东曲煤矿工作面超前支承压力分布规律研究

基于回采工作面超前支承压力对冲击地压、煤与瓦斯突出等现象有直接影响,结合东曲煤矿14305工作面的开采条件,通过理论计算及采用UDEC2D4.0数值模拟,对该工作面超前支承压力的分布规律进行研究,同时对现场实测超前支承压力数据进行统计分析,得出了超前支承压力的分布规律。14305工作面超前支承压力的影响范围约为35 m,超前支承压力峰值约为16 MPa,并距工作面8~10 m,应力集中系数约为2.2,可为东曲煤矿煤柱宽度、工作面支护参数设计提供技术支持。     

有压水源下煤吸水性能的研究及分析

采取煤层注水可以有效降低采掘时煤尘的产生,因此,对于加强注水降尘技术的研究十分重要。研究以不同注水压力来改变注水参数,通过对煤样在不同参数下吸水情况的对比,得到合适的煤层注水压力。在常温下20℃下对煤在纯水中进行2.5、6和10 MPa压力下吸水试验,得出并非压力越大,煤的吸水效果越好的结论,高压可能改变煤内部的孔隙分布,使注水效果降低。试验1号煤样在10MPa条件下,依然达不到注水安全标准,必须对其进行表面活性剂配方的研究;试验2号煤样在6和10MPa条件下,注水效果可满足安全要求。因此在纯水条件下,需要对不同煤进行压力试验,得到最为合适的注水压力。本项研究应用于山西某矿,具有一定的实用价值。     

注浆压力对顺层抽采钻孔封孔质量影响研究

为研究不同注浆压力下各顺层钻孔的封孔质量,以轩岗煤电有限责任公司刘家梁煤矿2214工作面为试验对象,根据矿井煤层实际赋存情况,采用COMSOL数值模拟软件,模拟不同注浆压力下浆液在煤层中的扩散范围,数值模拟结果表明,在1～4 MPa注浆压力范围内,浆液在煤层中的扩散半径与其注浆压力的大小成正相关关系,而浆液扩散半径的增加幅度随注浆压力的增加呈现逐渐减小的变化趋势。同时在钻孔始封深度、封孔长度等封孔参数一定的情况下,按照1、2、3和4 MPa四个等级进行现场顺层钻孔封孔试验,并利用漏气率对各抽采钻孔的封孔质量进行评价和对比,现场试验表明,采用1 MPa和2 MPa注浆压力的顺层钻孔分别有4个和2个钻孔出现漏气,其平均漏气率分别为32.76%和28.65%,而采用3 MPa和4 MPa注浆压力的钻孔均未出现漏气现象。综合数值模拟及现场试验结果表明,该工作面顺层钻孔封孔时其注浆压力应不小于3 MPa。     

大型跳汰机机体有限元分析

为更好地指导跳汰机大型化过程中的机体设计并检验当前设计的合理性,以现30 m2三段跳汰机为研究对象,通过理论计算得出机体空气小庙内的低压风风压以及机体的许用疲劳应力,并以此为基础进行了有限元分析。结果表明：考虑安全系数,空气小庙内的低压风风压为35 427.6 Pa,机体许用弯曲疲劳应力为214 MPa;此条件下,当跳汰机机体钢板厚度为8 mm,且间隔750 mm加设筋板时,机体最大等效应力为69.7 MPa,最大变形为0.9 mm,机体结构安全,满足强度和刚度要求;若跳汰机大型化过程中,机体受到的空气压力变化较小,那么只要间隔一定距离加设筋板,机体就可以满足强度和刚度要求。研究结果为跳汰机进一步大型化提供了一定的理论支撑。     

对YWK-50-C型压力控制器的改造

电机车在露天煤矿运输中担负着重要的作用，多年来，由于机车所使用的压力控制器因部件磨损等原因对安全生产造成极大的隐患。为了从根本上解决因控制器误动作而造成的事故，我们选用了目前常用于船舰，冷冻设备及其它工业设备上用于对气体压力进行二位式控制的YWK50-C型压力控制器，对现有的控制器进行了改造。该压力控制器的控制范围为-0．1～1．5MPa，最小切换差范围≤0．0065～0．1MPa，最大切换差的范围≥0．026～0．28MPa，     

兴隆庄矿制成高压软管总成液压试验台

当前市场上出售的软管打压机械，大多不是针对煤矿井下所使用高压软管而设计制作的，其试验压力低、性能单一且价格昂贵。为此，兖州矿业(集团)公司兴隆庄煤矿自行研制出了高压橡胶软管液压试验台。     

