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煤矿掘进机系统数字孪生技术研究

系统仿真学报 2024年第10期36卷 2455-2468页

作者：蔡兴旺裴耀强杨继华庞瑞峰中北大学山西太原030051 山西榆航机械制造有限公司山西榆次030621

针对煤矿巷道掘进作业中,地质结构复杂、现场环境恶劣、掘进设备智能化程度低、安全事故频发等问题,提出了一种数字孪生解决方案。通过融合物联网、互联网、数字孪生和虚拟现实等技术,以PLC为硬件核心、MQTT协议和EMQX服务为基础、建立... 详细信息

针对煤矿巷道掘进作业中,地质结构复杂、现场环境恶劣、掘进设备智能化程度低、安全事故频发等问题,提出了一种数字孪生解决方案。通过融合物联网、互联网、数字孪生和虚拟现实等技术,以PLC为硬件核心、MQTT协议和EMQX服务为基础、建立参数矩阵映射规则和故障原因分析表,实现了掘进作业数据采集与处理、设备与孪生模型间的数据映射、数据存储、作业过程仿真、远程遥控、智能故障检测与预警等功能,提升了煤矿掘进作业过程的数字化、智能化水平。研究结果表明,该方案在煤矿掘进作业过程中具备较强的可行性、可靠性和实用性,具有推广应用价值。

关键词：掘进数字孪生物联网增强现实远程作业

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基于数组的刮板输送机运载模型及煤量计算算法研究

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工矿自动化 2024年第8期50卷 84-90页

作者：尹瑞张冬雪倪强中煤张家口煤矿机械有限责任公司河北张家口076250 河北省高端智能矿山装备技术创新中心河北张家口076250 山西康伟集团有限公司山西长治046500

目前针对煤量检测的研究大多侧重于煤矿井下带式输送机的煤量检测和识别,对综采(放)工作面刮板输送机的煤量检测仅停留在转载机处安装红外扫描装置,检测技术单一,且由于转载机位于刮板输送机卸煤处,红外扫描装置检测的是转载机的载煤量... 详细信息

目前针对煤量检测的研究大多侧重于煤矿井下带式输送机的煤量检测和识别,对综采(放)工作面刮板输送机的煤量检测仅停留在转载机处安装红外扫描装置,检测技术单一,且由于转载机位于刮板输送机卸煤处,红外扫描装置检测的是转载机的载煤量,不能直接反映刮板输送机上的实时载煤量,存在较大滞后性。针对上述问题,提出一种基于数组的刮板输送机运载模型及煤量计算算法。该算法将刮板输送机设定为连续装煤的载体,通过连续数组建立刮板输送机运载模型,并表征单位长度的装煤量,结合综采(放)工作面采煤机运行速度、滚筒高度、截割深度、位置及刮板输送机运行速度与装煤系数等参数,通过多参数数学建模的方法,实现对刮板输送机单位煤量的实时模拟,进而直观反映煤矿井下采煤工艺并准确计算出刮板输送机的实时载煤量。井下工业性试验结果表明,该算法连续可靠,可以精确计算出刮板输送机实时载煤量,载煤量分布接近于理想状态,具有较高的收敛性和鲁棒性。

关键词：综采工作面综放工作面刮板输送机采煤机运载模型数组模型载煤量

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面向工业应用的焦炉煤气预加氢脱硫催化剂失活机理

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化工进展 2024年第10期43卷 5543-5554页

作者：谭天兵秦志峰李乃珍常丽萍武蒙蒙于峰吴琼笑陷艳莉景建宁太原理工大学化学工程与技术学院省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 山西浙大新材料与化工研究院山西太原030002 山西道生鑫宇清洁能源有限公司山西岢岚036300 东莞市能源投资集团有限公司广东东莞523000

以焦炉煤气深度净化过程使用的预加氢转化新鲜催化剂和失活催化剂为研究对象,利用微型固定床反应装置对新鲜催化剂和再生催化剂进行加氢脱硫(HDS)活性评价,并采用N_(2)-吸脱附仪、X射线衍射、Raman光谱、热重分析仪、扫描电子显微镜、... 详细信息

