模拟环空流动状态的堵漏试验装置设计

对比分析了缝板窄槽流动、室内建立井筒环空和搅拌器搅拌3种动态漏失模拟方法,发现这3种方法并不适用于堵漏剂室内效果评价。鉴于此,结合井筒工作液实际流动状态,将井壁剪切速率作为流动相似准则,建立了环空水力学模型并优化计算,设计出剪切速率达到100～1 000 s~(-1)且能够真实模拟环空流动状态的堵漏试验装置。采用分体式人造岩心漏失模块,解决了漏失模块与地层物性相差大的问题。在裂缝性漏失试验中,API堵漏试验仪为静态评价方法,不能准确反映井筒工作液的真实状况,而堵漏试验装置可以模拟地层压力、温度和钻井液在井筒中的螺旋运动状态等条件,因此能够准确评价堵漏材料的适用性和封堵效果,优选出适合现场的堵漏剂和防漏堵漏钻井液。研究结果表明该装置能够准确评价堵漏剂的封堵效果。     

纤维增强复合材料结构局部形状与环境腐蚀速率的关系研究

纤维增强复合材料(FRP)结构在外部环境作用下,不同位置的腐蚀速率并不一致,与该位置处FRP形状和环境作用有关。由于FRP结构形状多变的特点,常在梁柱交界处、FRP型材棱角处存在内凹角和外凸角,这些位置结构的腐蚀往往最为严重。本文对环境作用下FRP结构棱角处腐蚀速率的差异进行了理论分析和数值模拟。利用菲克定律下的扩散规律和有限元软件,计算了构件棱角不同角度与扩散速率的关系。定义并计算了棱角处于不同角度时的局部影响系数,结果表明,内部凹角对结构的腐蚀呈减弱影响,外部凸角对腐蚀呈放大效应。利用粒子抛射沉积与环境沉积的相似性,采用蒙特卡罗方法建立了不同粒子数目的粒子抛射沉积模型。定义并计算了角部的环境富集系数,分析发现凹角处会对环境产生汇集作用,凸角对环境分布影响相对较小。综合考虑了棱角对扩散速率的影响和环境富集的影响,定义并计算了结构形状影响系数,结果表明,结构物表面凸出和凹陷处更易受到环境腐蚀,结构耐久性设计时应考虑在棱角进行特殊防护设计。通过计算的结构形状影响系数可以为耐久性定量设计提供计算支持。     

井下快速拖移滑板的研制与应用

目前大型煤矿均采用综合机械化采煤,其中液压支架等大型设备数量多且自重大,运输到井下需先解体,再组装运输到工作面,综采完成后仍要重复解体、运输、组装。传统方式一般采用平板车运输、单轨吊吊运或铺设专用轨道进行转运。这几种方式不但成本高,而且效率低。通过分析和研究,研制了一种快速拖移滑板,可实现液压支架等大型综机设备的快速运输,具有简便、高效、安全等优点。该快速拖移滑板经实际投入使用,取得了较好的效果。     

温度对棉平布芯吸性能测试的影响研究

分析FZ/T 01071标准下织物芯吸性能测试结果与织物在使用环境中所表现的实际芯吸性能差异,论述了以三级水温度作为变量的不合理性,对毛细效应实验装置进行可整体控温改装,在25～65℃范围内对比测试了三级水温度梯度控制与整体温度梯度控制对织物芯吸性能测量结果的影响,结果表明:相同温度下整体控温时棉平布初始芯吸速率更大,30min最大芯吸高度更小;即棉平布在实际应用中表现出比FZ/T 01071标准测试结果更强的初始芯吸能力和更弱的液体铺展能力。     

生物质纤维和改性木质素对聚乳酸结晶性能的影响

采用改性木质素(MZS)作为成核剂,生物质纤维(BF)作为增强剂,通过双螺杆挤出机制备了生物降解的聚乳酸(PLA)/BF/MZS材料。采用差式扫量热仪(DSC)、电子万能试验机和扫描电子显微镜(SEM)分析了BF和MZS对PLA材料性能的影响。结果表明,BF和MZS有效提高了PLA的结晶能力和力学性能。当BF和MZS的含量分别为15%和1%时,PLA材料结晶度提高至67.1%,在50℃/min降温速率下仍具有较高的结晶能力。105℃等温结晶时,15%BF和1%MZS的PLA材料半结晶时间降低至9.0 s,比纯PLA缩短了72.2%。当PLA含有3%BF和1%MZS时,拉伸强度和冲击强度分别为70.1 MPa和7.4 kJ/m^2,比纯PLA分别提高了7.8%和10.4%,根据SEM显示,当BF含量为3%时,在PLA材料中分布较均匀。     

退锚在综放工作面端头悬板超标治理的应用

为了解决综放工作面端头悬板面积超标的问题,通过采用退锚的方法,超前退出锚杆螺帽和锚索锁具,破坏了端头的永久支护,从而使得端头悬板能够及时垮塌,有力地保证了工作面的安全回采工作。