瓦斯富集区多频电磁波CT同步透视技术研究

为探明回采工作面瓦斯富集区域,基于电磁波CT透视理论与SIRT层析成像,对不同介质和瓦斯富集区不同频率的电磁波衰减变化曲线和透视层析成像特征进行了数值正演模拟研究,提出了多频电磁波同步透视方法,并在演马庄煤矿开展了瓦斯富集区多频电磁波CT同步透视现场试验。研究结果表明:电磁波CT能够有效探测瓦斯富集区,相对正常煤体,瓦斯富集区呈现为电磁波弱衰减的特征,且频率越高,衰减越严重;高频电磁波相对低频电磁波,衰减幅值稍大,透视距离短,但响应较强;多频同步透视技术可利用高频的高敏感度、响应强的特性和低频的长透距性,透视探测效率快、精度高;井下现场试验验证了多频电磁波CT同步透视技术能够高效、准确识别回采工作面中的瓦斯富集区,可推广应用煤矿生产一线。     

无线电波探测瓦斯富集区理论与方法

为了准确预测煤层回采工作面瓦斯富集区情况,基于矿井无线电波透视理论,对瓦斯压力与无线电波透视曲线变化关系进行了物理试验,并根据井下回采工作面实际情况进行了煤层瓦斯富集区的无线电波曲线变化特征的正演模拟,探讨了无线电波透视探测瓦斯富集区的曲线特征,并在煤矿井下进行试验。研究得出,煤层瓦斯压力与无线电波透视衰减曲线呈现一致性变化,煤层瓦斯富集区的存在会造成无线电波坑透的异常区域,相对于正常煤层接收机接收值来说,煤层瓦斯富集区的异常曲线整体呈现接收值偏小,而且中间区域衰减的更大些,两边相对衰减的小些,形成一个“蝙蝠”形状。经过在煤矿井下的实验验证,无线电波透视成果结合地质资料分析,可以用来较为准确地划分煤与瓦斯突出危险区。     

无线电波透视探查地质异常区的应用与分析

当煤层中存在地质异常区,如断裂构造、陷落柱以及富集水的采空区等,电磁波在穿越煤层时会发生吸收、反射和折射等作用,那么构造就会引起电磁波在能量上的损耗,使得接收到的能量显著衰减,进而产生透视异常。存在地质异常体时,衰减系数就较大,反之衰减系数越小。在实际应用中表明,根据煤矿的特点,采用适当的仪器及方法,选择合适的衰减系数值,在工作面坑透探测范围内发现了相对较强衰减异常区,为下一步工作面回采提供技术支撑,确保工作面安全回采。     

短工作面陷落柱无线电波透视探测研究及应用

为了准确查明回采工作面的隐伏地质构造,采用无线电波探测基本理论和层析成像方法,结合霍尔辛赫回采工作面的构造特点,建立了典型陷落柱正演模型,并基于SIRT算法对模型进行反演,研究其综合曲线变化特征与衰减系数变化规律特征;结合霍尔辛赫实际探测资料,准确预测了工作面内的隐伏陷落柱。研究结果表明:在场强、测点编号曲线平面图中,在均匀煤层中,场强值呈上凸圆弧形中心对称分布;当电磁波穿透陷落柱时,场强值会以陷落柱为中心,呈"V"型下凹对称分布;在相对衰减系数成果图中,陷落柱形成的异常区呈条带状分布,陷落柱呈条带状分布,通过横向、纵向交叉准确定位异常;当工作面较短时,可优化观测系统,加密观测可提高无线电波透视探测的纵向分辨率。     

无线电波透视技术在回采工作面地质异常体探测中的应用

以晋能集团某矿9102回采工作面为研究对象,利用YDT88坑透仪对其内部地质异常体发育情况进行了精细化探测,结合场强吸收系数CT图和实测场强曲线对反演异常区做了地质解释。结果表明:YDT888坑透仪在365kHz频率下工作时,可以实现对180m宽工作面内地质异常体的有效探测,确保安全回采。     