模拟原煤赋存环境下甲烷氧化菌降解煤吸附甲烷实验

针对如何清洁高效地治理煤矿瓦斯问题,自行研制了模拟原煤体赋存环境下微生物降解煤吸附甲烷实验系统。通过实验培养筛选出一种兼性厌氧型甲烷氧化菌,采用单因素变量法,共设计3个水平,实验考察了环境温度、菌液注入压力和体积对该甲烷氧化菌的降解效能的影响。实验结果表明:该厌氧型甲烷氧化菌种在最适温度30℃,菌液注入压力2 MPa、注入体积20 mL时,甲烷降解率最高可达到34.2%;在温度30℃、菌液注入体积20 mL时,甲烷降解率随着菌液注入压力增大而增大,甲烷降解率最高为45.6%;在温度30℃、菌液注入压力2 MPa时,甲烷降解率随着菌液注入体积的增加而增大,甲烷降解率最高为54.6%。     

盾构掘进机推进液压系统压力流量复合控制分析

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统，对液压缸进行了分组控制.分组中的压力传感器和位移传感器可实时检测液压缸的推进压力和推进位移，与比例溢流阀和比例调速阀构成闭环压力控制和闭环速度控制.利用AMESim和MATLAB/Simulink仿真软件对系统进行了动态仿真分析，采用模糊PID控制策略实现了推进压力和推进速度的实时仿真控制，并在模拟试验台上进行了实验分析.仿真和实验结果表明，所设计的推进液压系统能够满足推进过程中推进压力和推进速度的要求，同时通过实时调节推进速度在35 mm/min进行推土控制，能较好地控制密封仓内土压力为0.018～0.028 MPa，从而实现土压平衡.     

25 MW汽轮机组启动特性优化研究

汽轮机是电厂的核心设备,其工作时的稳定性和可靠性直接决定了发电时的工作安全和电厂的经济效益。汽轮机组由于其工作特性,导致其实际启动耗时较长,无法满足电网的调峰要求,也不满足紧急情况下快速启动的要求。文章针对五阳热电厂25 MW汽轮机组启动耗时长、转子应力大等缺点,通过建立汽轮机组二维轴对称有限元分析模型,对汽轮机组启动时的边界条件进行分析,结合实际工作工况对该汽轮机组的启动过程进行优化研究,优化后使该汽轮机组在温态启动时的时间缩短了约35 min,其转子的最大应力降低了10 MPa,在冷态情况下启动时的启动时间降低了约31 min,其转子的最大应力降低了256 MPa,极大地提升了汽轮机组的快速响应能力。     

压气压力对气动凿岩机性能的影响

83年以前，气动凿岩机械与气动工具的设计压力，验收气压和工作气压均为5kgf/cm^2(0.49MPa)，1983年凿岩机械气动工具行业产品创优时就贯彻了国际标准ISO/DP2787-1981所规定的验收气压为6.3bar(0.63MPa)的有效压力（表压力）。气动凿岩机的工作气压对其性能有重大影响。现从理论和实际两个方面给出压气压力由0.49MPa提高到0.63MPa对气动凿岩机性能的影响结果，这对气动凿岩机的设计者，使用者，试验者有一定的参考作用。     

脉冲放电应力波致裂不同煤阶煤体规律研究

为了揭示脉冲放电应力波加载条件(峰值压力)对不同煤阶煤体致裂效果及其振动速度变化规律,利用PFC2D软件对不同加载条件下裂纹扩展规律及振动衰减进行了研究。研究结果表明:随着峰值压力的增大,裂隙数目、破裂面积都呈现出先增大后减小的趋势,15 MPa峰值压力下,肥煤、焦煤的裂纹数目、破裂面积达到最大;不同煤阶煤体达到裂纹数目最多时,煤阶越高所需要的峰值压力越大,相同峰值压力下煤阶越低,煤体产生的裂纹越多,致裂效果越好;验证了峰值压力与振动峰值速度有关,随着峰值压力的增大,速度呈现出先加快后减慢的趋势,在15MPa峰值压力下,肥煤、焦煤的振动衰减幅度比较平缓、持续时间比较长,无烟煤在35MPa峰值压力下衰减最平缓,故不同峰值压力下振动峰值速度不同。     

适用于海底钻机的保压绳索取心钻具设计

以维持保压钻具内天然气水合物稳定性为研究目的,针对现有大口径保压钻具存在钻孔直径大、岩心样品直径小、钻具结构复杂、钻具质量重从而不适用于海底钻机使用工况要求的实际问题,对保压钻具的结构重新进行设计并进行了室内保压试验。结果表明:该小口径薄壁保压钻具的尺寸合理、结构紧凑,能够满足海底钻机使用工况要求;室内保压试验表明当压力维持在10 MPa以下的压力值时,6 h以内压力下降15%左右;而当压力维持在10~30 MPa之间的压力值时,6 h以内压力下降10%。该保压钻具在上述压力区间内使用满足设计和使用要求。     

包钢矿浆管线工程无缝管段现场压力测试

通过清管、通球、测径、注水、试压、排水等一系列程序，对包钢矿浆管线工程中自产无缝管的极限承载能力进行测试，测试结果表明，管材与焊口均能满足工作压力、屈服强度的要求，特别是能够满足瞬变最大压力的要求，可以确保管线运行安全。     

