煤矿井下2570m顺煤层超深定向孔高效成孔关键技术

针对现有定向钻进技术装备不能满足超长工作面瓦斯大区域治理对井下顺煤层定向钻孔深度要求的问题,提出利用泥浆脉冲无线随钻测量系统替代有线随钻测量系统进行钻进参数测量,避免了有线随钻测量系统信号传输受通缆钻杆影响的问题;基于近水平钻孔回转钻进的"岩屑楔"理论,通过优化螺杆钻具结构及调整钻进工艺参数实现复合钻进状态下钻孔增、降、稳倾角调节,进一步提高了复合钻进进尺比例,使钻进系统压力明显降低。结合保德煤矿生产需要施工完成主孔深度2 570 m、孔径120mm的顺煤层超长定向钻孔,钻孔平均日进尺达到200 m以上,通过对该超深孔施工关键装备适应性分析可知:钻进装备稳定可靠,无线随钻测量系统信号在超深钻孔中传输稳定,复合钻进倾角控制效果良好,系统压力参数下降明显,说明该套技术装备能满足煤矿井下2 500 m顺煤层超深定向钻孔的施工要求。研究成果可为顺煤层超深定向钻孔施工和超长工作面瓦斯超前治理提供重要借鉴。     

矿用呼吸器面罩泄漏率测试装置

在综合考虑产品及使用者特点的基础上,针对矿用呼吸器用面罩研究设计了一套泄漏率测试装置。装置中设计了10组能够覆盖中国成年男子不同脸型特点的仿人头模,可以在无真人参与实验的条件下,实现面罩泄漏率的准确、稳定检测。经试验验证,该装置的油雾浓度控制标准偏差为3.02 mg/cm~3,全面罩和半面罩的泄漏率测试重复性误差分别为0.6%和1.2%。     

脉冲偏压对TiAlCN薄膜结构与力学性能的影响

利用多弧离子镀-磁控溅射复合技术通过改变脉冲偏压在Si片与SS304基体表面制备了TiAlCN薄膜,研究了不同脉冲偏压对薄膜结构和力学性能的影响。薄膜成分、表面形貌、相结构及力学性能分别利用能量弥散X射线谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和纳米压痕仪等设备进行表征。结果表明,随着脉冲负偏压的增加,薄膜中Ti元素的含量先减小后增大,而Al元素有相反的变化趋势。适当增大脉冲偏压,薄膜表面颗粒、凹坑等缺陷得到明显改善。物相分析表明TiAlCN薄膜主要由(Ti,Al)(C,N)相,Ti4N3-x相和Ti3Al相组成。薄膜平均硬度与弹性模量随脉冲负偏压的增加先增大后减小,在负偏压-200 V时达到最大值分别为36.8 GPa和410 GPa。     

哈氏合金X电子束表面处理微观组织研究

哈氏合金因其优良性能被广泛应用于航空工业,利用强流脉冲电子束(HCPEB)轰击哈氏合金X表面对其进行改性,并对其显微组织进行分析和讨论。利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀后试样,利用电子背散射衍射(EBSD)观察未腐蚀试样。结果表明：从扫描电镜照片可以看到,未轰击试样晶界被腐蚀,轰击后试样表面存在约为2μm的重熔层,腐蚀程度减轻,晶界处出现颗粒状碳化物；从EBSD结果可知,轰击5次试样晶粒尺寸最小,轰击5次和10次试样晶粒取向性更好,多为[101]和[110]。实验表明强流脉冲电子束轰击能够使哈氏合金X表面出现重熔层,并改变其晶粒大小和晶体取向。     

工艺参数对超声辅助脉冲电沉积镍-氮化钛复合镀层的影响

在45钢表面以超声波辅助脉冲电沉积制备Ni-TiN复合镀层。研究了平均阴极电流密度、脉冲占空比、超声功率和TiN粒子(平均直径20~30 nm)添加量对复合镀层的TiN粒子含量和显微硬度的影响。得到较优的工艺参数为:NiSO4ꞏ6H2O 300 g/L,NiCl2ꞏ6H2O 30 g/L,H3BO330 g/L,十二烷基硫酸钠0.3 g/L,TiN 25 g/L,pH 4.1~4.3,温度40°C,平均阴极电流密度4 A/dm2,脉冲占空比40%,脉冲频率1000 Hz,超声功率300 W,机械搅拌速率200 r/min,时间60 min。该条件下所得Ni-TiN复合镀层的TiN质量分数为8.35%,显微硬度为819 HV,表面平整、致密,晶粒尺寸均匀。     

煤矿井下EM-MWD仪器研制

研制了煤矿井下电磁无线随钻测量(EM-MWD)仪器。针对煤矿井下EM-MWD特点,发射频率采用可设置的6.25 Hz与12.5 Hz,编码方式采用省电的差分脉冲位置调制(DPPM),发射机设计省电模式与休眠模式提高电池工作时间,φ73 mm绝缘天线外层涂覆多层金刚砂提高耐磨性,接收机采用RLS自适应滤波提高抗干扰性能。试验结果表明仪器在煤矿井下随钻测量传输距离大于310 m,发射机省电模式与休眠模式工作有效,绝缘天线机械强度与耐磨性达到煤矿井下随钻测量要求。     

数字核脉冲信号高斯成形方法实现与对比分析

数字核脉冲信号的高斯成形,由于其实现简单、综合性能良好被广泛应用于数字核谱仪系统中。本文从Sallen-Key与CR-RC~m电路的工作原理出发,推导了基于数字Sallen-Key与数字CR-RC~m在时域中的高斯成形递推函数,分别获取Z域中的传递函数,并对其幅频响应进行了分析。对实际采样核脉冲信号,分别采用数字Sallen-Key与数字CR-RC~m的递推函数实现了其高斯成形,随着成形参数的增加,成形结果越趋近于高斯形,成形脉冲也越宽。基于Si-PIN探测器测量55Fe射线源,获取不同高斯成形方法、不同成形参数下的能谱,结果表明:数字Sallen-Key表现出更好的能量分辨率性能,而数字CR-RC~m表现出更好的计数率性能。     

OFDM/OQAM技术在时频弥散信道中的应用

正交频分复用/交错正交幅度调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Offset Quadrature Amplitude Modulation,OFDM/OQAM)与传统OFDM相比,OFDM/OQAM通过引入具有优良时频聚焦特性的脉冲成形滤波器,使其可同时具备抗符号间干扰和子载波间干扰的能力,且带外辐射较低,有很好的技术前景。介绍了OFDM/OQAM系统的基本原理及其局限性,并进一步分析了因其固有干扰对关键技术产生的影响,以及在时频弥散信道中的应用前景。     

利用啁啾组合场获得单一谐波辐射能量峰

为了获得由单一谐波能量峰贡献产生的谐波平台区，采用负向啁啾场与紫外场组合调控谐波光谱的方法，进行了理论分析和数值模拟。结果表明，在负向啁啾场调控下，谐波截止能量可以达到选取的参考值，谐波平台区由单一谐波能量峰贡献产生; 适当引入一束紫外光源，在紫外共振电离的影响下，谐波平台区强度可以得到增强，并且达到参考值范围；选取平台区谐波进行叠加可以获得一个36as的超短脉冲。该研究提出了一种利用低强度组合激光场获得阿秒脉冲的新方案，对激光光源的发展有帮助。