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冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采

煤炭科学技术 2024年第1期52卷 1-14页

作者：王国法潘一山赵善坤庞义辉何勇华魏文艳中国煤炭科工集团有限公司北京100013 北京天玛智控科技股份有限公司北京101399 辽宁大学灾害岩体力学研究所辽宁沈阳110036 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优... 详细信息

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。针对巷道冲击地压防治难题,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,利用吸能防冲液压支架实现了正常状态对巷道围岩进行强支护、冲击过程迅速让位吸能的效果,结合支架智能运移装置、支架监测预警系统及全巷协同自适应抗冲击支护智能设计方法,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,提出通过对围岩采动应力、覆岩断裂结构等进行监测分析,基于三维地质模型、大数据算法等对冲击地压发生位置、概率进行预测预警,并通过智能开采系统对液压支架的支护姿态与支护力、采煤机割煤速度等进行智能联动控制,实现采煤工作面智能开采与冲击地压智能防治。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防控技术的研发重点,提出了煤矿冲击地压监测预警系统组成及总体架构。从顶层设计、关键技术、智能精准解危与效果评价等方面提出了我国煤矿冲击地压煤层实现安全高效智能开采的技术路径与研发方向。

关键词：冲击地压采动应力防冲技术智能开采系统吸能防冲液压支架监测预警系统

大断面半煤岩巷道变形破坏机理研究及控制技术

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煤炭工程 2024年第2期56卷 52-58页

作者：席义苗程利兴张东昕汪占领石蒙陕西小保当矿业有限公司陕西榆林719300 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

针对大断面半煤岩巷道围岩变形控制难题,以小保当煤矿一号井大断面半煤岩巷道为研究背景,测试了巷道围岩岩层分布、围岩地应力分布及裂隙发育,分析了巷道围岩的变形破坏演化特征。通过实验室试验以及数值模拟分析了半煤岩组合体力学性... 详细信息

针对大断面半煤岩巷道围岩变形控制难题,以小保当煤矿一号井大断面半煤岩巷道为研究背景,测试了巷道围岩岩层分布、围岩地应力分布及裂隙发育,分析了巷道围岩的变形破坏演化特征。通过实验室试验以及数值模拟分析了半煤岩组合体力学性能及其变形破坏形态,揭示了强度较低的煤体最先在煤岩交界面发生破裂、滑移,变形不断向深部延伸,随着煤岩体完整性及强度的持续弱化,造成巷帮由下而上的非均匀渐进性失稳破坏,揭示了提高大断面半煤岩巷道围岩稳定性的关键在于控制煤岩交界面非协调变形。基于此提出了采用高预应力锚杆支护与薄弱区域加强支护的变形控制思路,制定了小保当一号井大断面巷道半煤岩巷道围岩变形控制方案,并开展了井下工业试验,取得了较好的应用效果,在监测期内巷道顶板的位移量为28 mm,两帮的位移量为80 mm,底板的位移量为43 mm,随后围岩变形趋于稳定,巷帮煤岩交界处的变形控制效果显著,表明采用该方案可有效控制大断面半煤岩巷围岩变形。

关键词：大断面巷道半煤岩巷道高预应力支护煤岩组合体

基于瞬变电磁全波理论的截水帷幕渗漏无损检测技术应用及方法验证

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建筑科学 2024年第5期 160-166页

作者：王涛李丁崔立叶孙凤婷薛丽影靳炼豪中国建筑科学研究院有限公司北京华晖探测科技股份有限公司建研地基基础工程有限责任公司

随着地下工程规模的不断扩大，尤其是深基坑工程的应用增多，地连墙和截水帷幕的稳定性和防渗功能受到密切关注。然而，这些结构常因多种因素出现渗漏问题，威胁工程安全。当前，尽管存在多种检测方法，但尚未有一种既准确可靠又经济高... 详细信息

随着地下工程规模的不断扩大，尤其是深基坑工程的应用增多，地连墙和截水帷幕的稳定性和防渗功能受到密切关注。然而，这些结构常因多种因素出现渗漏问题，威胁工程安全。当前，尽管存在多种检测方法，但尚未有一种既准确可靠又经济高效的渗漏检测手段。文章重点关注瞬变电磁全波技术（以下简称MULTEM技术），通过模型试验和现场实测验证其在地连墙和截水帷幕渗漏检测中的准确性和可靠性。该技术具有高精度、高分辨率特点，有望为地下工程安全施工和质量控制提供新手段，推动相关领域的发展。

