煤层钻孔喷孔的发生机理探讨

结合钻孔钻进的自身特点,分析了掘进面顺层钻孔施工所处的应力环境和由于钻孔钻进而引起的钻孔周围应力环境的变化过程。解释了地应力对钻孔周围煤体的叠加破坏作用,指出峰值强度后区域为钻孔喷孔最易发生的区域;分析了瓦斯对煤体的拉伸破坏作用和钻孔孔壁的失稳机理,从而进一步提出煤层钻孔喷孔的发生机理,并描绘了钻孔喷孔发生和发展的力学过程。     

碎软煤层瓦斯抽采钻孔孔壁稳定性分析

针对碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔率低、钻孔深度浅的问题,建立钻孔失稳的力学模型,分析了孔壁失稳的力学机理。从煤体结构、地应力、瓦斯压力和钻进工艺等方面阐述了孔壁失稳的影响因素,指出了孔壁的失稳破坏模式。建立孔壁稳定性数值模拟分析模型,采用HoekBrown准则对碎软煤层的力学参数进行估算,计算分析了钻孔孔壁周围的应力场和位移场,结果表明:碎软煤层钻孔承载力差,孔壁的破坏模式以剪切破坏为主,在孔底形成高应力递增区,容易诱发喷孔;处于破碎区的煤体首先向临空面方向产生位移,其上部位移量最大为4.3 mm,孔底位移量最大为3.1 mm。     

煤体应力与钻杆转速关系的试验研究

为通过监测煤体应力来预测冲击地压,分析钻孔过程中钻头与钻杆相互作用的力学特性,建立煤体应力与钻杆转速的力学模型,研究钻孔过程中煤体应力对钻杆转速影响规律,理论上给出了利用钻杆转速判断煤体应力的可行性。利用钻杆转速测试系统,对预先自制的相同强度煤体试件进行钻孔试验,分析不同煤体应力时钻杆转速变化规律。研究结果表明:在相同试验条件下,使用同样钻进设备,按照预定推进速度钻孔,钻杆转速与煤体应力近似呈负相关。为进一步验证理论模型和试验测试可行性,在实际矿井工作面进行现场试验,并通过钻屑量指标证明转速测试结果与理论分析有较好一致性。     

逆断层区域采动煤体渗透率模型构建及应用北大核心

逆断层区域构造应力与地应力叠加,挤压应力形成的力学特点导致瓦斯积聚,煤体渗透率发生改变,采掘期间容易引起瓦斯涌出异常,甚至发生煤与瓦斯突出事故。为了掌握逆断层区域采动煤体渗透率演化规律,首先开展了逆断层区域采动煤体渗透率测试试验,通过应力加卸载方式模拟逆断层影响下采动煤体应力变化,得出:在峰前阶段,煤体压缩、裂隙闭合,煤体渗透率降低;峰后阶段,煤体应力达到峰值,原有裂隙扩展连通,同时产生新裂隙并出现损伤,煤体渗透率增加并达到最大值;第1组加载方案模拟工作面前方煤体应力集中系数逐渐增大条件下,M1、M2和M3煤样的渗透率分别提高了22.1%、28.0%和36.7%,第2组加载方案模拟模拟工作面前方煤体应力集中系数先增大后减小条件下,M4、M5和M6煤样的渗透率分别提高了23.6%、37.2%和20.8%。然后结合煤体渗透率试验结果,建立了逆断层影响下采动煤体渗透率表征模型,推导出煤体峰前和峰后阶段渗透率计算表达式,用瓦斯吸附/解吸造成煤体体积应变的函数来表示吸附/解吸对煤体裂隙体积的影响,从而更加准确的表征逆断层影响下采动煤体渗透率。最后将渗透率模型导入COSMOL软件,结合新春煤矿1503工作面F4逆断层现场情况进行模拟计算,得出随着与逆断层距离减小,煤体应力集中系数增大的情况下,煤体瓦斯压力和渗透率峰值均逐渐增大,容易造成瓦斯涌出异常,需要加强瓦斯浓度监测。     

防突钻孔失稳的力学条件分析

为了进一步认清在钻孔施工过程中经常出现卡钻、喷孔等问题,本文以掘进面施工防突钻孔为例,以理论分析为主要手段,建立了钻孔失稳的力学模型,分别研究了钻孔孔底和孔壁附近煤体的破坏形式和失稳特征,并结合钻孔喷孔应具有两个基本条件:①封存的能量源;②封存障碍突然失稳破坏,而使能量源瞬间释放,得出如下结论:卸压区易发生垮孔;峰后应力集中区易垮孔也易发生喷孔;而峰值强度前区域发生喷孔的概率则大大降低.     

