三级微纳超疏水表面的超快激光复合制备及防除冰性能研究

本文针对超疏水表面的防除冰性能,采用超快激光结合化学氧化的复合制备方法,开发了一类新的三级微纳超疏水表面结构,这类结构由微米锥阵列支撑结构以及在其上密集生长的金属氧化物纳米草结构和弥散分布的微米或亚微米花结构组合而成。经过表面改性后,这类三级微纳结构具有优异的超疏水性,其接触角可超过160°,滚动角在1°以内。对这类三级微纳超疏水表面的防结冰性能进行研究后发现,在冷凝和低温环境下,该类超疏水表面存在合并诱导自跳跃以及分级冷凝的现象,分级冷凝不仅可使表面上的一级冷凝液滴在高湿度环境下依然保持Cassie状态,还能使液滴在结冰前脱离表面,因此具有较好的防结冰性能;此外,由于表面三级微纳粗糙结构中捕获的空气囊具有较好的隔热作用,因此该超疏水表面具有良好的延迟结冰性能,其延迟异质形核的时间达到了52 min 39 s。最后,本文对三级微纳超疏水表面的疏冰性能进行了研究,结果表明:三级微纳超疏水表面的冰粘附强度仅为6 kPa,约为未经处理的铝合金表面的1/40;经过10次推冰测试后,该超疏水表面的冰粘附强度依然不超过20 kPa,说明该表面具有良好的机械耐久性,应用潜力巨大。     

深部软岩巷道高预应力增阻大变形锚杆研究及工程应用

为解决深部软岩巷道大变形、返修率高等问题,在前人研究基础上研发了一种新型高预应力增阻大变形锚杆,该新型锚杆主要由托盘、夹片、杆体1、杆体2、连接套、锥形套、滑移套管等组成,可以施加不低于120 kN的高预应力,让压点可控为180~240 kN,变形量可在150~1 000 mm内灵活调节,锚杆的破断力可达到350 kN左右,且在变形的过程当中能保持较高的渐增支护阻力;室内静力拉伸特性试验结果表明,该新型锚杆与传统锚杆相比,具有“先抗后让再抗,防断增阻”的优良特性;为进一步研究新型锚杆的力学支护机理,在建立该锚杆杆体轴向力学特性曲线的基础上,采用Fish 语言编程对FLAC3D数值模拟软件CABLE单元进行了相应二次开发,数值试验获得的试验结果与室内试验结果基本完全一致,高精度模拟了大变形锚杆的轴向拉伸力学行为;典型深部大变形软岩巷道-金阳煤矿-500 m疏水巷变形机制研究表明,围岩强度低、地应力高以及锚杆初始预应力低是导致其变形的主要因素,采用传统等强螺纹钢锚杆支护已经无法解决三者之间的突出矛盾,必须设法加强支护强度降低围岩的变形速率,同时提高支护构件适应围岩大变形的能力,才能保持巷道围岩的稳定;为验证该新型锚杆的支护效果,提出了以该新型高预应力增阻大变形锚杆为核心的新“锚网喷”支护技术,数值模拟及现场监测结果表明,该支护方案可有效提高锚杆受力状态,降低围岩变形量,与原支护方案相比,围岩最终变形量减少了近60%,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

锚杆支护工作机理及现场应用探讨

从锚杆锚固段受力状态出发 ,分析了不同锚杆方式下锚杆预紧力对围岩的作用 ,从杆体受力角度阐述了不同锚固方式下锚杆支护的工作机理 ,并结合现场施工经验 ,对不同地质条件下锚杆支护设计进行了探讨     

煤矿巷道快速掘进支护技术研究

随着快速掘进技术在煤矿开采中的应用程度不断提升,对巷道支护技术提出了更高的要求。对某煤矿煤层和围岩基本属性进行分析的基础上,认为原巷道支护技术方案已经不能满足煤矿快速掘进的基本需要,主要缺陷是顶板的离层量较大。对巷道的支护方案进行优化改进,主要是增加设置锚杆的数量和优化锚索的布置方式,基于FLAC3D软件进行模拟分析发现优化后的方案效果较好,与原支护方案相比较,围岩的稳定性有了很大程度的提升。将优化改进后的快速掘进支护技术方案应用到煤矿开采工程实践中,现场测试发现顶板的离层量与之前相比降低了31.33%,应用效果显著。     

赵庄2号井立井上仓胶带装煤车场风流稳定性分析及防治措施

 赵庄2号井立井上仓皮带装煤车场通风系统在气象条件变化或调节主、副井进风流时,井底与上仓之间风流经常反向不稳定,材料平巷风速超限。根据矿井通风网络理论分析,产生这种现象的原因是主立井位于复杂角联通风网络中的角联分支上,且车场绕道风阻较大,而检修巷风阻较小。据此提出了相应的治理措施：增大检修巷的风阻,新掘一条进风平巷。通过治理,解决了主立井下部风流反向和材料平巷风速超限问题,降低了矿井通风阻力。     

松软煤帮巷道支护方案的比较分析

软岩表现为长期流变、变形量大、来压迅速的工程性质,软岩巷道的支护一直以来都是一个难题。对赵庄矿井一示范超高松软煤帮巷道设计了4种支护模型,应用有限元数值模拟方法对各种支护模型的支护效果进行了比较分析,选择出最优的支护方式。巷道支护施工监测数据显示,数值模拟结果较为可靠,说明数值模拟是进行巷道支护设计比较有效的方法。     

镜铁山粉状铁矿低温氢还原磁化焙烧试验研究

针对酒钢镜铁山0～15 mm粉状铁矿强磁选工艺生产指标差、资源利用率低的问题,利用外热式回转窑开展了低温氢还原磁化焙烧实验室试验,通过有效利用还原剂中的氢,实现了铁氧化物在低温下的快速还原。镜铁山粉状铁矿经破碎至0～0.3 mm后,在焙烧温度720℃、还原剂用量2.5%、焙烧时间18 min、还原剂粒度0～0.2 mm条件下焙烧后,经磁场强度100 kA/m磁选可获得精矿铁品位55.78%、金属回收率80.25%的良好指标。     

塔峪出口过公路长管棚施工

结合工程实例,介绍了管棚的设计与施工方案,并对长管棚施工的施工工艺、作业平台的修整、套拱的施工、钢管顶进、管棚注浆等方面进行了阐述,以保证施工安全快速地进行。     

残矿回收项目投资效果的集对分析评价

针对矿业系统中残矿回收方案选择的系统决策分析问题，建立了基于集对分析联系数矩阵的综合决策模型。通过特定指数函数对评价指标标准化，用指标相对优异度的加权和建立联系数矩阵，在联系数矩阵的基础上用集对偏序关系对评价方案综合排序，模型简洁、适用性强、决策信息充分。     

残矿回收项目投资效果的集对分析评价

针对矿业系统中残矿回收方案选择的系统决策分析问题,建立了基于集对分析联系数矩阵的综合决策模型。通过特定指数函数对评价指标标准化,用指标相对优异度的加权和建立联系数矩阵,在联系数矩阵的基础上用集对偏序关系对评价方案综合排序,模型简洁、适用性强、决策信息充分。