深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式

埋深超过900 m的深井高瓦斯工作面瓦斯治理一直是世界性难题。针对千米深井1112(1)工作面(最大瓦斯涌出量为124.87 m3/min)的实际条件,通过相似材料模拟实验,确定了位于开采煤层顶板上方10倍采高、水平方向内错沿空留巷侧约20 m开始存在宽度为30 m的扇形环状瓦斯富集区,该高度采动影响范围沿倾向外错轨道巷最大不超过30 m。基于此,在上距顶板20 m,外错轨道巷35 m处布置一条多用巷,提出“一面三巷、一巷多用、联合治理、连续开采”瓦斯治理新模式。工程实践表明,多用巷内大直径穿层钻孔单孔抽采瓦斯纯量最大达9.84 m3/min,瓦斯浓度最高为98.5%,工作面瓦斯抽采率最高为92.4%,回风流瓦斯浓度平均0.4%,日产原煤量最高为10 324.6 t,抽采瓦斯总量为2 457.2万m3,实现了深井煤与瓦斯的安全高效共采。     

变速器定子齿轮渗碳、渗氮硬化表面耐磨性研究

针对厂家应用需求,分别对渗碳淬火、渗氮表面硬化齿轮进行了研究。利用金相显微镜和扫描电镜进行了微观组织表征;通过电子探针进行了微观成分分析;运用X-ray衍射仪进行了物相分析;使用显微硬度计测试了硬度;运用摩擦磨损试验机进行了耐磨性评价,探讨了其摩擦磨损机理。结果表明:在530℃温度下渗氮30 h,催化气体渗氮(渗层0.65 mm)比厂家控制氮势渗氮(渗层0.35 mm)获得了更深的氮化层,渗层硬度梯度小,磨损体积为后者的0.34倍(前者分别为0.11 mm3,后者为0.32 mm~3),耐磨性明显提高。和渗碳相比,催化渗氮磨损体积为渗碳的0.63倍,耐磨性提高近一倍。另外,渗氮处理温度低,齿轮畸变小,减少了后续磨齿和端面精磨。     

串联隔震橡胶支座力学性能试验研究

通过本文的研究,了解串联天然隔震橡胶支座和串联铅芯隔震橡胶支座基本性能及其各种水平相关性能。文中分别对4-LNR—D100和4-LRB—D100支座进行了水平基本性能和剪切性能的应变相关性、压应力相关性及加载频率相关性试验,研究了其对串联支座水平性能的影响。对比分析了单个支座和串联支座基本性能的差异,同时研究了是否有竖向约束对部分相关性能的影响。研究结果表明,由于弯曲变形的存在,4-LNR—D100的水平刚度较1-LNR—D100值的1／4低,4-LIRB-D100的屈眼后刚度、等效刚度较1-LRB—D100值的1／4低,4-LRB—D100的屈服力较1-LRB-D100值也低,但两者等效阻尼比变化不大;但竖向约束对串联支座的应变相关性影响较大。     

C型金属阻尼器的试验研究

提出了一种新型的C型金属阻尼辐及其与滑动摩擦相组合的新型支座,其金属阻尼辐采用普通Q345B材料制作,价格低廉。对C型金属阻尼辐和C型阻尼辐与滑动摩擦组合支座分别进行了水平25%设计位移、50%设计位移、100%设计位移下6圈的反复加载试验,并对其进行了120%设计位移下单圈超载位移试验,另对阻尼辐进行了11圈水平疲劳试验。试验结果分析表明,C型阻尼辐及其与滑动摩擦相组合的支座具有较高的阻尼性能,阻尼特性稳定,并具有良好的弹塑性变形能力。通过对其100%设计位移的滞回特性曲线分析,前者的力学模型可以采用双线性模型,后者可以采用多线性模型,但后者在设计及制作上有待进一步改进。     

地铁车辆段上盖高层全框支剪力墙结构模拟地震振动台试验研究

采用一栋122m高的深圳地铁常用高层住宅楼作为地铁车辆段上盖全框支剪力墙结构的试验模型,对其缩尺比例为1/20的结构模型进行模拟地震振动台试验。介绍了模型制作、相似关系的确定方法,测试了模型结构在小震、中震和大震作用下的加速度、位移和应变,并分析了试验现象和实测数据。结果表明:小震作用下结构自振频率仅下降3%左右,构件未出现裂缝,模型结构处于弹性阶段;中震作用下,模型无肉眼可见裂缝,结构自振频率下降11%左右,结构基本处于弹性阶段;大震作用下,结构自振频率下降48%~60%,模型结构在4层(转换层上第2层)剪力墙首先出现裂缝,继而其他构件出现裂缝,但模型未发生倒塌,进入了弹塑性阶段,模型结构在各地震水准作用下能够满足规范的抗震性能要求;地震波的频谱特性对大震下结构弹塑性层间位移角影响较大;全部加载完成后模型结构转换梁和底部框支柱完好,全框支层结构抗震性能较好。     