煤层瓦斯抽采多物理场参数动态响应特征及其耦合规律

为进一步深化煤矿瓦斯抽采过程中多物理场参数动态响应特征及其耦合作用机理的认识，运用自主研发的多场耦合瓦斯抽采物理模拟试验装置，开展了工作面前方不同应力区域瓦斯同步抽采物理模拟试验，分析了抽采过程中煤体温度场、瓦斯压力场和煤体变形场的实时演化特征及多物理场耦合作用机制。研究结果表明：(1)在同步抽采过程中，应力Ⅳ区煤体温度下降速率最快，其次为应力Ⅰ区和应力Ⅱ区，应力Ⅲ区的温度下降速度最慢，不同区域瓦斯压力衰减特征与煤体温度下降规律具有相似性。煤体变形受煤体温度和瓦斯压力的耦合作用影响，使煤体变形呈非线性增加。应力Ⅳ区煤体变形量最大，应力Ⅲ区由于受泊松效应影响，其煤体变形大于应力Ⅰ区和应力Ⅱ区。(2)在同步抽采过程中，各应力区域煤体变形具有阶段性变化特征，分为变形延迟阶段、变形启动阶段和变形二次递增阶段，变形延迟的实质是煤层中大量分布的微孔和小孔，对吸附态瓦斯脱附的束缚作用，加上煤基质对瓦斯的毛细凝结作用，导致瓦斯解吸滞后，从而出现煤体变形延迟现象。(3)各应力区域煤体变形的动态响应受到有效应力压缩效应、基质收缩效应、解吸热收缩效应和泊松效应等共同影响，泊松效应对应力Ⅲ区起主导作用，有效应...     

注水过程渗流对煤体的影响分析

对注水过程中水、气两相介质渗流对煤体的影响进行了理论分析,提出注水过程中的渗流对煤体的影响主要表现在水和瓦斯气体对煤体的物理化学作用和力学效应。分别对注水过程中水区和气区渗流介质的非稳态渗流对煤体的影响进行了分析,提出气体对煤体的影响主要表现在煤体的瓦斯吸附量上升,使煤体膨胀,表现出膨胀应力;水对煤体的影响主要表现在对降低煤体强度、提高煤体塑性和促进裂纹扩展;根据渗流的动态过程,分析了渗流对煤体影响的动态效应。     

卸压钻孔应力场分区及长度优化设计

利用极坐标和直角坐标系建立卸压钻孔力学模型,分析了巷道侧向支承压力与卸压钻孔周围煤体应力之间的联系,得到巷帮煤体的卸载应力及卸压系数;根据卸压前后巷帮煤体的应力状态,将卸压钻孔应力场划分为4个应力区,分别为塑—塑性区、弹—塑性区、塑—弹性区和弹—弹性区,卸压作用主要在塑—弹性区和弹—弹性区;结合卸压前巷帮煤体的应力场分区,分析了卸压钻孔的最优长度,指出钻孔长度应根据卸压前巷道侧向支承压力分布进行设计;施工卸压钻孔后,卸载应力呈中间高两边低的规律,而在未施工钻孔的区域,煤体应力保持不变。采用数值模拟的方法,对比研究了薛湖煤矿不同长度钻孔的卸压效果,得到最优钻孔长度为20 m左右。     

煤矿巷道含软弱夹层底板锚固孔钻进扩径现象研究

煤矿巷道底板锚固孔钻进是实现其锚固的关键环节,底鼓巷道底板岩层多数含有软弱夹层,钻头穿过软弱夹层时孔壁岩石物理力学特征是其稳定性的重要因素。现场调研发现,在钻进含软弱夹层底板锚固孔时,孔壁局部地段有掉块、剥落现象,这些体积较大渣体落到孔底后造成排渣困难,影响锚固孔成孔质量。通过采用理论分析与数值模拟相结合的方法,考虑应力状态、钻进动力等因素,对巷道含软弱夹层底板锚固孔钻进时孔壁稳定情况进行研究。分析发现:在破碎软弱夹层位置的孔壁钻进时产生扩径现象;应力状态对钻孔扩径影响较明显;钻进动力对扩径的程度影响并不明显。     

煤体瓦斯吸附与放散过程中的应力分析

为研究煤体在吸附和放散瓦斯过程中的力学特征,使用煤层瓦斯动力作用模拟系统试验平台,建立了煤体瓦斯吸附与放散物理试验模型,对煤体在瓦斯吸附和放散过程的煤体总应力、瓦斯压力和瓦斯放散速度等参数进行了监测。模拟试验结果表明：对于刚性围岩中的煤体,当煤体瓦斯从游离态向吸附态转化过程中,煤体总应力略微降低,孔隙压力和有效应力随时间分别按照对数规律减小和增大;煤体瓦斯向煤体外放散阶段,瓦斯压力和煤体总应力随时间按照负指数规律降低,有效应力随时间略有降低,瓦斯放散速度随时间按照对数规律降低。此研究成果可对矿井瓦斯动力灾害防治和煤层气开采技术理论研究提供参考价值。     

