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。     

离子液体修饰溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛

以钛酸四丁酯为钛源,采用离子液体([C4MIM]BF4)修饰溶胶-凝胶法制备锐钛矿相介孔二氧化钛光催化材料。采用氮气吸附-脱附、红外光谱、X射线衍射以及透射电子显微镜等检测技术对样品进行表征,以甲基橙水溶液为降解对象,在紫外光(λ=468 nm)下,考察了制备样品的光催化活性。结果表明:当离子液体加入量为2.5mL时,300℃焙烧的介孔二氧化钛具有较大的比表面积(178.133m2/g),所得样品粒径约为20 nm,此时样品具有较高的光催化活性。700℃焙烧仍为锐钛矿相,表明产物具有好的热稳定性。     

低衰变功率乏燃料棒喷淋冷却实验研究

本文基于超设计基准事故,建立1套乏燃料水池喷淋冷却实验装置,选用5×5电加热棒束模拟局部乏燃料组件,分析当乏燃料水池池水完全排空状况下,维持乏燃料包壳温度在300℃时所需的最小喷淋流量密度以及周围棒束对单棒的影响效果,并开展了低衰变功率下的喷淋冷却实验。结果表明:单棒加热功率小于25 W的加热棒束无需额外冷却操作,仍处于安全状态。分别采用流量密度2.393、2.950、3.876(m~3/h)/m~2进行喷淋冷却,可使单棒加热功率为100、125、150 W的加热棒束最高温度稳定在300℃左右。目标棒外围第1、2层棒束对其温度影响较大,第3层及其以外的加热棒束对目标棒的影响较弱。     

煤体三轴不同围压下的动态压缩特性

冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿典型动力灾害事故是 影响煤矿安全生产的主要问题之一。为研究煤体周围应力 对动力灾害演化过程的影响,采用主动三轴霍普金森压杆 (SHPB)试验系统,对相同加载率不同围压下煤体开展三轴 动态压缩试验研究。试验结果表明,随着围压增加,煤体的 峰值强度呈线性增长,其线性拟合度为95.88%,宏观破碎状 态由完全破碎向未破碎稳步过渡;此外,围压大小不改变煤 体从加载至损伤破碎的所需时间,只改变其动态强度和破坏 应变大小。试验结果说明煤层水平主应力越大,煤体所需完 全破碎的能量越大,且动力灾害的破坏程度越剧烈;并且,煤 层赋存区域应力场大小不改变单位体积煤体的灾变时间,只 会影响灾害破坏强度和剧烈程度。该研究有助于完善三轴 煤岩动力学,为研究煤体赋存应力场环境对动力灾害的影响 提供了理论基础。     

单相PWM整流器H∞改进型直接功率控制

以提升单相脉宽调制(PWM)整流器动态响应性能为目的.首先,在分析传统功率前馈解耦控制策略原理的基础上,提出基于比例积分的改进型直接功率(PI-MDP)控制策略.该控制策略取消了αβ/dq旋转坐标逆变换,可改善系统动态性能.其次,考虑到功率器件老化等因素将不可避免地导致整流器系统网侧电路参数摄动,从而影响整流器系统控制性能.为解决这一问题,提出了一种基于PI-MDP控制结构的H∞输出反馈改进型直接功率(H∞-MDP)控制策略来增强系统鲁棒性.利用性能加权函数分别约束功率控制系统跟踪性能以及控制能量,并构建出广义被控系统,进一步将功率控制器设计转化为H∞输出反馈控制问题.最后,对传统功率前馈解耦控制策略、基于PI-MDP控制策略以及所提策略开展实验对比研究,结果验证了所提H∞-MDP控制算法的有效性.     

二氧化钛/铁酸钴磁性光催化材料的制备及表征

以化学共沉淀法制备的铁酸钴纳米粒子为磁核,采用硫酸氧钛水解法在铁酸钴磁性粒子表面包覆二氧化钛,制得顺磁性易于固液分离的二氧化钛/铁酸钴复合光催化材料,并运用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计（VSM）技术进行了表征,以甲基橙为模拟污染物研究其光催化活性。结果表明：制备的复合光催化材料晶型较好,其中二氧化钛和铁酸钴分别以锐钛矿型和尖晶石结构存在,粒径为40～50 nm,且具有超顺磁性;二氧化钛/铁酸钴复合光催化材料具有较高的光催化活性同时具有良好的重复使用性能。