谈煤矿机械维修方式与维修设计

主要分析了煤矿机械维修技术与方式,提出了煤矿机械设备维修性设计的可操作性设计、模件化设计、故障检测性设计、易识别性设计、冗余性设计和机械结构的简化设计。     

基于Inventor的减速器参数化设计系统的研究与开发

利用Inventor实体造型、特征技术、参数化技术及二次开发技术,开发了基于Inventor的减速器参数化设计系统。该系统用户界面友好,集成了设计规则、选型方法,设计时只需输入少数基本参数即可实现整机产品修改设计。在避免设计错误的同时,简化了设计流程,提高了系列产品的设计、选型、报价效率,具有一定的实用价值。     

井下简易卡轨车的应用设计

本文针对山西霍尔辛赫煤矿综采工作面安装时运输系统的特点,设计了新型简易卡轨车,对驱动部分、张紧部分、牵引车的设计、回绳站的设计、绳道限位装置、绳的选择和信号的选择进行了改造设计分析。对设计方案进行了计算确定合格。该设计为井下绞车运输的设计提供了参考。     

齿轮减速器模块化设计的研究进展

分析了传统齿轮减速器设计方法的不足,在此基础上提出了模块化设计思想。介绍了模块化设计的概念、目的、原理与设计流程。以现有的模块化齿轮减速器为例,阐述了齿轮减速器模块化设计的主要方法及其优越性,并对模块化设计在齿轮减速器中的应用提出了展望。     

偏置式曲柄滑块机构的解析设计

平面四杆机构的设计 ,长期以来 ,大多采用图解设计的方法 ,从而制约了设计精度、设计效率和机构设计的质量的提高。导出了偏置式曲柄滑块机构运动综合的解析设计方程式 ,解决了图解设计带来的设计质量问题。其结论用图、表的形式表达 ,并有算例说明 ,可供设计时参考。     

地质公园解说标识牌设计方法研究——以新疆喀纳斯国家地质公园为例

从解说的定义和目的出发,分析了地质公园解说系统的概念和构成,并对地质公园解说标识牌的设计原则进行了探讨,提出了系统化、规范化、人性化、生态化和保护性五大原则。同时,详细阐述了地质公园解说标识牌设计的具体方法:1)信息设计,包括信息内容构成、信息内容特征、文本编辑、专业图标设计;2)内容设计,包括总体构图布局、文字设计、色彩设计;3)外观设计,包括造型设计、材料选择、体量设计等。然后以新疆喀纳斯国家地质公园为例进行了实证研究,分析了其设计思路,设计方案,包括解说主题的选择,解说标识牌的布局,内容设计原则,文本编辑,解说标识牌的规格、文字、版式和制作要求,以期对我国其他地质公园解说标识牌的规划设计提供科学依据和实践经验。     

煤矿救援机器人系统运载车的设计与研究

煤矿救援机器人系统运载车设计是一个涉及多门学科的交叉研究领域。概述了煤矿救援机器人系统运载车设计中的关键技术要点,从运载车的车体设计、结构设计、关键部件设计、移动路径设计等方面探讨了煤矿救援机器人系统运载车的设计及应用开发前景。     

基于B/S结构的钻井施工辅助设计系统的研发

对新式钻井施工辅助设计系统进行了简介。相比当前同类软件大多只侧重钻井施工的某一特定环节的缺陷,该系统涵盖了标准的钻井施工设计程序中的所有环节（包括设计依据、井身结构、钻具组合、钻井液设计、规程参数设计、固井设计、完井设计、设备选择、事故预防、HSE要求、施工进度、施工预算共12个环节）,设计完成后能够输出完整而规范的施工设计报告。并且该系统采用基于JSP动态网页技术及B/S双层结构设计也降低了对用户计算机硬件的要求,扩大了系统的适应性。     