煤层变薄区坑道无线电磁波透视异常响应特征

准确圈定火成岩侵入造成的煤层变薄区,有利于综采工作面高产高效。采用无线电磁波透视法对受火成岩侵入的采煤工作面进行了探测,基于综合曲线分析得到初始辐射场强与煤层吸收系数关系,进行绝对衰减层析成像重构,使用吸收系数β值大小可表征透视异常响应特征。层析成像结果与实际煤层厚度对比分析表明:1)火成岩侵入造成的煤层变薄区在绝对衰减层析成像图上有明显的透视异常反映,其分布范围与透视异常区基本吻合,无线电磁波透视探测煤层变薄区可行;2)异常区域吸收系数值β跟火成岩侵蚀厚度有关,根据异常区域吸收系数β与煤层吸收系数的大小关系可以确定煤层残余厚度。     

煤柱稳定性分析评价的高频电磁波CT技术研究

针对回采工作面内区段煤柱稳定性分析定量计算难度大、直观超前预评价难实施问题,应用JW-6型地下高频电磁波CT系统,研究电磁波衰减与煤柱稳定性评价因子(煤层裂隙发育和围岩应力集中程度)相关性,并以灵东煤矿及古山煤矿为工程背景,利用高频电磁波CT技术探测分析大、小煤柱的稳定性。在此基础上,总结了基于电磁波CT技术的煤柱稳定性评价的多参量指标,建立了基于电磁波衰减特征参数指标的煤柱稳定性评价方法。研究结果表明:1)电磁波衰减系数随煤层裂隙的扩展不断增大;2)在采场围岩应力环境中,电磁波衰减系数值呈现应力集中区应力降低区域未采动影响区;3)对于同一性质的煤层,当煤体未发生异常破碎时,电磁波衰减系数越大,表明其所受载荷越高;4)电磁波CT技术可以较准确地实现煤柱稳定性的预测评价,煤柱稳定性预测评价因子反映在电磁波衰减特征图像上,表现为电磁波衰减异常区数目、衰减异常区的分布位置及范围、衰减异常集中系数;5)根据指数分析法确定了煤柱稳定性危险指数W,并对煤柱稳定性进行了等级划分:W≥0.75,较不稳定;0.45≤W0.75,中等稳定;W0.45,比较稳定。该研究结论对煤柱稳定性的超前预评价、煤柱宽度的优化具有重要参考意义。     

无线电波坑透技术在煤矿地质探测中的应用研究

某矿采用无线电波透视法探测工作面内隐伏地质情况,对原始采集数据采用了场强对比法、CT成像法和反演分析法进行综合分析,得出工作面探测范围内煤层赋存形态基本稳定,地质构造相对简单,有三个异常区,为工作面回采时提前针对异常区采取相应措施提供了准确的定位,确保工作面安全回采。     

水力压裂增透效果综合物探检验技术研究

为检验煤矿瓦斯治理工程中水力压裂增透影响范围,采用电磁波CT法、矿井瞬变电磁法及矿井高密度电法等3种物探方法,分别在水力压裂前后对工作面穿层钻孔压裂区进行探测试验,研究了各物探方法对水力压裂的地球物理响应特征,并验证其有效性。研究结果表明:压裂钻孔周围煤岩层的电性参数在注水压裂后发生了明显变化,电磁波CT法表现为在压裂钻孔位置5～15 m内的围岩场强衰减增大,瞬变电磁法表现为在压裂钻孔附近约20 m范围的视电阻率降低约1. 5～2. 0倍,矿井高密度电法表现为相对低阻区由压裂钻孔侧向探测巷道方向延展的特征。瓦斯抽采及回采揭露情况与试验结果基本相符。     

无线电波透视场强增量法在煤层工作面坑透探测中的应用

分析了适合坑透实测场强值的煤层工作面坑透场强值计算公式,明确了坑透仪器实测场强值(d B)与电压值之间的关系。提出了采用无线电波透视场强增量法,探查煤层工作面内地质构造赋存情况,并利用改进的电磁波数据处理系统ECT实现了场强增量法的处理。在淮南矿业集团张集矿应用试验的结果表明,该方法能够消除背景场强值的影响,显著提高正常煤层段与地质异常段的场强值差异。由场强增量值反演的电磁波吸收系数成像图能更好地反映地质异常范围,与实际回采验证资料更加吻合。这表明场强增量法可以提高现有坑透仪器的地质异常探测分辨能力,有利于较宽工作面的坑透探查。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。