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非线性曲面梁形态优化及恒压支撑装置设计

机械强度 2024年第1期46卷 161-168页

作者：谢苗张文卓李伟东刘杰邹青海邢旭文辽宁工程技术大学机械工程学院华能煤炭技术研究有限公司庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿

基于超前支护设备顶梁支撑结构研究一种恒压支撑装置的设计方法，恒压支撑装置由正刚度线性弹簧、负刚度非线性平面曲梁及承压气囊组合而成。通过对巷道顶板应力场分析，得到支撑结构的边界条件；利用B样条曲线简述负刚度非线性平面曲... 详细信息

基于超前支护设备顶梁支撑结构研究一种恒压支撑装置的设计方法，恒压支撑装置由正刚度线性弹簧、负刚度非线性平面曲梁及承压气囊组合而成。通过对巷道顶板应力场分析，得到支撑结构的边界条件；利用B样条曲线简述负刚度非线性平面曲梁的特点；基于遗传算法与非线性有限元法对负刚度非线性平面曲梁进行形态优化设计；依据恒压支撑装置的工作原理，对线性螺旋弹簧刚度/强度特性进行分析与设计；对恒压支撑装置的零部组件进行设计，实现支撑装置输出压强大小恒定及自我保护功能。恒压支撑装置设计方法为综掘巷道超前支护研制提供了有力技术支撑。

关键词：恒压支撑装置非线性平面曲梁形态优化

来源：博看期刊

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电厂循环冷却水系统电磁水处理技术研究

陕西蒲白矿业科技 2024年第2期 68-73,67页

作者：王康陕西陕煤蒲白矿业有限公司热电公司

循环冷却水系统除垢技术是发电厂中主要研究问题之一。本文简要概述和分析了循环冷却水系统中电磁水处理技术,并对水处理技术中相应的除垢、灭藻、杀菌等功能进行了简要介绍。

关键词：循环冷却水电磁水处理技术

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阻燃输送带火灾早期温度变化与烟气成分研究

矿业科学学报 2024年第2期9卷 135-143页

作者：段佳磊梁运涛贾宝山孙勇王睿德罗奕杭崔鑫峰辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 煤炭科学研究总院北京100013 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122

为实现带式输送机火灾早期预警,改进滚筒摩擦实验平台并监测阻燃输送带温度。利用质谱(MS)技术,分析钢丝绳芯阻燃输送带在摩擦事故早期的升温规律与烟气成分。研究表明,随着摩擦持续进行,阻燃输送带表面温度分布呈现出较强的对称性,最... 详细信息

为实现带式输送机火灾早期预警,改进滚筒摩擦实验平台并监测阻燃输送带温度。利用质谱(MS)技术,分析钢丝绳芯阻燃输送带在摩擦事故早期的升温规律与烟气成分。研究表明,随着摩擦持续进行,阻燃输送带表面温度分布呈现出较强的对称性,最高温度区域逐渐向输送带中心集聚,烟气成分随温度变化而改变。根据实验中烟气产物主要成分以及对应的反应过程,将钢丝绳芯阻燃输送带升温过程分为氧化反应阶段(环境温度至100℃)、取代反应阶段(100~160.2℃)和热解反应阶段(160.2℃以后)。当阻燃输送带处于氧化反应阶段时,输送带热容量较小、升温快,产物多为烷基和酯类化合物;取代反应阶段热容量逐渐增加,升温放缓,产物多为硝基、醚类、羧酸类化合物;热解反应阶段输送带内部热容量基本稳定,升温速率最小,在160.2℃时在烟气成分中首次检测到含氯化合物。

关键词：阻燃输送带滚筒摩擦实验质谱分析升温规律烟气成分

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低刚度加载诱发煤样冲击破坏特征及其机制

岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1455-1467页

作者：卢志国高富强鞠文君娄金福白刚董双勇孙卓越杨磊李建忠中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000

冲击地压刚度理论认为加载刚度降低是煤柱冲击的必要条件之一,为量化低刚度加载对煤体力学性质及破坏特征的影响,选取不同弹性模量岩石材料与煤样构成不同刚度比组合试样,岩石作为煤样的直接加载体,实现对煤样的低刚度加载,获取煤岩组... 详细信息

