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预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用

煤炭科学技术 2022年第4期50卷 99-105页

作者：张占涛煤炭科学研究总院有限公司开采研究分院北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索... 详细信息

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明:靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势且能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。

关键词：预应力全长注浆锚索中性点受力特征围岩变形锚索支护

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文氏管煤粉混合器的数值模拟

煤炭转化 2013年第3期36卷 52-55页

作者：刘振宇王乃继纪任山煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院

在煤粉工业锅炉系统中,煤粉混合器存在呼吸帽正压、风速偏低和供粉波动等问题.使用CFD软件FLUENT对煤粉工业锅炉文氏管煤粉混合器不同工况下的速度场、压力场、颗粒轨迹和供粉浓度等进行了模拟和分析,并通过实验对模拟结果进行了验证.... 详细信息

在煤粉工业锅炉系统中,煤粉混合器存在呼吸帽正压、风速偏低和供粉波动等问题.使用CFD软件FLUENT对煤粉工业锅炉文氏管煤粉混合器不同工况下的速度场、压力场、颗粒轨迹和供粉浓度等进行了模拟和分析,并通过实验对模拟结果进行了验证.结果表明,上述问题是由下游阻力过大、风机工作点偏差和文氏管负压区偏差等原因导致的.

关键词：煤粉工业锅炉文氏管煤粉混合器数值模拟

煤岩学在炼焦配煤中的应用进展及优化配煤技术

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过程工程学报 2023年第1期23卷 25-37页

作者：王岩杨承伟袁东营张宇宏曲思建煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013

科学合理的配煤技术对于焦化企业高质量发展至关重要,炼焦配煤技术的核心在于对原料煤煤质特性的深入认知。影响炼焦煤性质的主要因素包括变质程度、煤岩组成及第三成因因素,故煤岩学对炼焦配煤技术的研究与应用至关重要。本文论述了经... 详细信息

科学合理的配煤技术对于焦化企业高质量发展至关重要,炼焦配煤技术的核心在于对原料煤煤质特性的深入认知。影响炼焦煤性质的主要因素包括变质程度、煤岩组成及第三成因因素,故煤岩学对炼焦配煤技术的研究与应用至关重要。本文论述了经验配煤、煤岩配煤及人工智能配煤3种炼焦配煤技术发展历程和现状,凝练了炼焦配煤技术的发展趋势。结合研究实际,重点梳理了煤岩学指标在炼焦配煤中的应用现状。在注重煤岩特征的同时,也需兼顾工艺指标等相关参数对炼焦煤优劣的表征。在实际应用中,各项指标参数的选择和利用需要综合考虑参数适配范围并尊重该指标与炼焦煤特性的真实对应关系。基于以上内容,提出了关联成煤时代、产地等地质因素和黏结指数、胶质层指数等工艺指标的整体思路,实现焦炭性能与原料煤特性的科学、深入关联,构建“本源-过程-结果”一体的优化配煤技术新体系。

关键词：反射率活惰比显微组分流动度炼焦配煤

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P波、S波扰动下逆冲断层卸载滑移实验研究

采矿与安全工程学报 2022年第4期39卷 693-701页

作者：张宁博单仁亮赵善坤郭彦双王寅赵阳中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013 中国地震局地质研究所北京100029

基于P波、S波扰动条件下逆冲断层卸载实验,研究了逆冲断层滑移过程中差应力、位移场、变形场和声信号的演化特征,提出了断层滑移的截齿“爬坡”模型,分析了P波、S波的扰动机制。研究结果表明:P波、S波对断层滑移的扰动效应不同。应力波... 详细信息

基于P波、S波扰动条件下逆冲断层卸载实验,研究了逆冲断层滑移过程中差应力、位移场、变形场和声信号的演化特征,提出了断层滑移的截齿“爬坡”模型,分析了P波、S波的扰动机制。研究结果表明:P波、S波对断层滑移的扰动效应不同。应力波扰动引起断层滑移时的差应力“突变”次数增加,且P波引起“突变”次数大于S波;P波扰动时断层各测点位移“突变”现象明显,而S波则引起测点位移的震荡;S波扰动引起剪切应变“突变”量略大于P波,S波对法向应变扰动影响大于剪切应变;主滑移声信号包含启滑、主震、尾波3个部分;断层面可视为上下盘无数微小截齿的相互咬合,断层滑移是微截齿从一个齿缝爬到邻近齿缝的过程;P波主要对法向应力和摩擦系数产生影响,而S波主要对剪切应力形成扰动。