基于无人机技术的煤矿带式输送机巡检方案

设计了一种基于无人机的煤矿井下长距离带式输送机巡检方案,应用在煤矿井下带式输送机运输系统巡检中。介绍了无人机巡检总体方案,论述了无人机机身设计、无人机导航设计、无人机避障设计、充电桩设计、飞行方案设计及相应的工作原理;通过样机制作与现场试飞,确定了方案的可行性。     

水平井钻井液设计技术规范研究

介绍了水平井钻井液的具体设计过程,规范了水平井钻井液的设计步骤和具体设计内容,包括钻进液设计的基本要求、一般过程、设计思路以及钻井水力参数优化设计四部分。     

淮南矿区典型煤岩体全应力—应变渗透性表征试验

煤岩体是一种多孔介质,地下开挖使岩体的应力状态发生改变,导致岩体的力学性质和渗透性质发生改变,围岩应力状态和渗流场特性是获取储层瓦斯气、评价或计算矿井涌水量、防突水危害等具体工程问题的理论基础和科学依据。通过对淮南矿区煤岩进行三轴压缩全过程渗透性试验,分析了煤岩变形破坏全过程以及不同围压和瓦斯压力下的瓦斯渗透特性。得出煤岩全应力—应变曲线与煤岩瓦斯渗透率—全应力应变曲线之间的对应关系。结果表明:在微型裂隙闭合和弹性变形阶段,煤样渗透率随应力增大而减小,进入屈服阶段后,渗透率达到最小值并在峰值后呈持续增大之势;固定瓦斯压力作用下,煤样应力峰值随着围压的增加而逐渐增大,煤样渗透性与围压关系呈指数函数变化规律,且表现出应变滞后的特点;固定围压作用下,渗透率与瓦斯压力关系呈“V”字型走势,即在扩容阶段煤岩样渗透性达到最佳。     

引江济淮膨胀土边坡强度特性和稳定性研究

膨胀土边坡常常发生失稳破坏,其强度和稳定特性一直是膨胀土研究领域的重要课题。以引江济淮试验段工程为研究背景,通过室内往复干湿循环试验,开展膨胀土强度特性研究,探索膨胀土边坡失稳原因,并利用Geo-Studio仿真软件进行算例验证。在上述研究的基础上,继续进行膨胀土边坡防裂隙加固法的有效性验证。研究结果表明,膨胀土的抗剪强度（内聚力、内摩擦角）随着干湿循环次数的增加而逐渐减小。内聚力c的衰减主要发生在第1～2次干湿循环过程中,随后c值逐渐趋于稳定。内摩擦角φ受干湿循环的影响没有明显规律性,其衰减幅度要小于内聚力c;随着干湿循环的进行,土体裂隙不断开展,而裂隙开展才是膨胀土强度降低继而引起边坡失稳的重要原因;通过对换土及土工膜覆盖2种加固工法的算例验证,表明防裂隙法能对膨胀土边坡的加固起到良好作用。     

中水系统加酸位置研究

电厂中水系统处理采用石灰、混凝澄清、过滤、加酸的处理方式，设置机械加酸澄清池、双室过滤器和软水池，加酸点位置2个，双室过滤器出口混合器处加酸和澄清池出口混合器处加酸，但由于浓硫酸稀释后较强的腐蚀性，加酸管道经常出现泄漏，直接影响中水系统安全稳定运行。通过经验总结与实践，将中水加酸点由原来的澄清池出口混合器更改至澄清池顶部出口集水槽汇流口处，加酸管悬于水平面上方。这样可以使加酸管不再浸入水内加酸而是在水面以上加酸，有效避免了加酸点的腐蚀和泄漏；集水槽汇流口处有1 m高的落差，在水流下降过程中会伴随着向上排气和旋转，水速比较高，水流混合相对均匀，浓硫酸在此处加入后可以立即发生稀释反应，可以将澄清池出水的pH值迅速调整至8左右，正常运行的情况下，不会造成设备的腐蚀；集水槽汇流口位于澄清池顶部清水区，即使在操作不当的情况下集水槽汇流口外壁腐蚀也不会造成中水系统必须立即停运等问题的出现，将加酸点变更至此处，大大提高了中水系统的安全性；中水系统加酸设备和管道运行情况可以直接观察、分析判断，有利于运行与检修人员及时发现和处理隐患；系统变动比较小，易于实现，不影响原有在线仪表的测量使用。     

