煤体单轴压缩感应电荷时频演化规律与失稳破坏电荷评价指标

为了有效预测预报煤岩破坏所引起的动力灾害,介绍了受载煤体变形破坏电荷产生机理与感应电荷监测原理,开展了煤体单轴压缩过程感应电荷监测实验,采用基于假设原理的Lilliefors检验方法研究了有效电荷产生的初始时刻,获得了煤体破坏演化过程的应力与感应电荷的时序共性特征;研究了加载前期与破坏后期电荷信号的频域特征,设计了基于FIR方法的低通滤波器,得到了滤波后的有效电荷信号;基于煤体破坏演化过程的电荷时频特征,构建了失稳破坏电荷评价指标;开展了井下有、无动力显现的电荷监测试验,使用研发的本质安全型电荷监测仪验证了监测动力破坏现象的有效性。综上研究结果表明:Lilliefors检验方法能够判识煤体加载初期所产生的有效电荷信号,得到了压密阶段基本为白噪声信号,弹性阶段会产生不易识别的、少量的、且与白噪声混合的低幅值有效电荷信号,弹塑性过渡阶段会产生易于辨识、幅值相对增大且连续性较差的电荷信号,塑性阶段与破坏阶段的有效电荷信号随应力降次数增多而增多,随应力降幅度增大而增大,两阶段的电荷信号波动幅度较为剧烈,高幅值电荷信号连续性较强;通过时频变换,得到电荷信号白噪声主频不小于50 Hz,煤体破裂所产生的电荷信号主频不超过15 Hz,设计的FIR低通滤波器可有效降低噪声信号,能保留高幅值与高波动性的电荷信号;建立的电荷累积量、平均电荷强度、电荷变异系数3种评价指标,它们均能良好地反映出煤体的破裂状态,平均电荷强度还可反映出煤岩体的应力水平,变异系数能更加准确地识别煤体进入加速破坏阶段的前兆点;在采动影响下现场各测点的电荷变异系数与平均电荷强度明显比无采动影响的数值更大,电荷变异系数随着远离工作面而逐渐减小,平均电荷强度在超前工作面支承压力峰值影响范围内达到最大值,说明电荷法能够有效监测巷道的动力破坏情况,可为煤矿动力灾害预警提供一种新的监测手段。     

燃煤电厂高盐脱硫废水固化基础实验

脱硫废水零排放背景下,常规的蒸发和结晶工艺无法有效避免二次污染,提出了一种脱硫废水烟气浓缩及水泥化固定的技术路线。在烟气浓缩塔中,利用部分电除尘器后的烟气对脱硫废水进行蒸发浓缩,浓缩后的脱硫废水与水泥、粉煤灰等材料拌合后制得固化体,从而实现污染物的水泥化固定。实验将模拟高盐水与水泥、粉煤灰和河砂拌合,制得固化体,养护至特定龄期后,对其抗压强度和结合氯离子能力进行检测。通过控制单变量的方法,实验探究了不同组分材料的配比对固化体的抗压强度和结合氯离子能力的影响,并利用XRD对固化体粉末进行了产物表征。结果表明:在水泥配比为1.08时固化体的抗压强度最高,粉煤灰配比大于0.25后固化体的抗压强度提升明显,模拟高盐水配比越大,固化体的抗压强度越低,河砂量对固化体的抗压强度影响小。实验中制得的固化体在养护28 d后,其抗压强度值在30 MPa以上,能达到《混凝土路缘石》标准中路缘石的最低抗压强度要求。随着水泥配比的增大,固化体的结合氯离子能力增大21.7%,且受水泥水化所需水量的限制,其增大趋势渐缓;由于粉煤灰在水化过程中的产物与氯离子生成的Friedel’s盐量较少,随着粉煤灰配比的增大,固化体的结合氯离子能力仅增大4.9%。XRD的结果验证了水泥固化过程中Friedel’s盐的存在。     

基于单段波形叠加的爆破振动信号时频分析

基于实测的单段爆破振动信号,利用Matlab7.0编制程序在0~120 ms内每隔单位毫秒进行两段波形叠加,研究不同微差间隔下的叠加信号振速峰值和主频的特征;并根据RSPWVD可以看作信号能量在时域和频域分布的明确的物理意义,从能量的角度探讨不同微差间隔下叠加信号的能量分布规律。结果表明：叠加信号降振率的最大值并非出现在单段爆破振动信号1/2周期的微差间隔处;叠加信号的主频不是连续变化的,具有一定的阶跃性,其持续时间随间隔时间的延长而增加;叠加信号的能量随着微差间隔延长具有明显的规律性,可尝试从能量的角度并考虑建(构)筑物对不同频率的选择放大作用对干扰降振进行研究。     

