检索结果-南通市图书馆

基于声发射特征的不同高径比矸石胶结充填柱单轴压缩损伤演化

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1370-1380页

作者：郑远翔杜献杰冯国瑞巨峰李晓磊王广辉太原理工大学矿业工程学院太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030032 矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室太原030024 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室徐州221116 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司郑州450042 山西能源学院晋中030604

为研究高径比对矸石胶结充填柱单轴压缩性能的影响,本实验制备了高径比为0.5~4.0的5组圆柱体试件进行单轴压缩试验,同时利用数字图像相关技术(DIC)和声发射进行监测,探讨了不同高径比充填柱的破坏特征.研究表明:矸石胶结充填柱的峰值应... 详细信息

为研究高径比对矸石胶结充填柱单轴压缩性能的影响,本实验制备了高径比为0.5~4.0的5组圆柱体试件进行单轴压缩试验,同时利用数字图像相关技术(DIC)和声发射进行监测,探讨了不同高径比充填柱的破坏特征.研究表明:矸石胶结充填柱的峰值应力和峰值应变都会随着高径比的增大而减小,并与高径比呈指数关系;充填柱的破坏形式在高径比大于2.0后从整体破坏转为局部破坏,局部应变大于16%可以导致充填柱整体失稳;充填柱的高径比从1.0升高到4.0,损伤程度下降到11%;充填柱在累计振铃计数快速上升区中的破坏占总破坏的比例随高径比的增大从22.6%增加到72.3%,高径比大于2.0时该比例达到40.9%且上升速度加快,破坏的集中程度较高;声发射最终累积振铃计数先随着高径比增大而增大,在高径比为2.0以后开始减小,且高径比对振铃集中出现的位置有较大影响;用声发射能量与振铃计数的比值(E/C)反应能量释放剧烈程度,平均E/C随高径比增大从1.26增大到2.76,高径比大于2.0时峰后能量释放较为剧烈.试验结果可以为结构充填开采中充填柱高径比的选取提供参考.

关键词：矸石胶结充填柱高径比表观应变累计振铃计数声发射能量

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水泥-粉煤灰基矸石胶结充填体破坏特征及强度形成机制

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 36-45页

作者：李晓磊杜献杰冯国瑞巨峰王建伟刘文昊郑远翔太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 矿山岩层控制及灾害防控山西省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030032 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司河南郑州450042 山西能源学院山西晋中030604

在煤矿结构充填开采中,不同充填率条件下对矸石胶结充填体强度的需求不同,拟通过改变粉煤灰在水泥–粉煤灰二元胶凝材料用量中的占比(下称“粉煤灰占比”)调控矸石胶结充填体强度,对不同粉煤灰占比(0~90%)矸石胶结充填体进行单轴压缩试... 详细信息

在煤矿结构充填开采中,不同充填率条件下对矸石胶结充填体强度的需求不同,拟通过改变粉煤灰在水泥–粉煤灰二元胶凝材料用量中的占比(下称“粉煤灰占比”)调控矸石胶结充填体强度,对不同粉煤灰占比(0~90%)矸石胶结充填体进行单轴压缩试验,探明矸石胶结充填体的强度调控范围,结合数字图像相关技术对试样破坏形态进行分析,结合声发射事件对试样脆延性破坏模式进行分析。采用承压筒法和单轴压缩试验分别测定了煤矸石的强度和不同粉煤灰占比水泥–粉煤灰二元胶凝材料的强度,并根据煤矸石的强度与水泥–粉煤灰二元胶凝材料的强度关系揭示矸石胶结充填体的强度形成机制。研究结果表明:矸石胶结充填体强度随着粉煤灰占比的增加而减少,实现了较大的矸石胶结充填体强度调控范围:1.77~30.04 MPa。不同强度范围的矸石胶结充填体试样对应的破坏形态和脆延性破坏模式也不同,材料性质发生了质的变化。随着粉煤灰占比的增加,在破坏形态方面,矸石胶结充填体试样由剪切破坏(0~50%粉煤灰占比)向拉剪复合破坏(60%~80%粉煤灰占比)再向拉伸破坏(90%粉煤灰占比)转变,对应的强度范围分别为20.8~30.04 MPa,5.63~12.35 MPa和1.77 MPa;在脆延性破坏模式方面,试样由脆–延性破坏(0~40%粉煤灰占比)转变为延性破坏(50%~90%粉煤灰占比),对应的强度范围分别为24.64~30.04 MPa和1.77~20.8 MPa。矸石胶结充填体的强度由水泥–粉煤灰二元胶凝材料的强度(1.43~55.5 MPa)和煤矸石的强度(平均强度为4.43 MPa)共同决定。水泥–粉煤灰二元胶凝材料对矸石胶结充填体的强度贡献较大,煤矸石使矸石胶结充填体的强度受限。所得试验结果为结构充填中充填材料的强度选择提供参考。

关键词：粉煤灰占比矸石胶结充填体单轴压缩试验承载特征强度调控强度形成机制

微纳米孔隙内气体流动特性与LBM数值模拟研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 15-25页

