12Cr5Mo耐热合金钢焊接工艺

12Cr5Mo是一种具有粒状珠光体组织和少量铁素体,具有较好高温耐热性和高温抗氧化性的钢材,但钢材焊后淬硬倾向明显增大、冲击韧性降低,极易出现冷裂纹,焊接性能差,故对焊接工艺要求严格。介绍了耐热合金钢12Cr5Mo的化学成分、力学性能,根据12Cr5Mo的力学性能及焊接特点,选择了合适的焊接方法、填充金属、坡口形式及尺寸;通过焊前清理、焊接工艺参数的优化、预热温度及层间温度的控制以及接头焊后热处理,确保了焊缝质量。对12Cr5Mo焊接接头进行外观检测、无损检测、力学性能试验及焊接质量评价,表明上述焊接工艺可靠且满足设计文件要求。     

基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法研究

针对现有煤矿井下瓦斯抽采主管道漏点定位大多采用单一定位方法,存在适用性差、效率低、易受环境影响等问题,结合流量平衡法、负压波法和小波降噪原理,提出了一种基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法。首先分析了管道首末两端流量变化规律及差值大小,排除干扰信号,利用流量平衡法对管道泄漏状态进行定性分析,判断管道是否泄漏:比较正常运行及发生泄漏情况下的流量变化,当管道首末两端流量差大于管道流量差阈值时,即为工况改变或发生泄漏;然后根据负压波在管道内的传播机理,采用小波降噪技术对压力信号进行消噪处理,结合邻域差值法寻求信号突变点;最后通过泄漏定位公式计算漏点位置,从而实现对管道漏点位置的有效定位。仿真分析结果验证了该方法的准确性。     

厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出规律研究

采用有限体积法对厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率。根据数值模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。在此基础上得出在厚煤层煤巷掘进过程中煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。研究结果表明,厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出速率与煤层条件和煤巷掘进速度密切相关,对控制矿井瓦斯涌出量具有一定的指导意义。     

基于Petri网的CSP并发系统验证技术研究

通信顺序进程(CSP)和Petri网是两种重要的并发系统建模工具。CSP语言具有高度抽象性,可有效刻画并发进程之间的各种相互作用,但在物理结构的描述与验证分析方面显得不足。Petri 网是一种形式化、图形化的并发系统建模和分析工具,侧重于系统的物理结构描述和性质分析。结合两者优点,首先利用CSP描述待验证的并发系统,然后将其转化为Petri网来分析系统的动态行为特性,最后利用性质分析工具TINA对系统性质进行分析和验证。实验结果表明,传统的CSP进程性质验证工具不能验证CSP进程的安全性,但其转化为Petri网后可有效地分析出导致安全性不能满足的危险因素,从而扩大了CSP描述的并发系统可验证性质的范围。     

能够防止“液体桥”粘连的新型硅溶片工艺

硅溶片工艺用于制造MEMS惯性传感器[1]。能够实现高深宽比、导电性好的微机械结构。我所采用这种工艺制造出多种MEMS器件,包括加速度计和陀螺等。但该工艺用于制造垂直动作结构如Z轴加速度计和开关时,成品率不高。主要失效原因是由于EPW腐蚀工艺、去离子水漂洗和释放工艺中出现“液体桥”而引起的粘连。本文提出一种新型硅溶片工艺来防止上述失效。结果证明可以提高成品率和一致性。     

“U+I”型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律研究

为了揭示“U+I”型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律,以王坡煤矿3205综放工作面为现场背景,建立了采空区遗煤瓦斯放散与运移稳态计算模型、采空区支架上方煤壁瓦斯放散与运移非稳态计算模型。定量分析了工作面推进速度、采空区遗煤厚度和工作面配风量3个因素对由采空区遗煤瓦斯放散形成的瓦斯浓度场分布的影响,定量分析了移架放顶煤方向对由采空区支架上方煤壁瓦斯放散形成的采场巷道及采空区瓦斯浓度场分布的影响,研究结果对现场工作面瓦斯超限预测具有重要的指导意义。     

