大规模海上风电经VSC-HVDC并网后电能质量问题分析

由于海上风速的多变性,同时风机组中存在大量电力电子器件等原因,其并网后所产生的电能质量问题不容忽视。对于离岸较远的大规模海上风电场,基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)凭借其独特的技术优势未来将成为不可或缺的输电技术。为保证电能质量符合标准,需在并网前对电能质量作出分析。根据风电场等值原理,运用PSACD/EMTDC仿真软件搭建由双馈异步风机组成的大规模海上风电场经VSC-HVDC并网模型,研究其在风速波动下闪变、谐波电压与电流、电压偏差等电能质量问题。结果表明,在风速波动时谐波问题比较严重,实际工程中应充分考虑当地风资源的状况,制定合理的滤波方案,为今后海上风电并网的电能质量分析工作提供借鉴与参考。     

坚硬顶板超前深孔预裂爆破类型及效果评价分析

为验证不同爆破方式对岩体裂隙发育及顶板冒放性情况，以宽沟煤矿I010203工作面为工程背景，开展坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究，采用理论分析、数值模拟、现场试验、监测分析等研究方法分析多巷爆破类型对冲击地压的影响。根据不同爆破位置及先后顺序进行工程类型划分，提出5种爆破类型，模拟分析与现场实践3种类型。得出以下结论：(1)依据理论分析确定深孔预裂爆破参数，顶板处理高度40 m，炮孔间距10 m，呈扇形布置；(2)分析对比不同方案裂隙度发育情况，煤体内部裂隙破碎范围明显大于岩体内部，“反三角型”爆破破裂体积远大于其他类型，优于其他爆破类型；(3)根据现场效果分析，“斜一字型”进一步加剧非爆破区域内微震事件聚集区的煤体应力集中程度和顶板活动强度，大能量事件的发生频次增加；“一字型”能够起到降低非爆破区域内微震事件聚集区的煤体应力集中程度的效果，但对聚集区的消除和转移效果不明显；“反三角型”有效降低爆破区域和非爆破区域的顶板活动强度和煤体应力集中程度，大能量事件的发生频次降低，确定了最优超前深孔预裂爆破顺序，降低了工作面发生冲击地压的危险性。     

切顶沿空留巷双向聚能爆破关键参数研究北大核心

通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析双向聚能爆破作用下岩石的定向断裂规律、不同间距下双孔聚能爆破的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双向聚能爆破能有效的定向断裂顶板,双孔聚能爆破中,由于相邻炮孔的应力波叠加作用,促使裂纹进一步的扩展;炮孔间距500mm时,两炮孔间能形成良好的贯通裂纹。综合数值模拟结果、前人的研究成果、工作面的工程地质条件制定了现场的爆破试验方案,试验结果表明:4+4+3+3+2的单孔装药结构能够有效的预裂顶板;通过钻孔窥视显示间距500 mm时,顶板断裂效果最佳;对爆破切顶后工作面倾向不同位置处液压支架工作阻力进行观测,结果显示距离切顶线越近的支架最大工作阻力越小,验证了爆破参数的可行性。     

特厚缓倾斜煤层坚硬厚顶板超长钻孔定向三维水力压裂技术及应用

针对新疆坚硬厚顶板条件下特厚煤层开采后造成的大面积悬顶可能诱发的强矿压现象，以宽沟煤矿I010206工作面为例，通过理论分析、数值模拟、现场监测、工程试验等方法，分析了特厚缓倾斜煤层顶板垮落形态及坚硬厚顶板强矿压控制思路，明确了合理压裂参数，提出了超长钻孔定向三维水力压裂技术并进行了现场试验。研究结果表明：孔隙水压力随着与钻孔径向距离的增加在5 m内迅速衰减，压裂段间距较小时两裂缝扩展出现影响，易造成裂缝偏转，注水量从20 m³增加至35 m³时，裂纹扩展长度增加50%，综合考虑压裂层位强度、裂纹相互影响范围及压裂效果，确定宽沟煤矿水力压裂最佳参数为：起裂压力17 MPa，钻孔间距50～72 m，压裂段间距30 m，单段注水量为35 m³。基于宽沟煤矿地质条件提出了双厚组合岩层双封单卡多点拖动定向分段水力压裂技术及工艺，压裂后坚硬顶板微震次数大幅降低，顶板来压峰值有效减小。本文研究可为类似条件矿井坚硬厚顶板开采中出现的强矿压现象提供解决思路。     

煤岩双剪摩擦滑动声电响应实验研究北大核心

井下开采过程中常伴有煤体摩擦现象。大尺度煤岩体摩擦滑动引发的煤岩动力灾害会带来巨大的经济损失和人员伤亡。以宽沟煤样为实验对象,利用摩擦装置进行了不同加载速率(0.1、0.2、0.3、0.4 mm/s)条件下的煤样摩擦实验,得出了试样在不同加载速率下声发射和电磁辐射的信号特征。研究表明:试样受载滑动过程中伴随有明显的声发射电磁辐射信号产生,且声电信号随加载呈周期变化,声电信号强度随载荷降出现而出现,随载荷降的幅值的增加而增大,两者之间在时序上具有一定的协同性;累计声电能量计数变化与试样摩擦破坏程度正相关,基于累计声电能量计数指标可实现试样摩擦启动和结束的判断预警。