摘要：设计了一种LZ复合表面改性剂,旨在抑制硫酸钙晶须的溶解,提高其留着率。考察了不同因素对硫酸钙晶须留着率的影响,得出了最佳改性条件,使晶须留着率由60.50%提高为93.67%。对改性前后硫酸钙晶须的表面性质进行IR表征及SEM观察,结果表明晶须表面发生了多层包覆与吸附,在此基础上建立了改性模型。

摘要：华北地区深部开采矿井,高地应力作用下煤层采动诱发断层活化引起的承压水突涌是矿井水害的主要形式之一,借助相似材料模拟试验台,通过自主设计的试验装置和试验方法,以五沟煤矿F13断层为工程背景,研究承压水上煤层开采的覆岩运动破坏形态、底板裂隙发育扩展特征、断层带应力和结构演化规律,再现断层活化导水全过程。以工作面距断层带的距离为时间参照,采动诱发断层活化导水存在4个明显阶段:断层带应力超限屈服、断层带拉裂延展、两盘错动滑移、承压水导升。以承压水沿断层带的导升高度为基准,寻找承压水导升高度的相关性因素:工作面距断层带的距离与导升高度近似呈负线性关系;水压力、断层带宽度与导升高度具有正相关性,试验过程中水压力与导升高度的相关性呈现强-弱-强的变化趋势;根据试验结果和规律设计断层防水煤柱宽度为40 m,现场观察未出现明显突漏水现象、效果良好。研究成果对于揭示断层活化突水机制、指导矿井防治水具有一定的意义。

摘要：针对直膨式太阳能热泵系统的运行控制问题,提出了一种基于电子膨胀阀开度的过热度控制策略,主要包括电子膨胀阀初始开度算法和过热度控制算法,通过对试验数据进行拟合,得到了电子膨胀阀初始开度与太阳辐射强度和环境温度的函数关系。设计并搭建了以制冷剂R134a为工质的直膨式太阳能热泵热水器试验平台,主要由裸板式太阳能集热/蒸发器、滚动转子式压缩机、微通道冷凝器、蓄热水箱和电子膨胀阀等组成。控制系统采用单片机作为主控制器,单片机与数据采集控制器之间采用RS485总线方式通讯。在此平台上,对提出的过热度控制策略进行了全工况测试。试验结果表明:在系统开机后的25 min内,过热度有效控制在目标范围5~10℃内;在系统正常运行阶段,过热度控制平稳,最大超调量小于4℃。所提出的全工况过热度控制策略有助于系统稳定高效运行。

摘要：基于PFC中FISH语言,采用双线性锚杆本构模型对岩体加锚节理面在剪切荷载作用下的力学行为进行数值模拟研究,通过变化锚杆刚度和浆体强度,深入研究岩体结构面-浆体-锚杆相互作用下锚固体系宏细观力学响应。结果表明:加锚节理面的力学响应与锚固结构的力学性质密切相关。锚杆刚度越大,节理面宏观抗剪强度越高;随着锚杆刚度的增加,岩体和浆体中的裂纹也越来越多,锚杆对浆体和岩体的损伤逐渐增加。岩体结构面-浆体-锚杆相互作用,裂纹的产生首先起于节理面上和锚杆与节理面交叉处,随着剪切位移的不断增加,节理面上的裂纹在接触力集中的地方继续产生,而在锚杆周围则由锚杆与节理面交叉处向锚杆两端继续扩展,且裂纹集中在锚固体系的受压侧,主要为由"压致拉"机理导致的张拉裂纹。浆体的强度过小或过大都可能导致锚固体系中裂纹数量的增多,且裂纹以张拉裂纹为主。当浆体强度较低时,裂纹主要集中在浆体中,而当浆体强度较高时,裂纹主要集中在岩体中。因此,在对节理岩体进行加固的过程中,应综合考虑节理面宏观上的抗剪强度和细观上锚固体系的损伤,以实现锚固体系的宏细观耦合支护。分析结论对于节理岩体的锚固支护设计具有参照价值。

摘要：分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。

摘要：针对4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构的刚体动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立冗余驱动并联机构动力学模型。首先,推导出4-UPS-RPU冗余驱动并联机构系统的动能表达式、势能表达式和作用于并联机构非保守力的等效广义力;然后,应用拉格朗日法建立4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的动力学模型,为并联机构驱动力的求解以及整个机构的动力学分析奠定基础;最后结合算例,采用Matlab编程对动力学模型进行数值计算并绘制了机构驱动杆驱动力变化曲线,将上述分析结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性。研究不仅为4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构动力学优化设计和控制等后续研究提供了理论依据,也为其他冗余驱动并联机构的动力学建模提供了可行的方法。

摘要：为了研究三维转动两维移动4-UPS-RPS空间五自由度并联机构的刚体动力学问题,采用牛顿—欧拉法和虚拟样机仿真相结合的刚体动力学分析方法,分析了该并联机构的运动学,包括位置反解、并联机构驱动杆线速度和角速度,以及并联机构摆动杆和伸缩杆质心处线速度和角加速度;采用牛顿—欧拉法建立了4-UPS-RPS空间并联机构的刚体动力学模型,利用MATLAB对空载和有载荷条件下的算例进行了理论计算,分别求解出机构五个驱动杆的驱动力,利用ADAMS进行了机构虚拟样机的动力学仿真分析,验证了理论计算的正确性。该研究为4-UPS-RPS空间五自由度并联机构的设计制造和控制奠定了理论基础。

摘要：针对胶带输送机转载点煤尘运动的特殊性,提出并设计了煤尘自动监测与喷雾降尘系统,由粉尘浓度自动分析系统、自动喷雾系统、浓度超限报警系统和远程控制系统组成,该系统根据安装在运煤胶带或转载点上方,通过煤炭湿度传感器和粉尘浓度传感器监测煤炭湿度和粉尘浓度,并根据煤炭湿度的大小通过自动防尘控制箱合理控制洒水喷雾电磁阀的开启或关闭,在确保防降尘效果的同时大大降低了用水量,克服了以往因洒水过量造成皮带打滑、运输巷道积水等一系列问题,实现了井下防降尘智能、高效、合理的目的,实践证明,该系统结构简单、合理、经济、有效。

摘要：针对在赵官煤矿3702运输巷掘进过程中,出现剧烈的巷道围岩破坏现象,局部地段需要架设工字钢棚进行二次支护的问题,采用非弹性区理论、有限差分数值计算软件FLAC3D分析确定厚表土层薄基岩的特殊地质条件下合理的巷道支护方案,并在赵官煤矿进行现场工业性试验,以检验支护方案的应用效果。试验证明:高强预应力让压锚杆有效地改善围岩的应力状态,将围岩变形量控制在合理的范围内,使围岩塑性区保持在1.5m。

摘要：影响综放工作面回采率的因素除放煤步距以外,放煤方式也起着极为重要的作用。为确定工作面合理的放煤方式,提高顶煤回收率,针对北徐楼煤矿的实际地质条件对不同放煤方式进行了理论分析和PFC2D软件模拟研究,掌握了顶煤运动规律及不同放煤方式的优缺点,并确定该煤矿采用单轮顺序的放煤方式。通过在该矿进行工业试验,验证其是否满足矿井生产设计需要。