量、百仁质量及百果质量与根长、根表面积呈显著正相关,百果质量与土壤铵态氮和硝态氮含量亦呈显著正相关。综上,膜下滴灌条件下,施用10 t·hm^(-2)生物炭处理促进花生根系生长,提高植株对土壤无机氮素的吸收,进而增加干物质积累并最终提高产量。研究结果可为采煤沉陷区土地复垦提供技术支撑和理论参考。

关键词：花生膜下滴灌生物炭采煤沉陷区产量

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磨砂射流轴向切顶压裂工艺研发及应用

煤炭学报 2024年第S1期49卷 36-44页

作者：夏永学张晨阳杜涛涛周金龙孙如达陆闯潘俊锋中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部

厚硬顶板大面积悬顶是诱发冲击地压的重要原因之一，针对顶板深孔爆破和常规水力压裂存在的不足，开发了磨砂射流轴向切顶技术。该技术通过在巷道顶板钻孔内实施预制轴向裂缝、定向水力压裂等工序，使巷道走向和倾向方向上均形成最有利... 详细信息

厚硬顶板大面积悬顶是诱发冲击地压的重要原因之一，针对顶板深孔爆破和常规水力压裂存在的不足，开发了磨砂射流轴向切顶技术。该技术通过在巷道顶板钻孔内实施预制轴向裂缝、定向水力压裂等工序，使巷道走向和倾向方向上均形成最有利于顶板垮落的人造裂缝网，以实现最佳卸压效果。现场应用表明，实施磨砂射流轴向切顶后，目标岩层电磁波吸收系数增强，顶板裂隙明显增加；工作面回采期间，压裂影响区域的支架支撑力在增加，支架主要受力模式从降阻型和恒阻型转变为增阻型，微震能量释放更平稳，有效降低了冲击地压发生风险。在此基础上，分析了磨砂射流轴向切顶卸压防冲机理，即轴向切顶使工作面端头附近形成预制的轴向裂缝，工作面回采期间，顶板沿预制裂缝定向切落，降低了顶板弯曲弹性能转化为巷道围岩压缩弹性能的基础静载Ej和顶板突然断裂产生的强烈附加动载Ed，使巷道围岩不具备冲击启动的载荷条件。

关键词：冲击地压水射流坚硬顶板轴向切顶卸压效果