关键词：应力波扰动逆冲断层断层滑移模型 P波 S波

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近距离煤层群窄煤柱下应力分布及巷道布置

煤矿安全 2022年第2期53卷 187-194页

作者：霍中刚孟涛刘永茜煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 煤炭科学研究总院北京100013

针对近距离煤层群窄煤柱下的应力分布及巷道布置问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法对窄煤柱下部煤岩层的应力分布特征进行分析。研究表明:受相邻工作面顺序回采的影响,煤柱上覆岩层向后回采工作面侧回转,导致支承应力峰值向... 详细信息

针对近距离煤层群窄煤柱下的应力分布及巷道布置问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法对窄煤柱下部煤岩层的应力分布特征进行分析。研究表明:受相邻工作面顺序回采的影响,煤柱上覆岩层向后回采工作面侧回转,导致支承应力峰值向后回采工作面一侧偏移,煤柱支承应力呈不对称分布;受支承应力影响,煤柱下部煤岩层应力分布表现出与支承应力对应的不对称性,不对称程度随煤柱宽度的减小而升高。结合实际工程案例,根据下部煤层底板垂直应力及主应力差分布,同时考虑到应力不对称分布的影响,最终确定了下部煤层回采巷道位置。

关键词：近距离煤层群窄煤柱应力分布数值模拟巷道布置

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性的实验研究

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 3092-3099页

作者：陈怀俊牛芳龚艳艳魏琰荣王乃继煤炭科学研究总院北京市朝阳区100013 煤科院节能技术有限公司北京市朝阳区100013

开发煤粉高效清洁燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一。该文利用两段式高温滴管炉,研究煤粉高温富氧分级燃烧条件下NO_(x)排放的规律。结果表明:二次风量过大或过小均不利于抑制NO的生成,并且二次风氧气浓度和二次风量对NO_(x)... 详细信息

开发煤粉高效清洁燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一。该文利用两段式高温滴管炉,研究煤粉高温富氧分级燃烧条件下NO_(x)排放的规律。结果表明:二次风量过大或过小均不利于抑制NO的生成,并且二次风氧气浓度和二次风量对NO_(x)的排放规律存在交互影响;NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气浓度随二次风量氧气系数的增加而减小。当二次风量氧气系数为0.4~0.5且二次风氧气浓度为30%~70%时,存在多组工况NO_(x)排放浓度满足超低排放要求,并且此时飞灰含碳量均低于8%。高温富氧分级燃烧能实现煤粉高效燃烧的同时直接实现NO_(x)的超低排放。

关键词：煤粉 NO_(x)排放富氧燃烧空气分级燃烧低氮燃烧燃烧效率

330MW燃煤机组双引风机汇合烟道优化研究

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节能 2024年第7期43卷 63-65页

作者：杨博郭艳玲郭宇飞梁东梅大唐蒲城发电有限责任公司陕西渭南715501 中国大唐集团科学技术研究总院有限公司西北电力试验研究院陕西西安710021

某330 MW亚临界燃煤机组双引风机出口烟道流场不均匀,偶发引风机失速。对烟道开展烟气流场数值模拟研究,定位现烟道流动紊乱位置。通过改变烟道导流装置设计,提出两种烟道改造方案,以消除两侧引风机出口烟气对冲情况,实现均流消旋作用... 详细信息

某330 MW亚临界燃煤机组双引风机出口烟道流场不均匀,偶发引风机失速。对烟道开展烟气流场数值模拟研究,定位现烟道流动紊乱位置。通过改变烟道导流装置设计,提出两种烟道改造方案,以消除两侧引风机出口烟气对冲情况,实现均流消旋作用。结果显示,优化方案一的烟气汇合处截面流速偏差(σ)、脱硫塔入口σ分别降至29.10%、25.11%,烟道降阻118 Pa,此方案改造工程量小;优化方案二的均流、降阻效果更加突出,烟气汇合处σ、脱硫塔入口σ分别降至17.53%、20.93%,烟道降阻176 Pa,此方案改造工程量和施工难度较大。实际改造工程应综合考虑机组运行状况、烟道优化效果、施工可行性等因素,选择最合适的方案进行烟道改造。