高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏机理研究

针对高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏问题,现场调查了高强度采动下巷道围岩与支护构件的破坏特征,采用理论与数值模拟方法计算了高强度采动下巷道围岩塑性区与位移,并依此分析了巷道围岩与支护构件的破坏机理。研究表明:高强度采动可以多次改变巷道围岩应力场方向与大小,巷道围岩塑性区形态亦相应不断转动近似等同的角度,进而引起巷道围岩呈现出特有的变形特性。这种围岩变形具有非线曲折性、局部强变形性、不对称性、大范围性。围岩变形的非线曲折性分高集度与低集度两种,低集度下锚杆杆体呈现分段弯曲、扭转等破坏特征,高集度下锚（杆）索破断剖面呈现为“Δ”、“Ⅰ”形态。围岩变形的局部强变形性与不对称性可导致型钢支架局部受力不均,使型钢支架呈现破裂、不对称弯曲等破坏现象。     

冲击荷载作用下煤矿泥岩能量耗散试验研究

岩石破裂破碎实质是一个能量吸收与耗散的过程,煤矿岩巷钻爆掘进过程中,既要有足够的爆炸能量使待开挖区岩石破裂破碎和抛掷、形成空腔,又要控制爆炸能量对保留岩体造成的损伤,尤其是冲击荷载作用时强度较低的泥岩的动态响应特性更需要重点研究。以淮南矿区典型巷道泥岩为研究对象,利用直径50 mm分离式Hopkinson试验装置开展不同冲击气压下泥岩动态压缩试验,研究在冲击荷载作用下泥岩的动态力学性能和破裂破碎特征,重点研究动荷载作用下泥岩的能量耗散规律。为了进一步揭示泥岩动态破碎破裂与泥岩构成主要化学成分与细观结构之间的关系,对泥岩的静态物理力学性能进行了测试并进行泥岩的X射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)测试,确定其主要组分、化学和颗粒成份;同时采用放大1 000倍的电子数码显微镜对泥岩试件表面、断口进行放大观察,从岩石细观结构出发,通过对细观结构变化、物理与力学过程的分析研究了岩石的损伤及其演化。结果表明:泥岩的主要化学成分主要为Si O2,其次为Al2O3,Fe2O3,其力学强度低,物理性能指标差,在冲击荷载作用下,泥岩内部大量空隙缺陷(如空穴,位错,微裂隙等)动力学过程加剧,形成损伤;在应力波的持续作用下,大量的微损伤和微观不均匀处在试件内部进行复杂的演化,在颗粒内部结构、沿颗粒间裂缝和沿晶粒界会产生大量的微裂纹并发展,在构造边界碎片分层、夹杂物中也产生裂纹,泥岩试件最终产生环向断裂破坏和轴向劈裂拉伸破坏;试件吸收能、透射能和反射能均随入射能增加而增加,分别呈线性、对数和二次函数形式增长;试件吸收能可以用单位体积耗能密度、单位质量耗能和吸收阻抗比能表征,三者均随入射能增加呈线性增长,随应变率呈二次函数增长。     

不同坡面形态滑坡的稳定性分析

为了研究坡面形态对滑坡稳定性的影响,设计3种坡度、2种坡高共6组试验,对不同坡面形态的滑坡进行了物理模拟试验,通过抬升试验模型槽模拟滑坡失稳破坏的过程,记录破坏过程和破坏时的临界破坏角度,分析了不同坡型滑坡的稳定性和破坏情况。试验结果表明,相同坡度、相同坡高的情况下,凸坡所需抬升角度最低,其稳定性最差,凹坡最高,其稳定性最好,且凸坡破坏时更易发生分级启动。从滑坡表面角度和滑体重量进行理论分析,对试验结果进行解释。采用稳定性计算获得不同坡度下不同坡面形态滑坡的稳定性系数,结果为凸坡稳定性系数最低,凹坡稳定性系数最高,计算结果与试验结果相同,由此可得在坡度、坡高、纵曲率均相同的条件下,凸坡稳定性最差,直线型坡次之,凹坡稳定性最好。     