综合机械化充填采煤

为了消除煤矿矸石山以及减轻对周边环境的影响,结合安全开采建筑物下大量压煤,进行了3种类型充填采煤试验。通过对不同充填介质材料实验研究,基本掌握了合理的充填材料配比,各种充填材料的压实度、流变性及风化性等力学特性;研发出采充一体液压支架充填与挤捣实装置和采充隔离密封机构等具有自主知识产权的核心技术;解决了固体输送系统中的大垂深大投量防堵、防冲击缓冲泄压等难题,研制了充填料配比、实时来料质量动态调整计算机智能控制系统;优化了充填工艺与系统成套装备等充填技术参数。     

系统锚杆对节理岩体等效凝聚力影响数值试验初探

将加锚节理岩体等效弹黏塑性模型改进为等效黏弹塑性模型,分别采用Maxwell元件、Kel-vin元件和Bingham元件串联来描述岩石、节理和锚杆的瞬时弹性变形、黏弹性变形和黏塑性变形,推导了相应的有限元计算公式,并研制了相关的有限元计算程序,然后采用数值试验方法研究了系统锚杆对节理岩体等效凝聚力的影响,认为系统锚杆对节理岩体等效凝聚力的贡献与岩体的硬软、锚杆的体积占有率、节理间距、节理倾角、锚杆倾角和受力状态等有关。     

低渗透气藏非达西渗流三项式产能方程的建立

低渗透气藏由于存在启动压力梯度,气体的渗流不再符合达西定律。考虑启动压力梯度影响,从气体多孔介质渗流力学理论出发,基于低渗透气藏非达西低速稳定渗流微分方程,建立了考虑启动压力梯度影响的低渗透气藏三项式产能方程,并提出了求解方法。通过某气藏的实际资料计算结果表明提出的方法切实可行,计算结果可靠。     

推进辽宁省A市开放式小区建设的实践调查研究

以国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》为背景,调查了国内外近年来新建设的开放式小区现状,并以辽宁省A市4个典型小区为例,对小区开放后的一些问题进行了整理和总结,初步分析了开放式小区的利弊,并通过仿真软件模拟开放式小区,建立了多种因素影响下的MATLAB数学模型,定量比较了开放前及开放后的小区。根据研究结果,提出了如下建议：建设开放式小区应坚持以人为本的原则,应从法律法规、监管体系、社会环境等多方面入手,合理规划并建设社区。研究结果可为辽宁省A市开放式小区建设及管理提供参考。     

煤颗粒与气泡黏附行为的试验研究

浮选微观模型认为,颗粒与气泡的黏附是实现浮选的关键步骤,对颗粒与气泡黏附规律的直接研究非常重要。采用自行设计搭建的颗粒与气泡碰撞、黏附行为测量装置,以内蒙古公乌素原煤为试验对象,直接观测了不同密度级的0.1~0.15 mm粒级煤样的黏附行为,并采用自行开发的多目标追踪软件进行分析。结果表明:煤颗粒在与气泡碰撞前会发生绕流,速度大小和方向均会改变,当煤颗粒与气泡碰撞时,煤颗粒的速度降为最低。煤颗粒在气泡表面的滑动速度先是逐渐增大,在气泡"赤道"位置处达到最大值,越过"赤道"后,煤颗粒的滑动速度逐渐减小,并最终黏附在气泡底部。煤颗粒与气泡的黏附效率随碰撞角的增大而降低,在碰撞角相同时,随煤样密度级的增大,黏附效率降低,临界黏附角减小。随煤颗粒沉降末速的增大,煤颗粒与气泡的黏附效率降低,临界黏附角减小。     

新型高分子泡沫堵漏材料试验研究及工程应用

针对煤矿井下破碎煤岩体力学强度低、可注性差的特点,以有机树脂为基料,配以交联剂、发泡剂等添加剂,制备一种黏度低、膨胀倍数适宜、固结体力学强度较高的新型高分子泡沫堵漏材料。通过研究不同发泡剂添加量对材料性能的影响以及材料凝胶特性变化规律,得到了材料各组分最佳配合比;并开展堵漏模拟实验,结果表明:该材料能够渗透至10 μm以下的细微裂隙,与煤体结合稳定,相对于传统堵漏材料,该材料具有优越的堵漏效果。工程试验结果表明,采用高分子泡沫堵漏材料对抽采钻孔进行堵漏处理后能够显著提高钻孔瓦斯抽采效果,延长了钻孔的抽采周期,具有广阔的工程应用前景。     

基于支持向量机高校考试测量理论的新方法

高校考试测量对选拔人才十分重要,试卷中隐性知识的量化是选拔创新性人才的关键。首先以传统的统计方法对考试结果进行分析,然后在此基础上采用支持向量机方法,通过引入多项式核函数、径向基核函数以及兼具二者优势的组合核函数训练支持向量机,并以不同因子针对显隐性知识的量化进行比较分析,得出不同的分类结果。实验结果表明,考试测量结果的合理评价需基于显性、隐性知识分析,将组合核函数应用于考试测量的优劣是行之有效的方法。