摘要：不仅高瓦斯且易自燃煤层矿井存在火灾隐患,低瓦斯、易自燃煤层矿井同样存在高瓦斯聚集区,需设计合理的综合防灭火系统以确保矿井安全生产。本文已永定庄煤业3-5#煤层为背景,系统分析矿井生产中潜在火灾危险源并指出防治对策,根据该矿的地质条件、开采工艺及注惰性气体防灭火方法、喷洒阻化剂防灭火方法和黄泥灌浆防灭火方法的适应性及优缺点设计得到以日常注氮为主要方法,喷洒阻化剂为辅助手段,黄泥灌浆系统为备用措施的综合防灭火系统,为矿井防灭火系统设计提供借鉴。

摘要：煤焦油结焦是制约炼焦荒煤气上升管显热回收换热器长期高效安全运行的主要因素。通过调控荒煤气及上升管管壁温度抑制煤焦油析出是防止结焦的有效措施。基于多孔介质非热平衡模型,建立了内嵌螺旋盘管及多孔填料的荒煤气显热回收套管换热器的一维非稳态热传递模型。结合炼焦周期内荒煤气流量与温度瞬时数据计算得到荒煤气、上升管管壁、填料层、熔融盐温度动态变化,分析了填料层热容、填料层有效导热系数及熔融盐流量对其动态变化的影响,并提出了有效控制荒煤气及上升管管壁温度的方法。结果表明:荒煤气中煤焦油析出及结焦主要发生在炼焦后期荒煤气流量减小时;填料层导热系数是上升管换热器设计时考虑的重要参数,增大填料层导热系数可显著提高余热回收效率,但会使荒煤气与上升管管壁温降增大,设计时应在保证焦油蒸汽不发生冷凝的前提下尽可能增大填料层导热系数;炼焦后期,通过切断熔融盐取热,并合理设计填料层导热系数、填料层热容及熔融盐入口温度等可实现上升管管壁温度调控,从而避免荒煤气中煤焦油析出及结焦。

摘要：煤层气利用渠道单一、效能低、附加值低。基于微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,提出了煤层气生产宝石级单晶金刚石的概念,设计了相应的产业化工艺路线。鉴于我国在CVD钻石生产技术方面起步较晚,高端设备主要依赖进口,自主研发了5代MPCVD钻石设备,开发了煤层气生产宝石级单晶金刚石的专用工艺,其中第五代设备实现了产业化转化。利用自制设备及工艺,采用嵌入式专用基片台可以单炉制备多颗单晶金刚石,也可以采用马赛克拼接法制备超大尺寸单晶金刚石。已建成的产业化示范基地可以高质量批量生产20克拉以内的钻石毛坯。根据钻石4C标准,加工成的裸钻颜色好、净度高、切工完美,深受市场欢迎。结果表明:煤层气生产宝石级单晶金刚石实现了煤层气的高附加值转化,产业化的继续推进不但能够提升煤层气消纳能力和综合利用水平,而且能够助力我国CVD培育钻石行业的发展。

摘要：为探究破碎煤岩体承压过程中内部变形及再次破碎特性,设计了专门适用于破碎煤岩体试样的声发射三维定位实验方法,以2.5~5 mm破碎无烟煤为例揭示了破碎无烟煤压实-声发射特性。实验结果表明:1)破碎无烟煤试样压实过程可划分为初始压密、线性压实、塑性压固三个阶段,声发射计数、能量与其变形的三个阶段具有很好的对应性;2)破碎无烟煤试样存在分层压实破碎特性:压实中颗粒破坏首先发生在中部层位,随着压缩程度的增强破坏现象逐渐向上部以及下部层位转移,且最终上部和中部层位破坏程度最大;3)应变率达到0.24压实终态的粒径再次筛分结果显示,上部及中部层位颗粒承压再次破碎后多孔结构变化最大,而下部层位由于变形压实程度较小其多孔结构变化程度最小。