作者：王登科袁明羽李振张清清尚政杰付建华王岳栩唐家豪郭玉杰庞晓非河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 中煤科工集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司河南郑州450000

目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔... 详细信息

目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔隙大小和孔隙率进行定性定量分析;利用纳米尺度气体流动特征实验装置开展微纳米孔隙的气体流动实验研究,通过对比分析传统达西渗流模型和适用于微尺度下气体流动模型,结果得到更为详细的微纳米孔隙内气体流动特性:纳米多孔炭薄膜的视渗透率随着进气口压力的升高而下降,二者呈负相关的线性变化规律;视渗透率随着努森数降低而降低,二者呈正相关的线性变化规律,表明气体在微纳米尺度下的流动不符合传统的达西定律,滑脱效应和气体扩散不可忽视。采用格子Boltzmann方法(lattice boltzmann method,LBM)模拟不同进气口压力下的气体流动,得到不同气体压力下出口的气体流量,与实验结果进行对比,LBM模拟的平均误差为8.25%,整体吻合性较好,表明LBM数值模拟可有效揭示气体在微纳米尺度下的流动特性。结论研究结果可为今后分析煤层中的瓦斯流动机制和流动规律提供理论借鉴。

关键词：微纳米孔隙纳米多孔炭气体流动特性 LBM模拟 LBM-D2Q9模型

人机环境动静融合的数字孪生车间快速建模方法

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航空制造技术 2024年第11期67卷 14-22页

作者：王昊琪李旭鹏李浩张玉彦杨文超何文斌王永强文笑雨刘根杨新宇解伟郑州轻工业大学郑州450002 河南省机械装备智能制造重点实验室郑州450002 郑州煤矿机械集团股份有限公司郑州450007 格力电器(郑州)有限公司郑州450066

数字孪生车间对于新车间的设计和原有车间的升级改造意义重大,但是“人-机-环境”动静共融的特点为数字孪生车间的快速建模带来了挑战。现有方法存在车间三维场景建模效率低、难以实现动静融合建模、缺少动静融合性的定量评估等问题。... 详细信息

数字孪生车间对于新车间的设计和原有车间的升级改造意义重大,但是“人-机-环境”动静共融的特点为数字孪生车间的快速建模带来了挑战。现有方法存在车间三维场景建模效率低、难以实现动静融合建模、缺少动静融合性的定量评估等问题。针对上述问题,在数字孪生车间概念下,结合三维扫描技术、室内定位技术、传感器技术等,提出人机环境动静融合的数字孪生车间快速建模方法,建立了对应的建模框架,研究了基于三维激光扫描的数字孪生车间静态环境快速重构、基于多传感器融合的车间动态对象感知、实时数据驱动的动静融合,并设计动静态融合评价指标,对所构建数字孪生车间的融合效果进行量化评估。最后,结合郑州轻工业大学机器人制造车间进行测试,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：数字孪生车间快速重建人-机-环境动静融合定量评估

低频振动激励煤体共振增渗实验系统研制及应用

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煤田地质与勘探 2024年

作者：温志辉郭树乾魏建平张铁岗王建伟张立博任永婕河南理工大学安全科学与工程学院河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心郑州煤炭工业(集团)有限责任公司

【目的】振动波激励煤体共振增渗技术作为一种新兴的绿色高效增渗手段，利用低频振动所产生的应力波激励煤体使其孔裂隙发育，渗透率提升。为研究激励频率、应力场及共振效应等因素对增渗效果的影响，探明低频振动激励煤体共振增渗机制... 详细信息

【目的】振动波激励煤体共振增渗技术作为一种新兴的绿色高效增渗手段，利用低频振动所产生的应力波激励煤体使其孔裂隙发育，渗透率提升。为研究激励频率、应力场及共振效应等因素对增渗效果的影响，探明低频振动激励煤体共振增渗机制，自主设计研发了低频振动激励煤体增渗实验系统。【方法】该实验系统包括主机控制单元、煤样夹持单元、振动激励单元与煤体振动参数监测单元四个部分，可以测试煤体的固有频率、模拟不同强度的激励条件和实时监测振动激励下煤体的振动响应特征。以河南焦作赵固二矿无烟煤样品为研究对象，利用该实验系统开展煤体固有频率测试实验及低频振动激励下煤体渗流实验，揭示在不同激振参数、应力大小等因素下低频振动激励煤体渗透特性变化规律，实现煤体原位受迫振动，通过监测煤体振动响应特征，观测煤体在低频振动激励下所出现的共振效应，并结合工业CT扫描技术，阐明煤体共振致裂增渗的影响机制。【结果和结论】实验结果表明：1）低频振动作用促使煤体渗透率上升，越靠近煤岩损伤的临界失稳状态时低频振动激励下煤体增渗效果越好；2）当低频振动激励频率与煤体固有频率相接近时（20 Hz）煤体产生共振效应，煤体受迫共振后加速度响应加大，煤岩体内部的微裂隙逐渐扩展，煤基质内部的孔裂隙连通，使得其渗透率提升效果显著。上述实验结果及实验设备的研发，可以揭示低频振动激励煤体共振增渗的影响机制，为低渗煤层瓦斯高效抽采提供理论指导。