以焦炉煤气深度净化过程使用的预加氢转化新鲜催化剂和失活催化剂为研究对象,利用微型固定床反应装置对新鲜催化剂和再生催化剂进行加氢脱硫(HDS)活性评价,并采用N_(2)-吸脱附仪、X射线衍射、Raman光谱、热重分析仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪、紫外可见分光光度计和高频红外碳硫仪进行表征,深入研究了预加氢转化催化剂的积炭失活机理。研究结果发现,积炭覆盖催化剂表面活性位和堵塞催化剂孔道是导致预加氢转化催化剂失活的主要原因,同时积炭过程伴随活性组分(Fe和Mo)流失及再生过程中催化剂的烧结对催化剂失活也有贡献;积炭的形态以球形石墨化碳为主,其分布形式从催化剂内部向外逐渐增加;除异形条状和五齿球的失活催化剂外,其他催化剂再生(600℃,空气气氛)后可继续使用,再生后催化剂加氢活性下降,这主要是因为催化剂比表面积、孔容的下降及活性组分的流失。

关键词：焦炉煤气 FeMo/Al_(2)O_(3)催化剂加氢脱硫催化剂积炭失活机理

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税收政策变化对企业会计税务筹划的影响分析

现代商业研究 2024年第4期 119-121页

作者：张坤永城永安矿山安全技术工程有限公司

本文简要介绍了税收政策的基本内容，包括税收政策的核心元素与原则、税收政策的变化趋势；分析了企业会计税务筹划的基本原理，包括会计与税务筹划的关系、企业税务筹划的基本原则以及不同税收政策下的企业会计税务筹划方略；重点探究... 详细信息

本文简要介绍了税收政策的基本内容，包括税收政策的核心元素与原则、税收政策的变化趋势；分析了企业会计税务筹划的基本原理，包括会计与税务筹划的关系、企业税务筹划的基本原则以及不同税收政策下的企业会计税务筹划方略；重点探究了税收政策变化对企业的影响，包括税收政策变化对企业发展、税务报表以及会计税务筹划的影响；最后提出了税收政策变化时企业做好会计税务筹划工作的应对之策。希望本文的研究能为企业灵活应对税收政策变化、做好会计税务筹划工作提供些许参考。

关键词：税收政策企业会计税务筹划

冻融循环下秸秆纤维混凝土损伤特性及动态力学性能研究

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混凝土 2024年第2期 114-119,125页

作者：孙霄刘茂野山西水利职业技术学院山西运城044000 中国联合工程有限公司浙江杭州310051

为研究冻融循环对不同纤维掺量的秸秆纤维混凝土动态力学性能的影响,采用非金属超声波检测仪测量不同冻融循环次数下秸秆纤维混凝土试件纵波波速,利用直径74 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置对试件开展动态单轴压缩试验,分析试件纵... 详细信息

为研究冻融循环对不同纤维掺量的秸秆纤维混凝土动态力学性能的影响,采用非金属超声波检测仪测量不同冻融循环次数下秸秆纤维混凝土试件纵波波速,利用直径74 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置对试件开展动态单轴压缩试验,分析试件纵波波速、峰值应力、劣化度、韧性及破碎耗能密度与冻融循环次数及秸秆纤维掺量间的关系。结果表明:纤维的掺入能够提高混凝土材料的纵波波速及整体性,随着冻融循环次数的增加,秸秆纤维混凝土纵波波速随之降低,冻融循环会对试件造成损伤;秸秆纤维的掺入会增强混凝土材料的力学性能,掺量为0.2%时效果最佳,冻融循环作用试件峰值应力不断降低,劣化度不断增加,相较于冻融循环0次素混凝土试件,冻融循环30、60、90、120次试件峰值应力分别降低6.96%、19.4%、34.2%、53.3%,冻融循环后期应力降幅显著增加,纤维的掺入在一定程度上减缓了冻融作用下试件劣化程度;纤维掺量为0.2%时试件的韧性与破碎耗能密度提升最大,冻融循环会对试件造成劣化,降低其韧性及吸能效果。秸秆纤维的掺入使混凝土材料力学性能大幅增加,秸秆纤维的绿色可再生性对秸秆纤维混凝土的推广具有重大意义。

