巷道顶板承载梁结构强度参数衰减规律研究

煤岩材料破坏后的峰后塑性变形过程中强度参数逐渐衰减,材料结构承载能力下降,导致煤岩工程结构失稳。针对影响煤巷安全和稳定性的层状顶板结构强度和承载能力衰减问题,为了从宏观上揭示承载梁结构承载能力的弱化过程,提出用等效宏观强度参数的衰减规律揭示工程结构承载能力弱化本质关系的方法,建立了结构承载能力衰减模型,并使用FLAC计算软件进行结构承载衰减规律分析。研究结果表明:等效宏观强度参数黏聚力和内摩擦角随塑性剪应变归一化区间变量δ的增加呈三次多项式函数衰减的变化规律。     

基于物元可拓灰聚类模型的采空区火灾风险预测

从煤的自燃发火特性、采空区供氧和聚热条件等方面,研究建立了采空区遗煤自然发火风险评估分级指标体系;根据预测系统的灰特性将物元分析和灰聚类理论相结合,构建了采空区火灾节域物元M_(AP)及风险灰类关系度σ_(ki)计算模型,提出了一种新的采空区遗煤自然发火风险评估方法。通过潘北矿1212(3)采煤工作面实际应用结果表明,该方法对建模样本的数目没有限制,计算分析过程简单,易于实现安全信息管理与决策,且采空区火灾预测效果较好。     

多工况输气管道泄漏声波信号自适应去噪

为实现极低信噪比下管道泄漏声波信号去噪,基于多通道信号的相关性,提出使用相关系数矩阵筛选变分模态分解所得 模态分量。 针对不同工况的泄漏信号,提出不依赖真值的去噪质量评价指标,将其作为多目标灰狼优化算法目标函数,基于 Pareto 前沿获取变分模态分解的最佳模态数 K 和惩罚因子 η,实现多工况自适应去噪。 搭建了输气管道泄漏多工况实验平台,在不同工 况、不同输入信号信噪比(-8~4 dB)下验证所提方法的去噪效果。 结果表明,该方法能有效抑制噪声,-8 dB 时去噪信号信噪比提 升 2. 84 dB 以上。 对比基于单目标优化的去噪方法,-8 dB 下新方法的信噪比和相关系数分别提高了 3. 65 dB 和 31. 26% 。     

断层带破碎煤巷围岩锚注预强化技术

为解决张集煤矿17246工作面回采断层带破碎煤巷支护困难、变形大等工程问题,将断层带内的破碎围岩视为弱结构体,采用数值模拟和现场实验的方法,模拟浆液在弱结构体内的扩散规律以及锚杆支护压应力的扩散效应,确定出合理的注浆钻孔参数和锚杆支护参数,开展回采巷道局部弱结构体锚注安全控制工程试验,提出锚杆基础支护+注浆加固对试验巷道弱结构煤岩体的预强化工程控制技术。结果表明:1)注浆和锚杆支护可强化浅部弱结构体围岩强度和围压,确定出试验巷道合理的注浆参数为:注浆压力4.0 MPa、注浆时间600 s、黏滞性系数0.14 Pa·s、注浆孔间排距1.8 m×2 m、孔深2.5 m、孔径56 mm;2)注浆前后巷道的变形监测数据表明,注浆和提高围压可显著提高弱结构体的承载能力和抗变形能力,保障了巷道围岩稳定。     

不同静水压下煤体动态压缩力学特性及破坏特征研究

随煤矿开采深度的不断延深,深部煤体所处的应力环境将逐渐倾向于静水压状态,同时冲击地压、煤与瓦斯突出等典型煤矿动力灾害危害程度不断加大。为研究煤体在不同静水压环境下的动态压缩力学特性,采用主动三轴围压霍普金森压杆试验系统,开展加载率700～1400 GPa/s和3种静水压状态(4 MPa、6 MPa、8 MPa)下煤样动态压缩力学试验研究。研究结果表明：煤样应力应变曲线出现短暂线性弹性阶段,动态弹性模量、动态抗压强度与加载率、静水压限制成正比,动态抗压强度的加载率敏感性与静水压限制成反比;相同加载率下,煤样的破坏应变与静水压大小成正比;冲击加载后煤样宏微观破碎特征表明,随着静水压约束的增强,煤样破碎程度逐渐降低。本研究可为深部煤矿典型动力灾害防灾减灾研究提供参考,对深部煤矿工程布设具有一定的指导意义。     

溶剂萃取法分离粗Na2WO4溶液中的磷,砷

本文研究了用伯胺N1923作萃取剂,在弱碱性条件下优先萃取粗Na_2WO_4溶液中的P-W、As-W等杂多酸,从而达到净化粗Na_2WO_4溶液的目的。净化后的Na_2WO_4溶液含P<0.001g/L、As<0.001g/L。系统研究了各种因素对萃取过程的影响,得到了萃取率与有关影响因素的回归方程。     