冲击地压刚度理论认为加载刚度降低是煤柱冲击的必要条件之一,为量化低刚度加载对煤体力学性质及破坏特征的影响,选取不同弹性模量岩石材料与煤样构成不同刚度比组合试样,岩石作为煤样的直接加载体,实现对煤样的低刚度加载,获取煤岩组合试样各项力学参数,并分析其宏、细观破坏特征;收集煤样破坏后碎屑,量化碎屑尺度及散落空间分布特征,利用高速相机记录煤样碎屑弹射过程,获取弹射碎屑的体积、速度、动量及动能等参量描述其弹射特征,以碎屑尺度、散落空间分布及弹射特征,定量评价组合试样中煤样破坏烈度。利用黏贴于试样表面应变片获取加载过程变形特征,结合试验机记录载荷数据,计算能量演化,从能量角度分析组合试样中煤样冲击破坏机制。研究发现:(1)组合试样中煤样均发生冲击破坏,加载阶段岩石被压缩而积累弹性应变能,当煤样破坏时,所积累能量中超过90%随岩石回弹变形而释放对煤样做功,导致煤样冲击破坏。(2)组合试样轴向变形是岩石和煤样变形的综合,峰值强度时刻煤样轴向变形量相对恒定,不同组合模式下,组合试样轴向变形量的差异主要取决于岩石,峰值强度时刻岩石轴向应变随弹性模量增大而减速降低。(3)随岩石弹性模量降低,峰前变形量呈反比例函数增大,弹性应变能积累量增加,峰后能量释放量急速增大,导致煤样破坏烈度随岩石弹性模量降低而非线性加剧。(4)峰值强度时刻岩石轴向应变、煤样破坏烈度等参量随组合试样中岩石弹性模量演化规律的非线性特征突出:当岩石与煤样弹性模量处于同一量级时,各参量对岩石弹性模量变化响应显著;当岩石弹性模量显著高于煤样时,各参量对岩石弹性模量响应程度减弱。

关键词：岩石力学煤岩组合试样冲击破坏力学性质变形特征能量演化破坏烈度

井下断层活动的定量监测及其对冲击地压的影响研究

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 10-22页

作者：荣海魏世龙张宏伟杨岁寒汤进宝陈林林钱红亮王雅迪付兴辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 河南大有能源股份有限公司耿村煤矿河南三门峡472431 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000

为建立断层活动与冲击地压之间的定量关系,实现煤矿冲击地压有效防控。通过理论分析义马矿区地质构造环境,以及耿村煤矿13200工作面与断层影响带的相对位置关系,研究了断裂构造对冲击地压的宏观控制作用。计算了井田构造应力并进行了构... 详细信息

为建立断层活动与冲击地压之间的定量关系,实现煤矿冲击地压有效防控。通过理论分析义马矿区地质构造环境,以及耿村煤矿13200工作面与断层影响带的相对位置关系,研究了断裂构造对冲击地压的宏观控制作用。计算了井田构造应力并进行了构造应力区划分,分析了构造应力分区对冲击地压的控制作用。提出了井下断层活动性的定量监测方法,构建了“震源区煤岩体与动力核区尺度等量,震源能量随传递距离逐渐衰减”的模型,建立了大能量微震事件与断层活动的关系,确定了断层活动性对冲击地压的影响。研究结果表明:义马煤田内相对复杂的逆冲推覆构造体系,构成了义马矿区冲击地压的地质构造背景条件。F_(16)断层的影响带范围为7000~7600 m,13200工作面全部处于F_(16)断层的影响带内,在开采活动的影响下进一步增大了冲击地压的发生危险。Ⅰ-2断裂、Ⅲ-4断裂和Ⅳ-7断裂等控制的区域是冲击地压和大能量微震事件显现的主要区域,且冲击地压和大能量微震事件大多位于应力梯度区范围内。在大能量微震事件孕育和发生期间,F_(16)断层位移分别增长50 mm和45 mm;大能量微震事件发生前,断层活动拉力的增幅均相对最高,分别为2.58 kN和2.93 kN,断层位移量的快速增加和较高的应力增幅构成了大能量微震事件的主要能量来源。表明大能量微震事件和冲击地压的发生均与断层的活动联系紧密。井下断层的实际定量监测方法可以广泛应用于矿井冲击地压预测与防控的指导工作中。

关键词：冲击地压大能量微震断层地质动力区划构造应力分区断层活动性定量监测能量反演

碎软煤层大直径钻孔围岩损伤演化及瓦斯运移规律模拟研究

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矿业安全与环保 2024年第1期51卷 92-101页

作者：任仲久中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

针对碎软突出煤层瓦斯抽采效率低的问题,提出采用大直径钻孔抽采瓦斯以降低煤层瓦斯含量、预防瓦斯突出灾害。以瓦斯吸附运移、煤体变形和损伤的控制方程为基础,建立碎软含瓦斯煤层应力损伤—渗流耦合模型,反映瓦斯与煤层的耦合响应。利... 详细信息