关键词：冻融循环秸秆纤维纵波波速峰值应力劣化度韧性破碎耗能密度

冷变形对S32101双相不锈钢组织和力学性能的影响

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钢铁 2024年第7期59卷 122-129页

作者：李国平武敏山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心山西太原030003 太原钢铁(集团)有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室山西太原030003

经济型双相不锈钢具有低成本和高性能的特点,作为结构材料可以实现材料减重和降低全寿命周期成本。经济型双相不锈钢替代碳钢应用于城市交通车体结构材料,要求屈服强度R_(p0.2)达到630 MPa以上,伸长率A_(50)高于20%,因此S32101需要进一... 详细信息

经济型双相不锈钢具有低成本和高性能的特点,作为结构材料可以实现材料减重和降低全寿命周期成本。经济型双相不锈钢替代碳钢应用于城市交通车体结构材料,要求屈服强度R_(p0.2)达到630 MPa以上,伸长率A_(50)高于20%,因此S32101需要进一步提高强度。对S32101施加不同的冷轧变形量(5%~20%),采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)分析表征了冷变形组织,并研究了冷轧变形量对力学性能的影响规律。结果表明,5%冷变形后,S32101奥氏体相中形成层错和位错。随着冷变形量增大,逐步形成机械孪晶和应变诱导马氏体相变。形变诱导马氏体产生所需的临界变形量为15%。奥氏体与马氏体之间的位向关系符合N-W关系,即(110)_(α′)∥(111)_(γ)且[001]_(α′)∥[011]_(γ)。奥氏体相的强化机制在冷变形的不同阶段分别为位错和层错强化、孪晶强化以及相变强化。在冷变形过程中,铁素体相中位错密度逐渐增大,强化机制为位错强化。经济型双相不锈钢S32101对冷变形敏感,施加小变形量即使强度显著提升。当冷变形量为5%时,经济型双相不锈钢S32101的屈服强度达到720 MPa,伸长率为22%,综合性能满足城市交通车体结构材料的要求。随着冷变形量进一步增大至20%,S32101强度逐渐升高,屈服强度提高至950 MPa,抗拉强度提高至1130 MPa,但伸长率降低至12%。

关键词：双相不锈钢冷变形机械孪晶马氏体相变力学性能

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老空巷下方掘进巷道支护技术研究

煤炭科技 2024年第2期45卷 147-150,155页

作者：郭银领山西华润联盛能源投资有限公司山西吕梁033000

由于以前小煤矿的粗放式开采,遗留的老巷及老采空区可能存在于煤层附近不同的层位,会严重影响、破坏其下部的煤层顶板完整性。老窑开采的过程中会破坏到下方新掘巷道的煤层顶板,从而造成下部煤层顶板的裂隙和节理更加的发育,进而不易控... 详细信息

由于以前小煤矿的粗放式开采,遗留的老巷及老采空区可能存在于煤层附近不同的层位,会严重影响、破坏其下部的煤层顶板完整性。老窑开采的过程中会破坏到下方新掘巷道的煤层顶板,从而造成下部煤层顶板的裂隙和节理更加的发育,进而不易控制顶板,在掘进巷道的过程中会发生漏顶的事故,甚至会有大面积冒顶事故发生,以致维护巷道顶板会有很大的难度,给煤矿安全生产带来了许多安全隐患。根据老空巷对巷道稳定性的影响优化新掘巷道层位,针对不同的空巷及空区位置,以FLAC有限差分法为基础,对巷道支护进行数值模拟分析,采取了相应的巷道支护方案,确保矿井一采区煤炭资源的安全、高效掘进作业,切实解决某矿一采区掘进巷道支护稳定问题。