铁矿粉烧结原料智能制备研究进展

随着智能冶金技术的不断发展,利用人工智能、物联网等技术来实现原料智能化制备已经成为冶金行业的重要趋势。通过原料智能化制备可以实现烧结过程配料、制粒以及布料等方面的精确控制和优化,进而提高烧结矿产量和质量,同时减少生产成本和环境污染。介绍了铁矿粉烧结工艺中原料智能制备技术的应用现状和发展趋势,并通过铁矿粉烧结中的生产效率、成本、能源消耗以及烧结矿产质量指标等多方面综合分析智能制备技术的优缺点。智能配料部分系统介绍了烧结配料发展过程和智能配料模型及其算法,指出了物联网和人工智能等技术的促进作用。智能制粒部分详细介绍了混合料配水控制模型的发展阶段和研究进展,并重点分析了基于3层BP神经网络和Litster优化模型的智能制粒技术研究现状,尤其是结合数据清洗和预处理、引入正则化和dropout技术以及采用批量训练和并行计算等方法来实现智能制粒预测。智能布料部分讨论了利用多种技术来实现厚料层和料层偏析优化控制,以达到高效、高产烧结的目的,同时指出三元尺寸图、磁偏析以及EDEM软件仿真模拟等技术存在的问题,并给出相应的技术优化建议。系统总结了烧结原料制备过程中的配料、制粒和布料工序智能化现状和未来发...     

煤矿井下空气质量革命技术现状与展望

我国煤矿安全高效开采技术处于世界领先水平,但以粉尘为主的毒害物质、高温、高湿、噪声等多种职业危害因素诱发的职业疾病长期困扰煤矿从业人员,目前职业病危害已超过安全事故对职工的伤害,严重制约行业未来发展。提出了井下空气质量革命理念,全面总结了井下控降尘技术（包括煤层注水减尘技术、喷雾降尘技术、通风排尘技术、化学试剂抑尘技术、井下空气质量革命控降尘体系）、燃油车辆尾气治理、井下空气质量监测预警系统的现状。为进一步推进井下空气质量革命理论与技术突破,立足于“分源-分区-分级-分策”的粉尘高效治理理念,寻求建立多源多相多场粉尘协同降尘与综合治理的理论体系;指明了采掘区域粉尘高效智能防控技术及装备、矿井粉尘环境多参量同步智能监测技术及装备等关键技术装备的发展方向;指出必须充分融合理工医管学科建立煤矿粉尘防控多主体协同体系,为井下空气质量革命由目前的起步阶段向中高级阶段发展奠定理论与技术基础,分步实现煤矿从业人员生命全周期职业健康的目标,最终做到煤矿职业病少发病或零发病,助力健康中国战略。     

淮南矿区煤层顶板分段压裂水平井抽采技术及效果研究

淮南矿区为典型高瓦斯矿区,煤层碎软、渗透率低、瓦斯含量偏高、抽采难度大,为探讨地面煤层气顶板分段压裂水平井在矿区的技术可行性与瓦斯治理效果,在分析矿区主要煤层13-1煤储层特征基础上,采用应力解除法进行了煤层三向地应力测试,结果显示三向应力场类型主要为σh,max>σv>σh,min,具有实施顶板分段压裂水平井技术的充分条件;利用MFrac Suite软件分别模拟了水平段距离煤层1、3、5 m时的压裂缝参数,压裂缝半长最大107.33 m、最小89.47 m,具有理想的压裂效果,说明顶板分段压裂水平井在淮南矿区具有比较好的地质适应性与可行性。以潘一煤矿13-1煤层“L”型顶板分段压裂水平井CBM01井为研究对象,采用井下钻孔检测与数值模拟等手段综合分析了瓦斯治理效果,结果显示CBM01井抽采415 d即显著降低了煤层瓦斯压力与瓦斯含量,距离水平井50、65 m处瓦斯压力由6.4 MPa分别降至2.6、2.7 MPa,降低幅度均超过55%,水平段两侧各15～20 m范围内瓦斯含量由13.5 m³/t降至最大9.11 m³/t、最小6...     

基于煤体渗透率各向异性的瓦斯抽采特性研究

为了确定合理的有效抽采区域,首先建立了含瓦斯煤岩体的流-固耦合模型,然后建立几何模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行数值解算,在考虑渗透率各向异性的基础上,研究钻孔周围不同位置的瓦斯压力变化规律。结果表明:考虑渗透率各向异性之后,瓦斯压力等值线图呈现出椭圆形状;渗透率各向异性会影响瓦斯在煤体中的运移,渗透率越低,瓦斯在煤层中运移越慢;达西速度与渗透率成正比,即渗透率增大,达西速度随之增大,渗透率各向异性使钻孔周围达西速度等值线呈椭圆分布,越靠近钻孔中心,达西速度越大,且随着时间的增加,达西速度最大值在减小;当钻孔周围瓦斯压力达到0.74 MPa时,受渗透率各向异性的影响其有效抽采区域呈现左右大、上下小的分布,瓦斯在渗透率小的地方难被抽采。