针对碎软突出煤层瓦斯抽采效率低的问题,提出采用大直径钻孔抽采瓦斯以降低煤层瓦斯含量、预防瓦斯突出灾害。以瓦斯吸附运移、煤体变形和损伤的控制方程为基础,建立碎软含瓦斯煤层应力损伤—渗流耦合模型,反映瓦斯与煤层的耦合响应。利用COMSOL Multiphysics软件模拟研究碎软煤层大直径钻孔围岩损伤演化及瓦斯运移规律,分析钻孔附近损伤区域内瓦斯含量变化及不同钻孔间距的抽采达标情况,对大直径钻孔间距进行优化。研究结果表明:大直径钻孔周围煤体中出现了较大范围的损伤破坏区,其渗透率大幅度增高,使瓦斯能够快速从损伤区域的煤体内运移至抽采钻孔中,为碎软煤层瓦斯高效抽采创造了条件。确定钻孔间距6 m、孔径300 mm的大直径钻孔进行瓦斯预抽,煤层瓦斯含量小于6.2 m^(3)/t,满足抽采达标条件,同时可降低施工费用。

关键词：碎软煤层大直径钻孔应力损伤—渗流耦合瓦斯抽采数值模拟

定向钻探注浆技术在煤矿水害防治中的应用探研

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第1期 0059-0062页

作者：张立军代洪旭辽宁能源煤电产业股份有限公司辽宁沈阳110122 沈阳焦煤股份有限公司红阳三矿辽宁辽阳111300

煤炭是我国重要能源之一。然而,虽然各个部门都对钻井技术进行监督,但是煤矿生产中遇到的水害问题也日益凸显。为了更有效地实施钻探技术,我们需要认真审查每一个环节,建立健全相关的技术体系,同时也要加大投入,以便有效控制井口出现的... 详细信息

煤炭是我国重要能源之一。然而,虽然各个部门都对钻井技术进行监督,但是煤矿生产中遇到的水害问题也日益凸显。为了更有效地实施钻探技术,我们需要认真审查每一个环节,建立健全相关的技术体系,同时也要加大投入,以便有效控制井口出现的问题,最终实现煤炭的高效开发。因此,煤矿企业必须重视防治水问题,不断总结经验,使用定向钻探技术来防止水害。同时,应该改进工作方式,以确保煤矿的高效运营。加强煤炭行业的可持续发展,以推动其健康增长。

关键词：煤矿水害定向钻探注浆技术应用

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复合煤层分叉合并区变高连续回采技术

山西焦煤科技 2024年第5期48卷 8-12页

作者：王庆国邵帅张坤沈阳焦煤股份有限公司红阳三矿辽宁辽阳111307

为解决工作面连续推进过复合煤层分叉合并区变高回采技术难题,从支架受力、变高开采空间充实方面进行理论分析,提出多次循环顺序降高开采方式,从3种不同变高开采位置进行分析,得出以分叉合并线为起点的变高开采位置最合理,结合现场实际... 详细信息

为解决工作面连续推进过复合煤层分叉合并区变高回采技术难题,从支架受力、变高开采空间充实方面进行理论分析,提出多次循环顺序降高开采方式,从3种不同变高开采位置进行分析,得出以分叉合并线为起点的变高开采位置最合理,结合现场实际,提出了变高开采工艺和参数,制定了围岩控制措施,保证了工作面连续顺序推进。

关键词：连续推进综采面分叉合并区多循环降高开采变高开采位置围岩控制

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船舶应用燃料电池系统的设计与试验

化工进展 2024年第5期43卷 2554-2567页

作者：张宝王鹏安勇攀吕平蒋建良新源动力股份有限公司辽宁大连116085

受到航海运输领域的新政策和严格的排放法规限制,船舶应用燃料电池受到越来越多的关注与重视,尤其是具有高效率、低噪声、模块化的质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统。本文介绍了由新源动力股份有限公司开发的船用PEMFC系统,以隔离防护和... 详细信息

受到航海运输领域的新政策和严格的排放法规限制,船舶应用燃料电池受到越来越多的关注与重视,尤其是具有高效率、低噪声、模块化的质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统。本文介绍了由新源动力股份有限公司开发的船用PEMFC系统,以隔离防护和泄露探测为基准要求,该PEMFC系统配置了多个安全参数检测装置,对于BOP部件选型采用了针对性的方案,通过水热管理优化及标定,系统额定效率和峰值效率分别为45%和62%。为了证明PEMFC系统满足功能完善及安全可靠的要求,采用设计试验的方法研究并制定了性能评价试验,分别是可靠性试验、低温启动试验及双机并联试验。试验结果表明:经历了200h动态工况测试后系统在中间功率下性能无变化,在额定功率下电堆性能衰减率为1.2%;基于良好的水热管理及多模式控制手段,实现了吹扫时间和单体电压偏差大幅降低,当环境温度为-30℃时顺利实现低温启动,高于船用规范中的最苛刻要求;在高功率需求及冗余设计目标下,双机并联使得系统总成动力输出更平稳、可靠,而且通过交替启动策略提高了系统耐久性,不同的工作模式为系统维护及故障处理提供了基础条件;PEMFC系统具备搭载实船应用的能力。本文为船用PEMFC系统的设计和开发提供了参考依据。

关键词：船用燃料电池设计质子交换膜燃料电池系统水热管理优化可靠性