基于捷联惯导系统的采煤机定位技术

针对煤矿井下“三机”自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航的采煤机位姿定位方法。该方法主要利用了捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息,根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息,得到精确的采煤机的运动轨迹,实现对采煤机的实时体定位。目前基于惯性导航的采煤机空间定位研究主要集中在理论建模及算法仿真阶段,创新点在基于捷联惯性导航的采煤机定位定姿实验系统构建方案,经过系统仿真和实验结果的对比,以期验证捷联惯导对于采煤机定位的适用性,从而实现采煤机实时位姿信息输出,为综采工作面“三机”协同自动化提供实践支持。对定位平台进行仿真和利用综采工作面“三机”实验装置搭建采煤机捷联惯导定位实验平台进行实验。结果表明,采煤机捷联惯导定位系统能够准确跟踪基准轨迹,满足煤矿采煤机定位精度要求,该系统能够实现采煤机的实时精确定位。     

综放工作面过断层构造带注浆加固技术应用

针对宝雨山煤矿12141工作面过断层构造带回采期间,工作面出现顶煤松散破碎、煤墙片帮严重,工作面支护难度大,顶板维护管理困难等问题,根据煤体注浆加固技术机理,提出超前在工作面上下巷道超前切眼向断层破碎带影响范围内的煤体中施工注浆钻孔,向钻孔内灌注注浆液对煤体进行超前注浆加固的技术方案,同时根据注浆孔的位置、深度、角度等参数的不同,提出了4种注浆孔布置设计方案。通过对4种方案进行分析比较后,选取了混合布置注浆孔的方式对顶部煤层进行注浆加固,结合现场实际情况,合理了设计注浆孔参数和施工方案。现场实践和观测结果表明,对破碎的煤体提前进行注浆加固以后,提高了煤岩体的完整性和稳定性,增强了煤岩体的抗拉和抗压强度,提高了煤岩体承压能力,工作面煤墙和顶板得到有效控制,确保了工作面安全正常回采。该技术方案的提出为类似地质条件下工作面过构造带提供了参考。     

芦沟矿底抽巷锚注加固技术应用与研究

芦沟煤矿地处豫西三软煤层矿区,32141底抽巷作为32141工作面掘进前及回采前在二₁煤层底板内的瓦斯抽放巷,巷道埋深相对较深且围岩松软破碎。通过对原支护调查及围岩取样的实验分析,得知巷帮和底板泥岩无水强度较高,遇水分解,且含有膨胀性矿物,易造成巷道底鼓。针对以上情况且结合实际,对巷道进行了不同方案的数值计算,经过比较分析最终采用“锚网索喷+锚注”联合支护技术,利用锚杆注浆来强化巷道两帮和底板泥岩的强度,再配合锚杆、锚索达到锚杆、锚索和注浆加固围岩之间的协同支护能有效控制巷道底鼓。实践检验证明,锚注支护大大提高了围岩的支护效果。     

煤矿关闭退出的国内外比较及若干问题探讨

在新常态的大背景下,我国2016年开始了新一轮的煤矿关闭退出,这对于煤炭行业健康可持续发展和经济社会平稳发展都具有重要意义。本文总结了德国、美国等国家煤矿关闭退出的主要做法,从关闭退出的背景、煤炭产业结构和产权结构、关闭退出的强度三个方面,对比了我国新一轮煤矿关闭退出与国外煤矿关闭退出的差异性,认为这一轮关闭退出历时短、强度大,具有很强的中国特色和时代背景。在此基础上,探讨了我国在煤矿关闭退出过程中要重点关注退出标准制定、退出引发的煤炭价格波动以及政府行为界定三个方面的问题,提出了制定出台煤矿关闭退出条例及相关的司法解释等四条政策建议。