关键词：燃煤机组引风机烟道优化数值模拟

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煤气化废水处理研究进展

洁净煤技术 2023年第10期29卷 185-198页

作者：张波涛陈贵锋彭万旺中国煤炭科工集团煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 煤基节能环保炭材料北京市重点实验室北京100013

煤炭在满足全球能源需求方面发挥着重要作用,是我国一次能源的重要组成部分,随着我国经济转向高质量发展阶段,生态文明建设进入推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期,煤炭... 详细信息

煤炭在满足全球能源需求方面发挥着重要作用,是我国一次能源的重要组成部分,随着我国经济转向高质量发展阶段,生态文明建设进入推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期,煤炭清洁高效利用成为国家工作重点。煤气化废水是煤制天然气过程中低温/中温气化装置产生的主要废物流,主要特征为高酚、高氨、含多种有毒难降解的有机和无机污染物,是一种典型的高浓度难生物降解工业废水,对环境负面影响极大。我国水资源和煤炭资源的逆向分布,废水处理与回用既是对节能减排政策的响应,也是优化水资源和煤炭资源配置的重要措施。目前,已有多种技术被应用于煤气化废水治理,在平衡处理效果和经济性等因素后基本达成共识,即采用物化+生化、厌氧+好氧的处理工艺。治理技术路线主要由预处理、生物处理和深度处理3部分组成,治理后的废水可满足国家废水排放标准。介绍了煤气化废水的预处理、生物处理和深度处理相关技术及处理效果和工艺的优缺点,分析了生产中存在的技术瓶颈,并介绍了其他新型处理工艺,如冷冻浓缩法、水汽集成式近零排放法、微生物燃料电池法等。目前,多数关于煤气化废水处理的研究仍局限于特定方法,忽视了处理过程的综合工程系统,应关注对物化、高级氧化与生物处理技术的优化集成,提高处理效率并降低建设和运行成本,同时加强对新工艺的开发,将煤气化废水的处理过程与煤气化工艺过程更好结合,提升水再利用的潜力、减少能量消耗和污染物产生,最后需关注煤气化废水的资源化利用和其潜在的资源价值,开发其利用方式,真正将气化废水的资源潜力挖掘出来,实现变废为宝。

关键词：煤气化废水含酚废水酚氨回收生物处理深度处理

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基于深度视觉原理的工作面液压支架支撑高度与顶梁姿态角测量方法研究

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采矿与安全工程学报 2022年第1期39卷 72-81,93页

作者：任怀伟李帅帅赵国瑞张科学杜明周杰煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 华北科技学院智能化无人开采研究所北京101601

针对工作面液压支架姿态传统接触式测量方法存在的传感器数量多、故障率高、解算误差大、可视性差等问题,建立了一种基于支架运动机理的液压支架姿态视觉测量模型,提出了一种基于深度视觉原理的液压支架支撑高度与顶梁姿态角测量方法,... 详细信息

针对工作面液压支架姿态传统接触式测量方法存在的传感器数量多、故障率高、解算误差大、可视性差等问题,建立了一种基于支架运动机理的液压支架姿态视觉测量模型,提出了一种基于深度视觉原理的液压支架支撑高度与顶梁姿态角测量方法,并搭建了测量系统。该测量方法通过在液压支架顶梁上布设RGB-D相机,利用深度视觉技术获取液压支架底座彩色信息和深度信息并实现二者数据流的同步,通过ORB算法和FLANN算法实现底座特征点的快速提取与匹配,基于空间3D-3D的ICP模型估计相邻时刻相机位姿变化,结合液压支架姿态视觉测量模型设计姿态解算算法完成支撑高度和顶梁姿态角参数解算。测量实验结果表明:该方法液压支架姿态参数解算速度快,稳定性好,实现了液压支架内部姿态的非接触实时性监测,同时该姿态解算算法可保证液压支架支撑高度测量绝对误差在10 mm左右,顶梁姿态角测量绝对误差在2°以内,精度上能够满足井下液压支架姿态监测精度需求;此外,该方法减少了支架上传感器的数量,降低了安装与维修成本,为实现工作面综采设备运行位姿状态信息的精准感知与动态监测,以及智能化工作面的精准实时控制提供了技术支撑。

关键词：液压支架支撑高度顶梁姿态角深度视觉智能开采