卸荷作用下煤岩异性结构面失稳机制研究

目前针对岩体结构面滑移失稳方面的研究未考虑开挖过程中的卸荷效应,且对煤岩异性结构面的研究较少。为了探究触发煤岩异性结构面滑移的条件及其影响因素,通过建立异性结构面力学模型,理论推导了卸荷作用下异性结构面解锁滑移的判据,采用通用离散单元法程序（UDEC）建立平滑结构面数值模型,以验证理论分析异性结构面解锁滑移触发条件的准确性,分析异性结构面解锁滑移的影响因素。研究结果表明：煤岩异性结构面解锁滑移与结构面倾角、内摩擦角及水平应力与轴向应力的比值有关;当水平应力等于轴向应力时,异性结构面始终处于稳定闭锁状态,不会发生解锁滑移;水平应力和轴向应力增大、内摩擦角减小均会增大异性结构面解锁滑移难度;对于下行解锁滑移,当结构面倾角小于45°+φf/2（φf为内摩擦角）时,其增大会增大解锁滑移难度,大于45°+φf/2时其增大会减小解锁滑移难度;对于上行解锁滑移,当结构面倾角小于45°-φf/2时,其增大会增大解锁滑移难度,大于45°-φf/2时其增大会减小解锁滑移难度;对于异性结构面稳定闭锁状态,结构面倾角不大于30°时,若轴向应力大于抗压强度,则煤岩组合体发生脆性破坏。     

强矿压的多参量前兆信号特征研究

为了探究强矿压前兆信号特征，基于微震和电磁辐射技术研究了峻德煤矿三采区北17层四区一段工作面的矿压显现规律，最终得到了工作面回采期间的强矿压信号特征，日震动能量和日震动次数都维持在较高水平时，代表强矿压显现的征兆，电磁辐射的脉冲值和强度都很小，说明即将有大能量释放，即为强矿压显现的前兆信号特征。     

液压支架的设计与仿真研究

基于理论计算、虚拟样机技术以及有限元分析的方法,对综采液压支架进行了设计与仿真。建立液压支架的四杆机构力学模型与数学模型,对液压支架结构尺寸进行设计计算。通过建立刚性参数化的虚拟样机模型,对液压支架进行基于ADAMS的动力学仿真分析,研究了系统的承载特性。基于有限元算法,利用ADAMS对关键元件完成了模态的计算。     

泡沫金属板腔体添加剂的抑爆效果研究

为了提高泡沫隔爆装置的抑爆性能,提出了向泡沫金属板中填充干粉抑爆剂来增强泡沫金属板的隔爆效果。试验以自行研制的"瓦斯-煤尘爆炸系统"为试验基础,采用15 ppi、0.3 g/cm~3、铁∶镍=9∶1泡沫铁镍金属板为填充骨架,以ABC和BC超细干粉为填充材料。通过正交试验,寻求向泡沫金属板中填充的最佳抑爆材料和填充比例。试验结果表明:泡沫金属板中填充干粉抑爆剂具有良好的抑爆效果,15 ppi、0.3 g/cm~3、铁∶镍=9∶1泡沫铁镍金属板最佳填充比例为35%,抑爆效果最佳的填充体是ABC∶BC=1∶1的混合干粉抑爆剂,能使爆炸产生的压强由0.342 MPa降低至0.098 MPa,衰减率为71.3%,火焰速度由522 m/s降低至114 m/s,降低率达到78.1%,爆炸产生的强度明显减小。     

表面状态对DD6镍基单晶合金在950℃氧化行为的影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜及电子探针等分析手段,研究不同打磨表面状态(180^#、400^#、1000^#砂纸打磨和抛光)下DD6镍基单晶合金在950℃的氧化行为。表面状态对合金的氧化速率有重要的影响。随粗糙度增加,表面增重速率逐渐下降。抛光和1000#砂纸打磨的表面具有多层氧化膜结构,氧化膜从外表面向基体分别由NixCo1?xO、Cr-Co-rich、Ta-Cr-rich、Al2O3和无析出相区域组成;而在180^#和400^#砂纸打磨的表面,氧化膜由单一、连续的Al2O3组成。另外,在抛光和1000#砂纸打磨的表面,氧化动力学呈现两个阶段;而在180^#和400^#砂纸打磨的表面,并没有观察到氧化动力学转折点的出现。表面变形促进Al由内氧化向外氧化转变。     