采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯机理研究

为了提高采空区顶板高位走向长钻孔瓦斯抽采效率,消除工作面上隅角瓦斯超限事故,以山西华晋吉宁煤业有限责任公司2102综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论分析与现场试验相结合的方法,利用3DEC软件模拟计算2102综采工作面回采期间采空区顶板裂隙场演化过程,根据裂隙场、应力场和应变场分布模拟结果在沿工作面推进方向上划分采空区顶板裂隙加强区范围与压实区范围,工作面推进期间煤层顶板在时间上先后经历裂隙加强区和重新压实区,处于裂隙加强区的钻孔部分为钻孔高效抽采作用区域,钻孔高效抽采段长度与钻孔高效抽采段裂隙发育程度共同决定高位走向长钻孔抽采效率,揭示了采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯作用机制;在此基础上,在采空区顶板裂隙带高度范围内布置多个高位试验钻孔,进行钻孔瓦斯抽采效果考察,研究结果表明:在保证高位钻孔布置于回风巷内侧顶板裂隙带前提下,最佳布孔层位为距煤层底板60 m左右,同时在高位试验钻孔作用下,上隅角瓦斯体积分数最大值由1.1%降低至0.6%,说明根据回风巷内侧采空区顶板裂隙带高度范围,布置高位走向长钻孔能显著降低上隅角瓦斯浓度。     

巷道风量全自动在线测试装置研制与应用

为了实现巷道风量在线准确测试,以王坡煤矿上寺头北翼回风巷和辅运大巷为研究对象,采用CFD方法模拟了矩形巷道和半圆拱巷道断面风速结构场;对比不同巷道风量条件下巷道断面平均风速分布区域,巷道风量大小对巷道断面内平均风速分布区域无影响;进一步获得巷道断面无因次风速结构场,为巷道断面平均风速分布区域内布置多个风速采集点准确求取巷道平均风速奠定了理论基础;以巷道断面无因次风速结构场为基础,根据巷道断面平均风速分布区域确定巷道平均风速数据采集点位置,构建了巷道断面平均风速九点采集法,准确获得巷道平均风速的同时能够检验风速传感器是否存在数据失真问题;结合巷道断面平均风速九点采集法,设计了分别适用于矩形巷道、拱形巷道的龙门式和折叠式巷道风量全自动在线测试装置,根据巷道平均风速数据采集点位置定制设计测试装置结构尺寸与风速传感器运动轨迹。在王坡煤矿10个测风站位置部署了巷道风量全自动在线测试装置,人工测风数据和装置测风数据之间相对误差小于8%,研究表明巷道风量全自动在线测试装置的测风精度能够满足矿井通风要求,同时能够实现矿井多个巷道风量同步在线测试。     

压力对煤体瓦斯吸附规律影响的实验研究

为探究压力对瓦斯吸附规律的影响,设计并组装了瓦斯恒温定压动态吸附实验系统,研究了4种煤样在4组不同初始瓦斯压力下的吸附特性。通过处理实验数据,得到不同初压下的累计瓦斯吸附量随时间变化的实测曲线和吸附速率随时间变化的实测曲线,进而建立了与实测曲线拟合度很高的瓦斯吸附数学模型。结果表明:煤样瓦斯的极限吸附量与压力呈正相关;瓦斯吸附的初压越大,吸附速率越快。     

回采期间下邻近层向工作面涌出瓦斯数值模拟分析

为定量预测回采期间下邻近层向工作面的瓦斯涌出量,以寺河二号井9~#煤层的94313综采工作面为研究对象,构建了工作面回采期间下邻近13~#煤层瓦斯向工作面涌出物理模型,引入移动坐标系建立工作面动态回采期间采空区底板岩层瓦斯渗流数学模型,编写有限体积法解算程序模拟求解下邻近层向采空区放散瓦斯过程。研究表明下邻近层向采空区内放散瓦斯速率沿工作面回采反方向呈现先增大后减小的变化趋势;拟合得到以下邻近层瓦斯压力、回采速度为自变量的下邻近层向采空区放散瓦斯量函数关系式;作为采空区瓦斯涌出源,建立采空区瓦斯涌出CFD模型;模拟求解采空区向工作面涌出瓦斯过程,拟合得到下邻近层向工作面涌出瓦斯量的函数关系式,并构建了下邻近层向工作面涌出瓦斯量与下邻近层向采空区涌出瓦斯量比值的函数关系式。研究表明下邻近层向工作面涌出瓦斯量占下邻近层向采空区涌出瓦斯量的30%以内,涌出的绝大部分瓦斯被封存在采空区内,通过改变工作面回采速度和预抽下邻近层瓦斯能够有效控制下邻近层瓦斯涌出量。