摘要：为满足长航时氢能源混合动力无人机的设计要求,联合MATLAB和XFOIL优化方法对HM114翼型进行优化设计;基于最优翼型,设计了直机翼与椭圆翼(HY1)两种气动布局,通过计算流体力学对比分析了两种布局的气动性能。结果表明,优化后翼型升力系数提高了12.38%,升阻比增加了14.03%;两种布局在迎角α=4°时能实现最大升阻比,失速迎角α=12°,HY1压差较小可以为无人机贡献更多的升力;HY1机翼表面压力界线靠后具有更好的失速性能;两种布局均满足纵向静稳定性,但HY1稳定性更优。研究结果可为氢能源长航时固定翼飞机的气动设计提供参考。

摘要：摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明:热负荷特性直接影响应力的分布,是导致热失效的关键因素。当应力超过材料的屈服强度时,钢片会发生翘曲变形。周向应力是最主要的应力分量,可作为判断对偶钢片是否发生热失效的重要依据。轴对称模型能够简化计算,同时不影响计算结果的准确性。研究结果为液黏传动摩擦副的设计和提高使用性能提供了一定的理论参考依据。

摘要：喷雾除尘技术是煤矿井工开采所采用的主要防尘措施之一。本文系统分析煤矿开采粉尘的主要来源和危害,叙述了低压喷雾、常压喷雾、高压喷雾的区别,并指出高压喷雾除尘的机理为惯性碰撞捕集、重力沉降捕集、拦截捕集、静电作用捕集和布朗扩散捕集;并进一步从喷雾用水、喷雾参数和喷嘴结构等三个方面分析高压喷雾除尘效果的主要影响因素,为矿井高压喷雾除尘系统设计提供理论支持和参考。

摘要：针对某矿切顶卸压无煤柱开采技术条件,采用理论分析、现场监测与数值模拟相结合的方法对其矿压显现特征进行了分析。结果表明:沿空留巷段可分为初次来压、矿压显现强烈及一般3个危险区,巷道变形发展主要分为掘进变形、采前变形、掘巷渐次变形与变形稳定4个阶段,其中掘巷渐次变形阶段对巷道影响最为严重。切顶卸压可以有效切断顶板的应力传播路径,使应力集中向支架远端的实体煤层中传导,提高支架的支撑效果。工作面滞后40~100 m范围内,煤壁侧应力与顶板累计沉降值显著增加,此阶段顶板岩梁运动剧烈,需要加强支护。研究成果可为矿山沿空留巷巷道施工与支护设计提供指导。

摘要：为了提高钛合金细棒材的矫直精度,保证钛合金紧固件质量,依据钛合金材料属性和弹塑性理论,提出采用滚压反弯方式来提高矫直效果的辊型设计方法。在辊型设计过程中,根据细棒材的矫直变形规律,提出了εt-10εt矫直硬化系数模型,对细棒材变形的应力-应变关系描述更为准确;结合屈雷斯加屈服准则,分析了滚压反弯矫直的优点;并从接触强度、弹性变形及滚压力限制等角度建立了细棒材二辊矫直辊缝求解模型。在考虑应力中性层偏移、材料硬化规律和残余应力释放等因素对反弯曲率比的影响基础上,结合具体实例,给出了细棒材二辊矫直辊型设计曲线,并对矫直过程进行数值模拟。分析了矫直过程中影响棒材矫后精度的各参量状态,结果表明:采用设计辊型的棒材矫后直线度为0.41 mm·m^-1,二次回弹挠度为0.1737 mm·m^-1,预测弹复后直线度小于0.584 mm·m^-1;最终,利用矫直试验验证了该设计方法的正确性及有效性。

摘要：金属层状复合板波纹辊轧制成形技术是一项变革性技术。为研究动态轧制力对波纹辊轧机振动特性和分岔行为的影响,考虑了波纹辊轧机动态轧制力、波纹界面间的非线性刚度和非线性阻尼,建立了基于动态轧制力的波纹辊轧机非线性振动数学模型。运用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在动态轧制力激励下的非线性振动幅频特性方程。分析了动态轧制力幅值、非线性刚度系数和非线性阻尼系数等参数对非线性振动的影响。通过最大Lyapunov指数、分岔混沌图、Poincaré截面和相轨迹等方法分析了轧制力的动态变化对系统稳定性的影响,设计了分岔反馈控制器对轧制力动态变化诱发的分岔行为进行控制,并且通过数值仿真验证了控制器设计的正确性和可行性。