摘要：为研究水力裂纹起裂特征,优化水力压裂设计及施工,采用最大周向拉应力准则作为水力裂纹的开裂判据,推导裂纹起裂角和临界水压的计算方程。分析起裂角和临界水压与预制裂纹倾角、注入水压、应力差和孔隙压力等的关系。研究结果表明:起裂角随预制裂纹倾角的增加呈先增加后减小的趋势;随着水压增高,裂纹起裂角逐渐减小;起裂角随应力差的增加呈单调递增趋势,随孔隙水压增加呈单调递减趋势。临界水压随裂纹倾角的增加呈单调增加的趋势。整体而言,临界水压随应力差增大而增加;随预制裂纹长度的增加而逐渐降低;随断裂韧度的增加呈单调递增趋势;随孔隙水压增加呈单调递减趋势。理论预测的起裂角及临界水压与水力压裂试验结果较为吻合。研究结论可为水力压裂设计及施工提供借鉴。

摘要：碎软煤层在我国分布广泛,高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯治理问题对我国煤矿安全开采具有重要意义。实践证明,空气复合定向钻进技术是解决碎软煤层瓦斯抽采钻孔、成孔难问题的有效手段。针对空气复合定向钻进需要低压耗、大风量驱动空气螺杆和高效排渣要求,优化设计钻杆间信号传输结构,开发了变截面过流形式的支撑环,设计了大风量有线随钻测量螺旋钻杆,并采用计算流体动力学分析方法,对钻进过程中钻杆内部流场的速度和压力进行数值分析,揭示了钻杆内部的流体运动规律,结果证明:相对于目前采用的有线随钻测量螺旋钻杆,大风量有线随钻测量螺旋钻杆内气体介质传输稳定率提高46%,压力损耗率均减小44%,较好地满足了空气复合定向钻进技术要求,为提高碎软煤层瓦斯抽采钻孔的钻进效率及成孔率提供了技术保障。

摘要：为满足 ZYWL-4000SY 自动钻机井下钻孔施工对不同开孔高度的设计要求,同时要保证开孔的精度,需要一种高度可调、速度可控、性能稳定可靠的提升调节系统。为降低液压系统的能量损失和发热,结合 ZYWL-4000SY 自动钻机的全方位结构特点,设计了一种采用电比例控制与远程无线遥控操作的提升机构负载敏感控制液压系统。为克服提升液压缸在运行过程中的不同步问题,在油路中设置了分流集流阀。此外,对关键的提升液压缸和分流集流阀等液压元件进行了选型计算,对提升液压缸进行了校核计算。实验室试验与井下现场的应用情况表明,ZYWL-4000SY 自动钻机的提升机构能实现远程无线遥控操作,可进行快速调节和低速微调,且同步性能较好,性能稳定可靠,达到了设计要求,具有一定的推广应用价值。

摘要：ZYWL-4000SY自动钻机作为最先在煤矿井下推广应用的自动化钻探装备,其自动化功能弱化了对设备的操作,但对设备的使用和维护却提出了更高的要求。随着设备的长期使用,运动最频繁的钻进机构受到损耗不可避免。为处理钻进机构故障,保障设备正常运行,对钻进机构的故障现象进行了总结,对各故障点进行了拆解,分析了故障产生的原因。从设备的使用维护与设计优化两方面提出了解决方案,为自动钻机的使用和优化提供参考。

摘要：以综采工作面巡检机器人实验平台设计为例,介绍了综采工作面巡检机器人实验平台总体设计、控制器设计和通信设计等,并对巡检机器人实验平台功能及性能和技术指标进行了阐述说明。在巡检机器人应用的基础上对巡检机器人轨道进行了研究与选择。

摘要：煤矸石充填塌陷区后是否产生重金属污染是目前充填复垦中亟需解决的关键问题。为分析煤矸石充填复垦塌陷区的可行性,以徐庄煤矿煤矸石为例,通过现场采样和实验室实验的方法分析砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)和铅(Pb)重金属对复垦环境的影响。实验结果表明:煤矸石重金属含量很低、性质稳定;在淋溶和浸泡状态下,煤矸石中重金属的水溶性和淋溶性较差,降雨对煤矸石的淋溶作用不会造成重金属污染;煤矸石周边土壤重金属含量符合国家相关标准。研究表明煤矸石充填复垦塌陷区是可行的。

摘要：作为煤炭清洁高效利用的重要组成部分,现代煤气化技术发展迅速,气化工艺呈现多样性发展态势,即煤气化工艺具有多样性和适应性。通过对固定床、流化床、气流床等主流煤气化技术的工艺特点、应用范围、应用推广情况进行对比和论述分析,并从煤种适应性、气化过程热量回收、低压中小规模制燃气、数值模拟方法、气化灰渣综合利用等方面分析了技术应用现状和发展趋势,以期为现代煤化工技术的发展提供参考。气化工艺的选择应根据煤质条件、应用场景、工艺需求等方面综合考虑选取;煤种适应性方面应重点研究灰分和灰熔融温度及硫含量均高的煤、高碱煤、有机固废等含碳能源的气化技术应用;气化过程实现全热量回收、副产蒸汽,可提高系统热效率和运行经济性;工业燃气市场广阔,系统具有低压、中小规模、工艺简单、灵活操作等特点;气化炉技术开发和优化应综合使用计算流体力学、有限元、流固耦合等先进数值模拟方法以提高开发效率;气化灰渣应通过分离等方法实现资源化、减量化应用。需重视煤气化制取化工原料气和燃料气的市场,煤制取燃料气行业主要以中等规模、低压系统、灵活操作、低投资和运行成本为目标。煤气化技术发展需在拓展煤种适应性、提高系统余热利用效率、促进灰渣及废水等的资源化处置与利用、使用先进数值模拟方法系统优化设计开发等方面不断开拓和持续进步,以最终形成高效、环保、经济和安全的先进气化系统。

摘要：以煤矿液压支架用液压阀为研究对象,结合液压测试技术、SAP型智能集成供液系统、现代测控技术、模块化设计思维设计了一种多功能的液压阀测试系统。该测试系统用于对支架用液压阀的性能、耐久性测试,采用智能型动力源,满足不同压力、流量的测试要求,并可结合压力、流量、温度等传感器对测试系统及测试对象进行数据测量,运用计算机软件对数据进行分析,可实现液压阀测试的流程自动化、数据智能化分析,为产品研发提供基础数据支撑。

摘要：为了使基于机器视觉的掘进机导航系统小型化,提高可靠性,开发设计了基于ARM Cortex-A8处理器、TVP5146模拟摄像头模块、WG7310-0A通信模块的掘进机视觉导航系统嵌入式平台。阐述了嵌入式平台的系统架构、外扩芯片、接口的选择和设计过程,给出了系统软件和调试软件的设计流程,最后完成了系统搭建和初步测试,测试结果表明,该嵌入式平台能满足10帧/s,分辨率为768×576的图像采集、分析以及导航数据的实时上传要求。该嵌入式平台实现了图像采集、预处理、图像分析、导航参数解算和数据无线传输等功能,可将嵌入式平台与工业摄像机、电源模块等集成在同一个隔爆壳体内,使其小型化便于安装。