基于SoC嵌入式片上系统应用研究

以片上系统(SoC)为代表的嵌入式应用系统拉开了嵌入式系统发展的大幕,极大的推动了IT产业的发展,给人们的生产、生活带来深远的影响。嵌入式系统用在一些特定专用设备上,通常这些设备的硬件资源(如处理器、存储器等)非常有限,而且对成本敏感,有时对实时性要求较高等。常见的嵌入式系统如手机、PDA、电子词典、掌上电脑、VCD/DVD/MP3 Player、数码相机、游戏机、机顶盒、路由器等,这类嵌入式应用系统对成本比较敏感。还有一些对性能和实时性要求比较高,如通信系统,医疗仪器,航空航天设备以及军事武器上的一些嵌入式应用系统。     

基于小波分析理论的风机故障诊断技术研究

基于小波分析理论,针对风机动静碰摩故障信号进行了小波分析,利用特定频带的信息进行故障诊断,并通过对实验数据分析有效地提取了故障特征,验证了该方法的正确性和有效性。该研究为对风机振动信号进行分析处理,进而为实施故障诊断提供了有效的方法。     

浅谈对三项监察的认识

结合辽宁的监察工作,谈一谈对三项监察的认识。     

基于互联网技术的智能建筑管理系统研究

随着现代化信息技术的迅猛发展,智能建筑系统集成成为一大研究热点,并为依托于信息技术促进建筑物整体功能的相应提升创造了有利条件。文章介绍了智能建筑系统集成以及B/S模式的特点,阐述了ASP.NET的新特性,对IPMS-智能建筑管理系统的研究与实现加以分析和讨论。     

基于CFD数值模拟分析综掘工作面粉尘迁移规律研究

针对目前综掘工作面产尘量大、空间狭小、粉尘浓度高、降尘难度大的问题,基于CFD离散相解算模拟技术,通过建立全尺寸掘进面巷道模型,对比研究在压入式通风条件下割上部与下部煤(岩)时,粉尘在掘进巷道的纵向与横向运移规律.掘进头模拟结果显示,在掘进头风流场中有两处涡流区域,一处位于掘进机前、中部,一处位于掘进机右侧后部.涡流的卷吸作用会导致这两处有明显的粉尘聚集,非常靠近掘进司机的位置,影响范围分别近似为1 m×3 m与0.8m×1.5m的矩形区域,最高浓度约为500 mg/m3.同时还研究了通风量对风流场涡流区域粉尘聚集区域的影响,对比发现增大通风量可有效减小粉尘聚集区域的浓度.     

基于Inventor系列化零部件库的开发与调用研究

系列化零部件在设备设计中被大量而频繁地使用。目前,在CAD软件中并没有现成的系列化零部件模型库。过去,设计人员需要对CAD软件编程进行二次开发,来建立这类零部件模型库。详细阐述了利用Inventor的iPart功能开发设备的系列化零部件模型库步骤、要点及其调用方法。该研究对通用设备设计手段的创新和所有系列化零部件的设计与创建都具有指导意义。     

使用Inventor创建端盖工程图的问题及解决办法

为了将端盖上的多种孔及凸台结构表达完整、清晰,需采用复合剖和向视图。使用Inventor软件不能直接生成这2种视图,对如何利用已有的工具创建这2种视图进行了研究,给出了关键技术和解决办法,为工程图的创建探索出了一套新型实用的方法。     

基于乳化液的煤层液压钻研究

以乳化液为工作介质的煤层液压钻可取代煤电钻,广泛用于采煤工作面的煤壁钻孔工作。针对乳化液粘度低、润滑性差的特点,对齿轮马达以及液压钻的结构进行了研究和设计,并制作了样机,经实验室测试及模拟钻孔试验,达到了设计要求,取得了良好的效果。     

基于Matlab的DSTATCOM仿真研究

给出了配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的拓扑结构和数学模型,阐述了基于瞬时无功功率理论的单相电流谐波和无功电流检测原理,采用三角波的比较方式获得PWM控制信号的控制策略。通过Simulink环境下建立了DSTATCOM仿真模型,在感性负载情况下进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和有效性。     

凿井井架在加工及安装中几个问题的探讨

钢管凿井井架是建井单位常用的建井设备，它的应用比较广泛，文中就井架加工及安装中出现的问题进行阐述并提出了改革方案。