跃进煤矿冲击危险工作面大直径卸压钻孔深度优化

采用FLAC~(2D)数值模拟软件,以跃进煤矿25110工作面地质条件为基础,建立了大直径钻孔卸压深度的优化模型,结合能量传播衰减理论,得到了钻孔卸压后的冲击危险指数表达式,在一定的参数条件下分析并比较了不同深度大直径卸压钻孔的卸压效果。研究表明:当25110工作面大直径卸压孔深度为45 m时,冲击危险指数最小,卸压效果最明显。     

冲击危险工作面大直径卸压钻孔深度优化

采用FLAC2D数值模拟软件,以跃进煤矿25110工作面地质条件为基础,建立了大直径钻孔卸压深度的优化模型,结合能量传播衰减理论,得到了钻孔卸压后的冲击危险指数表达式,并在一定的参数条件下分析并比较了不同深度大直径卸压钻孔的卸压效果。研究表明：25110工作面大直径卸压孔深度为45 m时,冲击危险指数最小,卸压效果最明显。     

纳米氧化锌对金黄色葡萄球菌的抑制及其作用机制研究

目的 研究纳米氧化锌对金黄色葡萄球菌的抑制及其作用机制。方法 统计金黄色葡萄球菌在含有0.5、1.0、1.5、2.0和4.0 mg/mL纳米氧化锌的胰蛋白胨大豆肉汤中的活细胞数目, 不同质量浓度纳米氧化锌处理金黄色葡萄球菌后, 分别采用扫描电镜和透射电镜观察细胞形态和超微结构的变化, 并分析细胞中活性氧(O2-)含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性的变化。结果 纳米氧化锌可显著抑制金黄色葡萄球菌的生长(P<0.05), 当纳米氧化锌的质量浓度为2.0 mg/mL时, 培养24 h后金黄色葡萄球菌的数目比不加纳米氧化锌的对照组低5.2 logCFU/mL (P<0.05)。经纳米材料处理后, 金黄色葡萄球菌的菌体外形虽然未发生明显改变, 但细胞内部的组织结构遭受严重损伤, 细胞膜结构模糊, 胞内的O2-含量显著升高(P<0.05), SOD酶活性在处理后期显著降低(P<0.05)。结论 纳米氧化锌的处理可使金黄色葡萄球菌菌体细胞组织结构和细胞膜发生损伤, 并导致细胞产生了氧化应激反应, 从而抑制其增殖。     

层面倾角对组合岩体破坏失稳的力学特性影响研究

具有层面倾角的组合岩体具有明显的倾角效应,其力学性质会随着层面倾角大小的变化而改变。为了探究层面倾角对组合岩体破坏失稳的力学特性影响,通过理论分析和室内实验相结合的方法,得到了单轴压缩下不同层面倾角岩石试样的RA值、应力-应变曲线、峰值强度以及弹性模量。结果表明：不同层面倾角组合岩体在加载初期主要发生剪切破坏,加载到后期贯通扩展为拉伸破坏;倾角15°试样主要发生剪切拉伸复合破坏,倾角25°试样主要发生剪切滑移破坏;峰值强度和弹性模量都随着层面倾角的逐渐增大而减小。     

PMMA双面滚压成型的数值模拟与验证实验

利用有限元软件ABAQUS,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光扩散板双面滚压成型过程进行了数值模拟。通过建立PMMA的黏弹性模型,以微结构的复制率作为评价标准,利用数值模拟方法,分析了滚筒旋转速度、滚筒下压距离和PMMA基板温度对PMMA光扩散板两面不同形状微结构复制率的影响。结果表明,半圆形微结构复制率比等边三角形微结构复制率高;在一定范围内,复制率随着滚筒旋转速度的减小和滚筒下压距离的增大而增大,随PMMA基板温度升高而先增大后减小;当滚筒旋转速度为0.05rad/s,滚筒下压距离为0.45mm,PMMA基板温度为140℃时,半圆形和等边三角形微结构复制率均达到最大,分别为65.5%和51.2%。滚筒下压距离对复制率的影响最大,针对该参数进行实际滚压成型实验并将实验结果与仿真结果进行了对比验证,发现两者基本一致。