基于NPC逆变电路的煤矿SVG故障容错技术

在SVG中开关管的脆弱性已经成为整个系统故障频发的主要原因。为了提高系统的可靠性,SVG故障容错技术越来越受到研究者的重视。故障容错技术中,根据调制策略的不同,采用不同的容错技术,在采用SVPWM(空间矢量调制)作为SVG主电路即三电平逆变电路调制策略的前提下成功将一种基于冗余矢量替代的容错分析方法应用于SVG。     

深井煤层群首采下保护层工作面瓦斯治理技术

本文以千米深井——朱集煤矿1242(1)首采工作面的瓦斯治理为例,提出并实施了地面钻井、高抽巷和采空区埋管相结合的瓦斯分源治理综合技术,分别抽采上覆13-1煤层卸压瓦斯、顶板瓦斯富集区瓦斯和上隅角瓦斯。实践表明,1242(1)工作面平均绝对瓦斯涌出量为68.8m3/min,地面钻井平均瓦斯抽采量为28.7m3/min,占瓦斯涌出量的42.2%,高抽巷平均瓦斯抽采量为30.7m3/min,占瓦斯涌出量的45.2%,瓦斯抽采率高达87.4%,回风流瓦斯浓度低于0.4%,实现深井高瓦斯煤层群首采下保护层工作面的安全高效开采。研究成果对类似条件矿井首采层工作面的瓦斯治理有指导价值。     

负刚度非线性能量阱减震控制性能研究

提出设置含负刚度特性的非线性能量阱（NES）来实现结构地震响应控制,针对典型的单层和双层层模型,在附加质量占主质量5%的限定条件下,对采用负刚度NES、立方NES和经典质量调谐阻尼器（TMD）控制方式的装置参数进行数值寻优,对优化的减震控制性能进行对比分析。结果表明,负刚度NES减震控制性能全面优于已有的立方NES,对主结构动力特性变化的鲁棒性优于TMD,对地震动峰值变化的鲁棒性与TMD相当。应用数值小波变换对体系的地震响应时程进行功率谱分析,揭示了在地震作用过程中,负刚度NES总体上对主结构产生更为显著、更为持续的瞬时内共振俘获行为,因而其减震效率较高,且由于这种瞬时内共振俘获是在多频域上同时展开的,使其减震控制性能具有强鲁棒性。     

上游泵送机械密封在B-512离心丙烷泵上的应用研究

通过对B-512离心泵原泵用接触式机械密封失效原因的分析,对非接触式机械密封工作原理和应用特点等进行研究。根据实际情况改造设计出新型机械密封,运用Pro/E软件对端面液膜进行参数化建模,使用Fluent软件对端面流场进行了数值模拟,将新型机械密封与原密封进行对比分析。数据表明,改造设计的新型机械密封弥补了原机械密封的缺陷,上游泵送机械密封抗外界干扰的能力很强,泄漏率较小,液膜刚度较大,同时摩擦功耗较低,有助于提高丙烷泵的工作效率,密封寿命长,适宜长期稳定运行。对轻烃泵类机械密封的设计具有指导意义。     

隔震橡胶支座屈曲稳定性的影响因素分析

采用有限元方法(FEM)对具有较低第2形状系数的隔震橡胶支座屈曲承载力的影响因数进行了分析研究。采用大型通用有限元软件Abaqus建立了隔震橡胶支座的三维有限元模型,橡胶材料考虑Neo-Hookean模型,支座内部钢板采用弹性和理想弹塑性本构关系,影响因数包括支座内部单层钢板厚度、支座内部孔洞直径、内部橡胶剪切模量和支座橡胶保护层厚度。分析结果包括水平屈曲荷载、水平屈曲位移以及支座水平变形时竖向变形。并将屈曲位移FEM结果和规范公式计算结果进行了对比。分析结果表明,内部钢板考虑弹塑性时支座更不利;内部钢板厚度的增加和支座内部孔洞直径的减少,支座的屈曲水平荷载和屈曲位移将增加,但后者影响程度大于前者;内部橡胶G值和橡胶保护层厚度对屈曲水平荷载和屈曲水平位移的影响规律比较类似,在一定范围内有影响,但超过该范围之后,影响程度有限,特别是屈曲水平位移。规范公式计算相对FEM结果而言偏于保守,前者未能考虑支座内部单层钢板厚度及橡胶保护层厚度的影响,有待进一步完善。