关键词：截水帷幕地连墙无损检测 MULTEM

一种适用于多列车虚拟编组控制系统的列车定位误差估计方法

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 270-275页

作者：范莹温博为王志卓交控科技股份有限公司北京100070

[目的]虚拟编组技术对列车定位精度和准确性的要求极高,传统定位技术手段难以满足虚拟编组SIL4(安全完整性等级为4级)的安全需求,因此有必要对定位算法进一步研究,估算出更加精确的定位误差包络,缩短虚拟编组追车距离,提高编组安全性。... 详细信息

[目的]虚拟编组技术对列车定位精度和准确性的要求极高,传统定位技术手段难以满足虚拟编组SIL4(安全完整性等级为4级)的安全需求,因此有必要对定位算法进一步研究,估算出更加精确的定位误差包络,缩短虚拟编组追车距离,提高编组安全性。[方法]基于传统列车定位技术,将定位过程拆分为列车测速、测距与初始定位3个部分,基于定位过程各部分中所存在的误差因素,提出一种新的列车定位误差包络计算方法,采用数理推导的方式,分别对各类误差因素进行推导计算,得到定位过程各部分的上下界包络。[结果及结论]所提方法充分考虑了列车测速、测距与初始定位中的误差因素,使得定位误差上下界包络更加精确,降低传统定位误差计算的保守性,同时所提方法能够满足SIL4要求,满足虚拟编组控制系统在近距离追车场景下的安全需求,并进一步缩短追车距离,提高运输效率。

关键词：轨道交通列车定位虚拟编组定位误差

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干熄焦一次除尘器焦粉余热利用的研究

冶金能源 2024年第2期43卷 40-42,46页

作者：王成毛旸李林陈本成蔡继莹王秀花王雨夏保国华泰永创(北京)科技股份有限公司建龙西林钢铁有限公司

文章针对现有干熄焦系统进行改进,提出一种回收干熄焦一次除尘器焦粉余热的方法,即通过焦粉余热加热副省煤器前的除盐水,将焦粉余热引入除氧给水系统中,既改善了焦粉冷却套管冷却水质,又节约了除氧用蒸汽消耗量,创造了经济价值。同时,... 详细信息

文章针对现有干熄焦系统进行改进,提出一种回收干熄焦一次除尘器焦粉余热的方法,即通过焦粉余热加热副省煤器前的除盐水,将焦粉余热引入除氧给水系统中,既改善了焦粉冷却套管冷却水质,又节约了除氧用蒸汽消耗量,创造了经济价值。同时,详细介绍了焦粉回收的工艺改进方法与回收余热的计算方法,为干熄焦一次除尘器焦粉余热利用的理论研究与工程应用提供参考。

关键词：干熄焦技术焦粉余热利用干熄焦热力系统

渗碳淬火过程中C形试样组织与畸变演变行为的数值模拟

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金属热处理 2024年第5期49卷 68-73页

作者：许勇刘克邓瑶瑶杨兵陆海龙罗艺宁夏机械研究院股份有限公司宁夏银川750000 江麓机电集团有限公司湖南湘潭411100 湖南湘投金天钛业科技股份有限公司湖南常德415000

以18Cr2Ni2MoNbA钢C形试样为对象,采用有限元方法建立了温度场、组织场、应变场的多场耦合模型,研究了C形试样在悬挂方式下渗碳淬火过程中组织与畸变演变行为。结果表明:将计算的畸变结果与实测进行对比,结果吻合良好,C形试样缺口位置... 详细信息

以18Cr2Ni2MoNbA钢C形试样为对象,采用有限元方法建立了温度场、组织场、应变场的多场耦合模型,研究了C形试样在悬挂方式下渗碳淬火过程中组织与畸变演变行为。结果表明:将计算的畸变结果与实测进行对比,结果吻合良好,C形试样缺口位置的畸变最大,冷却过程中宽度最大处的中心位置与缺口处表面位置之间的最大温差出现在淬火的2.78 s,达到383.437℃;马氏体转变最先是从缺口位置的心部开始,C形试样心部马氏体含量基本都能达到94%以上;淬火时表层马氏体转变滞后于心部,其马氏体转变量受残留奥氏体影响明显低于心部,最终转变量在83%左右。

关键词： 18Cr2Ni2MoNbA钢 C形试样渗碳淬火组织畸变

孤岛工作面长水平深孔全长水力压裂卸压机理及多参量效果分析

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煤矿安全 2024年第2期55卷 147-158页

作者：杨旭王涛李明山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048000 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013

为了解决深井孤岛工作面回采巷道面临的强动压问题,分析了孤岛工作面存在的工作面侧向采空区顶板悬顶、后方采空区侧顶板悬顶以及上部高位岩层结构悬顶3种类型,对深孔压裂类型进行了分析,提出了基于长水平孔的全长水力压裂布置方式,在某... 详细信息