关键词：煤体低频振动固有频率应力波共振

大采高液压支架插装式安全阀动态特性影响因素分析

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煤炭技术 2024年第7期43卷 210-213页

作者：郑永利王晓敏李吉堂潘越河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038 河北省智能工业装备实验室(河北工程大学) 河北邯郸056038 郑州煤矿机械集团股份有限公司郑州450016

大采高液压支架需要有大流量、大功率的安全阀配套,为此提出一种适用于大采高液压支架的插装式安全阀。通过对插装式安全阀的结构及工作原理的分析,建立AMEsim 16.0仿真模型并进行仿真,对先导阻尼孔径、插装阀弹簧刚度、插装阀阀芯质量... 详细信息

大采高液压支架需要有大流量、大功率的安全阀配套,为此提出一种适用于大采高液压支架的插装式安全阀。通过对插装式安全阀的结构及工作原理的分析,建立AMEsim 16.0仿真模型并进行仿真,对先导阻尼孔径、插装阀弹簧刚度、插装阀阀芯质量、插装阀溢流孔径等关键参数进行设置并仿真计算。得到插装式安全阀工作时的压力、流量、阀芯位移等动态特性曲线;结果表明:插装式安全阀控制的液压支架液压系统通流能力大,动态响应较快;得出了各参数对插装式安全阀动态特性影响规律,此研究对研制和改进大采高液压支架工作特性具有重要的研究意义。

关键词：安全阀动态特性影响因素仿真分析

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水浸煤体周期应力承载特征研究

煤矿安全 2023年第8期54卷 179-185页

作者：刘晓飞薛宗建牛滕冲郑州煤炭工业集团有限责任公司河南郑州450000 中赟国际工程有限公司河南郑州450000

针对地下水库煤柱坝体长期在水浸-周期应力作用下渐进损伤问题,以陕西某矿地下水库工程为背景,通过现场调研、理论分析、实验室实验等方法分析了工作面末采阶段煤柱坝体所受应力环境,探究了周期应力以及水浸对煤体的破坏规律。结果表明... 详细信息

针对地下水库煤柱坝体长期在水浸-周期应力作用下渐进损伤问题,以陕西某矿地下水库工程为背景,通过现场调研、理论分析、实验室实验等方法分析了工作面末采阶段煤柱坝体所受应力环境,探究了周期应力以及水浸对煤体的破坏规律。结果表明:煤柱坝体形成前受采动影响存在诸多次生裂隙,形成以后受水浸以及相邻工作面的采动影响,应力呈多次循环加、卸载特征;煤体单轴压缩时抗压强度为18.40 MPa,破断载荷为36.11 kN,循环加卸载1、2、3次的破坏载荷分别为35.27、29.15、27.45 kN,表明周期应力有加剧煤体损伤的作用;随着水浸时间及加卸载循环次数的增加,煤体强度逐渐降低,无水浸加卸载1次条件下煤块强度为17.97 MPa,水浸21 d加卸载3次时强度为10.78 MPa。

关键词：水浸煤体周期应力承载特性煤体损伤煤柱坝体

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液压支架缸筒材料的耐蚀性研究

铸造技术 2024年第4期45卷 342-348页

作者：杨佳伟田雷杨磊李小琳兰志宇王海丰邓想涛西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 郑州煤矿机械集团股份有限公司河南郑州450000 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110004

随着煤炭综采技术的发展,对高耐蚀性材料的开发提出了迫切要求。为了明晰影响缸筒材料耐蚀性的主要因素,采用电化学腐蚀方法研究了液压支架缸筒材料A和材料B的耐蚀性能,结合合金成分、夹杂物组成、微观组织和腐蚀后形貌,分析了影响材料... 详细信息

随着煤炭综采技术的发展,对高耐蚀性材料的开发提出了迫切要求。为了明晰影响缸筒材料耐蚀性的主要因素,采用电化学腐蚀方法研究了液压支架缸筒材料A和材料B的耐蚀性能,结合合金成分、夹杂物组成、微观组织和腐蚀后形貌,分析了影响材料B耐蚀性能的关键因素。结果表明,材料A的电化学性能优于材料B,电化学腐蚀后材料B表面出现了大量的“麻点”,是点蚀形成的主要位置。且材料B中C、Cr、Nb等元素的添加起到了固溶强化和细晶强化的作用,共同提高了材料B的力学性能,冶炼过程中引入的Ca、S等元素在基体中形成了高密度的CaS-Aloxide-MnS复合夹杂,恶化了材料的耐蚀性能。

关键词：缸筒材料微观组织夹杂物电化学腐蚀

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郑煤集团煤质特征分析及利用途径探讨

煤炭加工与综合利用 2014年第9期 65-66页

作者：冯丽楠郑州煤炭工业集团运销公司化验室河南新密452370

通过对近几年来郑州煤炭工业集团主要矿区煤层、商品煤煤质资料的研究,系统分析了该矿区主要煤质特征及变化规律,对其工艺性能及合理加工利用途径提出了建议。

关键词：郑州煤炭集团煤质特征工艺性能利用途径