高温对煤炭地下气化围岩损伤的影响

煤炭地下气化是煤炭无害化开采技术创新战略方向之一，该技术可以回收老矿井废弃煤炭资源，对传统采煤技术难以开采的煤炭资源进行原位清洁转化。气化过程中燃空区形成带来的结构应力和高温造成的热应力共同作用对岩石造成损伤。以大城勘查区深部煤层为气化对象，得出典型围岩热物性及力学参数随温度变化规律。基于连续损伤力学理论，在平滑Rankine损伤模型的基础上提出高温岩石损伤变量模型，使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对深部煤层地下气化过程围岩温度、主应力、损伤变量进行模拟研究。结果表明，5种典型岩石的比热容随温度升高整体呈上升趋势，导热系数随温度升高整体呈下降趋势，抗压强度和弹性模量随温度变化规律差别较大。围岩受温度影响范围随气化时间呈指数变化，气化10 d时，温度影响范围仅为3.27 m;气化50 d时，温度影响范围达到5.73 m;气化100 d时，温度影响范围为8.21 m;气化400 d时，温度影响范围达到18.20 m。结合地下气化过程中普遍采用的控制注气点后退气化法，岩石处于高温区的时间在40 d左右，温度场对围岩的影响范围约为4.7 m。燃空区上方及两端均出现损伤...     

异种铁素体耐热钢接头界面组织及其影响

综述了铁素体与铁素体异种金属焊缝（dissimilar metal welds，DMWs）接头界面组织及其影响。结果表明，在焊后热处理或运行温度下的铁素体钢DMWs接头的不均匀界面组织中，通常会形成脱碳层和增碳层。在铁素体钢DMWs焊接接头界面组织影响因素中，焊缝金属的化学成分有重要影响；焊后热处理规范（温度和时间）、工作温度下运行时间的影响较为突出；焊接工艺参数的影响亦不可忽略。异种钢接头界面处近缝区裂纹的产生，以及接头的蠕变强度随Larson Miller 参数增大而下降等不利影响，均为异种钢界面碳迁移行为所导致。焊缝成分控制法是接头界面组织控制或改善的必要条件，而脱碳层部位转移法能有效防止裂纹发生，亦是接头安全运行的重要工艺措施之一。     

跨采暗斜井工作面相关参数优化研究与实践

为了减少资源损失，需要在保护穿层暗斜井安全稳定的前提下，合理规划跨采工作面煤柱及终采线位置等相关参数。以山西神州煤业4102工作面为工程背景，通过理论分析上部煤层开采过程中的围岩应力分布情况和底板损伤状态，当穿层暗斜井位于上部正在回采工作面下方时，根据分析计算结果进行优化决策，确定了4102工作面跨采行人进风斜井延深段的布置方式。与原工作面布置方式相比，优化后该工作面可多回采出约2.2万t优质主焦煤，对于进入资源枯竭阶段的矿井具有可观的经济效益。     

内置液性塑料式小径磁力滚压刀具研究

针对磁力滚压过程中载荷多变、接触应力不均的问题,对磁力滚压机理进行了理论分析,依据液性塑料的不可压缩性、均匀传压的特点研发了一套新型刀具。基于Ansoft对系统磁路进行了有限元仿真,确定了磁力滚压刀具的磁力线分布与单磁极平均径向磁力,结合ANSYS Workbench静态场仿真,验证了刀具结构的合理性;利用Fluent对液性塑料在预应力与载荷变化工况下进行了数值模拟,分析得出了液性塑料的引入能使各滚珠滚压力在滚压过程中保持均匀分布,当工况变化时,在0.008 s的时间内即可完成均匀传压;最后对新刀具的加工性能进行了试验验证。研究结果表明:采用内置液性塑料磁力滚压刀具加工,可使不锈钢管内壁R_a由0.828降低到0.187,粗糙度值与周向残余应力分布趋于均匀;该结果对提高长不锈钢管内表面加工质量有积极意义。     

新型高性能动圈式电液比例阀及其性能

动铁式比例电磁铁作为电液比例阀的电机械转换器,其电磁力本身对铁心位移是非恒定的,其恒定化是研究人员研究的重点之一,并因为铁心的存在导致其线圈电感很大,不利于提高电路的响应速度。为研制高性能电液比例阀/电液伺服比例阀,在前期完成了研究动圈式比例电磁铁及其相关理论的基础上,研制出高性能动圈式比例电磁铁样机,提出了利用动圈式比例电磁铁组成电液比例阀的结构方案,分析具有所提结构的电液比例阀的主要性能,提出了相应的动静态性能试验研究方案,并对这种结构方案进行试验研究。研究结果表明,利用所研制的动圈式比例电磁铁组成比例阀的方案具有动静态性能高的优点,所研制的比例电磁铁静态具有非常好的恒力特性,开环情况下被控阀芯位移对100%输入信号的阶跃响应时间不超过15 ms。研究结果对研制高性能电液伺服比例阀具有积极意义。     

刮板输送机中板仿生耐磨优化试验研究

刮板输送机中板磨损失效已成为输送机运行故障的主要原因之一，为了提高中板耐磨性，基于蜣螂非光滑单元进行了仿生中板设计，以磨损量为响应值，进行了单因素和响应面法优化试验。根据响应面法试验结果得到的因素显著性影响顺序（从高至低）依次为：径向距离，深径比，直径，节距角。基于试验结果建立了磨损量与因素的回归预测模型，经试验对比发现，预测模型与真实试验的相对误差为3.2%。在特定工况（煤散料粒度为6~8 mm、载荷为20 N、刮板链速为0.65 m/s及试验时长为6 600 s）下，当深径比为1.41、直径为0.69 mm、节距角为6.55°和径向距离为4.66 mm时，磨损量最小，仿生中板的耐磨性提高了12.6%。分析其耐磨机理发现，与光滑板相比，仿生板的磨粒磨损及黏着磨损较轻。凹坑分布可破坏持续切削中板表面的煤粒运动状态。中板的仿生优化可为今后刮板输送机的设计提供一定参考。     

深部高应力软岩巷道置孔释压材料置孔率合理性研究

针对深部高应力软岩巷道支护难题,为了解决巷道支护强度不够,围岩破碎严重的问题,以麻家梁矿-610 m水平巷道为研究背景,在对深部高应力软岩巷道矿压显现特征分析的基础上,通过建立置孔释压支护模型,对置孔释压支护机理进行能量学分析,据此提出了高应力软岩巷道置孔释压的围岩控制技术;并运用理论分析和物理相似模拟试验的方法,对3种置孔释压材料在不同置孔率条件下的抗压强度以及连续变形量进行了分析,最后结合现场检测数据进行对比判定。研究结果表明:采用置孔率为35%的不饱和聚酯树脂进行支护时,巷道顶底板移近量最小,有效维护了巷道围岩的稳定性。     

综放高瓦斯矿井煤层瓦斯涌出量综合预测

为了成功预测竹林山煤矿综放高瓦斯矿井大采高工作面煤层瓦斯涌出量,以主采3号煤层为主要研究对象,针对3号煤层以往开采情况,通过布设测点测量其煤层瓦斯含量和了解相邻矿井瓦斯含量,采用分源预测法、回归法及统计法等预测方法得到了3号煤层瓦斯含量的分布规律,并绘制了3号煤层的瓦斯含量等值线图。对矿井不同生产时期的瓦斯含量进行预测,得到了生产前期、中期及后期采区的最大绝对瓦斯涌出量和最大相对瓦斯涌出量,说明了竹林山煤矿各个时期均属于高瓦斯矿井。