关键词：小采破坏区采空区安全高效巷道支护数值模拟

Cl/S与Na相互作用对Shell气化炉合成气冷却器入口积灰机制的影响

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2498-2506页

作者：蔡兴瑞王跃凤杜雨佳薛皓天贺冲卫月星李晓姣秦育红赵保明太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024 山西易通环能科技集团有限公司山西长治047100

Shell干粉煤加压气化是煤炭洁净高效利用的重要技术之一,由碱金属化合物引起的合成气冷却器入口积灰结垢是导致气化炉非正常停工检修的主要原因。以添加不同含量的Na、Cl和S的Shell气化炉飞灰为原料,利用自主设计的高温竖直炉中沉积探... 详细信息

Shell干粉煤加压气化是煤炭洁净高效利用的重要技术之一,由碱金属化合物引起的合成气冷却器入口积灰结垢是导致气化炉非正常停工检修的主要原因。以添加不同含量的Na、Cl和S的Shell气化炉飞灰为原料,利用自主设计的高温竖直炉中沉积探针模拟Shell气化炉合成气冷却器入口管路,通过对积灰进行内、外分层研究,探讨内外层积灰质量的变化,并结合ICP-MS、IC、SEM-EDS和XRD等表征手段对内外层积灰的理化性质进行比较分析,获得Na、Cl、S和Fe等不同元素之间的相互作用对积灰行为的影响。结果表明,内层积灰质量随时间延长而增大,含S化合物的添加会降低内外层积灰质量,且外层积灰质量会随着时间延长而减小。Na更多以铝硅酸盐形式在外层积灰中存在,促进积灰增长;Cl通常以碱金属氯化物的形式集中在初始黏性层;S的存在会减缓管路积灰;当Cl和S共同存在时,Fe易与灰中的Si、Al和Na形成多种低温共熔物促进内、外层积灰熔融。Shell气化炉合成气冷却器入口积灰形成机制为:飞灰颗粒组分在Na、Cl、Si和Al的共同作用下,于内层形成碱金属氯化物和铝硅酸盐共晶;同时Cl、S的存在促使Fe和Na迁移到这些共晶中,形成Fe-O-Si、Fe-O-S和Fe-Na-O-Al-S共熔体。进而,铝硅酸盐与多种低温共熔体相互熔融使灰颗粒尺寸增加,促进积灰的进一步生长。

关键词：积灰合成气冷却器 Shell气化炉 S Cl Na

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沁水盆地深部软煤煤层气开发实践

矿业安全与环保 2024年第2期51卷 141-145,152页

作者：刘长华陈国青高宇郭琪李金昱金志扬山西华新煤成气勘查开发有限公司山西太原031000

我国煤层气开发主要集中在煤层深度小于1200 m的区域,埋深大于1500 m的深部煤层气开发未取得实质性突破。针对深部软煤井壁稳定差、压裂改造难的问题,对沁水盆地深部软煤煤层气的开发开展了一系列技术攻关。研究结果表明:钻井过程中使... 详细信息

我国煤层气开发主要集中在煤层深度小于1200 m的区域,埋深大于1500 m的深部煤层气开发未取得实质性突破。针对深部软煤井壁稳定差、压裂改造难的问题,对沁水盆地深部软煤煤层气的开发开展了一系列技术攻关。研究结果表明:钻井过程中使用“氯化钾聚合物+井眼强化剂”钻井液体系,可有效控制煤层相对井径扩大率。使用16~18 m 3/min超大排量、高液量、高砂量光套管压裂工艺,配合降阻剂来降低施工摩擦阻力,细砂、中砂、粗砂占总砂量体积比分别为15%、70%、15%,加砂量占总携砂液体积比自3%开始每次提高1%,可实现对深部软煤的充分改造,裂缝动态半长最大达到322.51 m,大幅提高了单井控制面积,排采产气效果良好。

关键词：沁水盆地深部煤层气软煤钻井压裂大排量