为了解决深井孤岛工作面回采巷道面临的强动压问题,分析了孤岛工作面存在的工作面侧向采空区顶板悬顶、后方采空区侧顶板悬顶以及上部高位岩层结构悬顶3种类型,对深孔压裂类型进行了分析,提出了基于长水平孔的全长水力压裂布置方式,在某矿3203孤岛工作面进行了应用;通过在不同层位的目标岩层施工长水平孔压裂,实现了对于孤岛工作面强动压巷道卸压的全长处理。分别在采场和巷道进行矿压观测并选取评价指标,通过多参量、分阶段的分析,可以发现:这种卸压方式能在顶板构筑弱化条带,达到改善本工作面端头和采空区上方顶板空间结构形态、缩短工作面周期来压步距、降低工作面超前支承应力峰值的作用,从时间和空间上优化工作面超前区域应力场的分布状态,转移煤柱与巷道围岩的高应力,减小采动应力的影响,显著降低回采期间的巷道变形量,实现孤岛工作面的安全高效回采。

关键词：孤岛工作面悬顶长水平孔全长水力压裂卸压效果

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基于UWB的综采工作面推进度测量系统

工矿自动化 2024年第4期50卷 33-40页

作者：刘清刘军锋北京天玛智控科技股份有限公司北京101399

针对目前综采工作面推进度的测量和计算方式存在费时费力、累计误差大、传感器损坏后无法重新计算等问题,提出了一种基于UWB测距技术的综采工作面推进度实时测量系统。该系统采用矿用本安型测距分站与测距标志卡组合的方式,通过无线通... 详细信息

针对目前综采工作面推进度的测量和计算方式存在费时费力、累计误差大、传感器损坏后无法重新计算等问题,提出了一种基于UWB测距技术的综采工作面推进度实时测量系统。该系统采用矿用本安型测距分站与测距标志卡组合的方式,通过无线通信实现对综采工作面巷道推进度的实时测量。在综采工作面端头液压支架布置测距分站,在回采巷道固定标志点悬挂测距标志卡,通过巷道内UWB无线信号测距,当即将开采到最近的测距标志卡位置时,撤掉该处测距标志卡,后续测距标志卡接替进行巷道推进度的测量与计算,依此循环往复,不断进行更替测量。结合采煤工艺,建立了依据采煤机位置和液压支架动作的限幅中值平均滤波模型,该模型将限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波深度融合,以剔除海量数据中由于受到测量、遮挡等影响而造成的测量偏差较大的无效数据,同时消除有效数据中的最大和最小偏差数据,进一步保证了通过算术平均运算得到的测量值的准确性和有效性,实现了综采工作面推进度的连续测量。地面测试结果表明,测距分站1的最大误差为0.32 m,误差小于0.2 m的占比为84.62%;测距分站2的最大误差为0.48 m,误差小于0.2 m的占比为76.92%。井下工业性试验结果表明:该系统与矿方实测数据日平均推进度差值为0.13 m,证明了UWB测距技术在井下巷道条件下测距的可行性和基于采煤工艺的推进度测量模型的准确性。

关键词：综采工作面推进度测量 UWB测距双边双向测距法限幅中值平均滤波模型

绝缘轴承对变频电机高频轴电流的抑制机理与效果

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1046-1058页

作者：李知浩刘瑞芳张亮亮李伟力赵秦聪北京交通大学电气工程学院北京100044 精进电动科技股份有限公司北京100015

随着功率半导体器件的发展,脉宽调制技术被广泛应用于变频电机调速系统,显著提高了电机的动态性能,同时也带来了严重的轴承电蚀问题。绝缘轴承具有安装便捷、可靠性高的优点,是目前轨道交通、风力发电等行业主要采用的电蚀抑制措施。但... 详细信息

随着功率半导体器件的发展,脉宽调制技术被广泛应用于变频电机调速系统,显著提高了电机的动态性能,同时也带来了严重的轴承电蚀问题。绝缘轴承具有安装便捷、可靠性高的优点,是目前轨道交通、风力发电等行业主要采用的电蚀抑制措施。但是绝缘轴承对于变频器引起的高频轴电流的抑制机理、抑制效果及其与绝缘涂层参数之间的关系,有待于进行更深入的理论和实验研究。该文分析了变频电机轴电流的产生机理,建立了考虑绝缘涂层参数的变频电机轴电流等效电路模型;分析了全膜润滑稳态过程和放电击穿瞬态过程中,绝缘轴承对于轴电压和轴电流的抑制效果,以及涂层厚度、介电常数对抑制效果的影响。搭建了变频电机轴电流测试平台,进行了绝缘轴承和普通轴承的对比实验。仿真和测试结果表明,采用绝缘轴承可以降低润滑油膜上所承载的一部分电压,可以大大减小轴电流的击穿次数及幅值。

关键词：变频驱动轴电压轴电流绝缘轴承