天池煤矿401工作面煤与瓦斯突出防治技术研究

对401工作面主采煤层瓦斯压力及瓦斯含量的测定,确定该煤层具有突出危险性,结合401工作面实际情况,采取钻孔预抽煤层瓦斯方法进行消突。通过数值模拟与理论分析相结合的方法确定了煤层瓦斯预抽钻孔参数,以此提出钻孔抽采煤层瓦斯技术具体方案,应用于401工作面,401工作面从切眼至距离切眼600m区域内,瓦斯含量最大7.89 m3/t,瓦斯压力最大0.534MPa;距离切眼600m至停采线区域内瓦斯含量最大7.86 m3/t,瓦斯压力最大0.498MPa,达到区域预抽消突效果。     

天池煤矿401工作面煤与瓦斯突出防治技术研究

对401工作面主采煤层瓦斯压力及瓦斯含量的测定,确定该煤层具有突出危险性,结合401工作面实际情况,采取钻孔预抽煤层瓦斯方法进行消突。通过数值模拟与理论分析相结合的方法确定了煤层瓦斯预抽钻孔参数,以此提出钻孔抽采煤层瓦斯技术具体方案,应用于401工作面,401工作面从切眼至距离切眼600m区域内,瓦斯含量最大7.89m3/t,瓦斯压力最大0.534MPa;距离切眼600m至停采线区域内瓦斯含量最大7.86m3/t,瓦斯压力最大0.498MPa,达到区域预抽消突效果。     

深井膏体自流充填压力与满管率优化研究

以谦比西铜矿东南矿体深井充填为工程案例,通过室内实验、理论分析、现场验证相结合的方式,研究了自流充填管网系统的压力分布及提高深井垂直钻孔满管率的措施。首先分析当前管网压力分布及满管率,随后开展管道压力和满管率优化,最后结合现场研究了部分使用小管径、提高膏体浓度等方法对压力和满管率的影响。研究表明,南采区2条管路当前满管率仅在17%～41%之间,水平管阻力损失约1.4 MPa/km,自流对垂直管的冲刷极大;采用150 mm内径管部分替代175 mm内径管,每替换100 m可提高0.63%和0.71%满管率;膏体浓度若由69%提高到71%,最大倍线下满管率分别从原来的37%和41%增加到70%和82%,然而垂直管底部压力分别由3.72 MPa和1.75 MPa大幅增加到6.7 MPa和3.06 MPa,增加了堵管爆管风险。工程中,可通过适当增加浓度、部分减少管径、提高倍线等多种方法相结合的方式获得较高满管率。本研究可为深井自流充填提供良好工程借鉴。     

煤层高压脉动水锤器的脉冲特性研究

从理论上确定了高压脉动水锤装置峰值压力的大小及脉动水力锤击波的传播速度,分析了主弹簧的性能参数,设计试验测定了高压缸的压力,结果表明,在0.0044s内,装置峰值压力由2.77MPa激增至14.0MPa;供水压力为4MPa时,能够产生17MPa脉冲波。此脉冲波以交变应力的形式作用于煤体,能够改变煤层孔隙网络的通透性。     

基于LabVIEW液压支架压力监测系统设计

液压支架的承载压力是影响其安全的重要因素,针对目前矿用液压支架压力监测方面的缺陷,设计了一种基于Lab VIEW的矿用液压支架压力监测系统。主要采用Lab VIEW实时采集存储支架压力的工况信息,以单片机和Lab VIEW为基础进行数据的处理与显示,提高对液压支架的实时控制性。重点介绍系统构成、软硬件设计等。该系统通过采集数据分析,可为监测综采工作面的顶板压力提供了一种有效可行的分析方法,确保液压支架使用的安全性能。     

地质力学测试在巷道群矿压分析中的应用

在杜儿坪矿2号煤皮带巷进行了地质力学测试,并将测试结果应用于巷道矿压分析中,结果表明:最大水平主应力为13.67MPa,最小水平主应力为6.94MPa,最大水平主应力方向为北偏东9°,皮带巷直接顶板为粉-细砂岩,强度介于60MPa～80MPa之间;皮带巷在掘进过程中,会受到轨道巷和回风巷开挖形成的支承压力的双重影响,皮带巷的两帮在垂直方向高应力集中和水平应力横向卸压双重作用下,造成两帮围岩的稳定性降低.     

超临界CO_2在煤层气井压裂技术中的特性研究应用

针对高能气体压裂技术应用于煤层气井中出现产能低的问题,设计了一种新型煤层气井高能气体压裂器实现增产的目标,依据超临界CO2流体性质理论研究了流体压力和温度的关系,结合经验公式计算了膜片破膜压力,确定了超临界CO2流体压力与破膜压力的关系。实验结果表明:在75 g的发热药和1.25 kg的CO2作用下,压裂器产生的峰值压力达到90 MPa,管内最大温度达到453 K,可破厚2 mm膜片。理论分析和实验结果为进一步优化发热药量、CO2量和膜片厚度提供了理论和实验基础,为压裂器设计和工艺优化提供更为精确的技术支撑。