摘要：为解决综掘工作面粉尘污染问题,掌握工作面长压通风分流控尘与短抽除尘参数最佳匹配关系,实现最大程度降低工作面粉尘浓度。本文以王家岭煤矿高产尘综掘工作面为研究背景,通过建立CFD计算模型,对比研究综掘工作面不同轴径向出风比的控尘效果,得到有效控尘参数范围,再结合现场实际应用进行验证分析,以此得到最佳控除尘工艺匹配参数。研究结果表明:在增加附壁风筒控尘后,在掘进机尾部形成沿巷道壁螺旋前进的新鲜风流透明风墙,能够将粉尘控制在工作面前部区域;在轴径向出风比为1∶3时,粉尘被控制在前部4 m范围内较小区域,并能满足掘进工作面最低风速要求,对掘进工作面前部粉尘控制作用明显。通过现场对比应用,当轴径向出风比为1∶3时,控降尘效果最佳,司机位置与掘进机尾5 m的总粉尘和呼吸性粉尘浓度可分别降低到26.1 mg/m^3和12.7 mg/m^3以内,其中控尘效率达到80%以上,总体控降尘效率达93%以上,降尘效果明显,有效缓解综掘工作面粉尘污染,减少了职业危害。

摘要：为了预防控制煤粉制备系统中细煤粉的泄漏危险和爆炸事故的发生,搭建了细水雾发生测试系统,测试了不同工作压力下,1种实心锥形喷嘴喷出的水雾的喷射雾化角、流量、粒径等特征参数。结果表明:随着喷雾压力的增加,水雾流量呈线性增加,粒径逐渐减小;当压力为2.0 MPa时,水流分散成粒径足够小的细水雾,流量为19.62 L/min,细水雾中值粒径为146.3μm。基于细水雾降尘、灭火抑爆机理,设计了抑尘抑爆系统,对煤粉制备系统不同区域的水雾供给流量、喷头数量进行了计算,研究了喷头的安装布置方式,为煤粉制备系统的安全运行提供了可靠保障。

摘要：针对传统煤与瓦斯突出预警系统自学习能力不足、信息融合度不高、智能化水平和预警准确性有待提升的问题,基于关联规则和证据理论,建立了突出预警指标自主动态优选方法和多指标融合决策模型,开发了突出智能预警系统。介绍了突出危险判识事务集构建模式,提出预警指标项的非对称二元化转换方法,以及预警指标项与突出危险项之间关联规则的构建方法,定义了反映漏报率大小的函数,形成基于关联规则的突出预警指标优选方法;研究提出突出预警证据理论识别框架,构建出突出预警证据体基本概率分配函数,给出突出预警证据合成方法,得到反映突出危险概率大小的函数,形成了基于证据理论的突出预警多指标融合决策方法;在此基础上,采用分层架构设计,开发出煤与瓦斯突出智能预警系统,实现了突出灾害的在线监测、智能分析、融合预警、在线发布与远程查询。现场应用效果显示,突出预警准确率达到91.53%,且无漏报现象,为矿井突出灾害防治提供了良好的技术支撑。

摘要：通过对高度为62 m的既有高陡肋板式锚杆挡墙墙脚开挖15 m的基坑支护设计作为实例,对超限高边坡的特殊性及其在支护设计中存在的问题进行了分析,在此基础之上采用建筑边坡工程技术规范(GB50330—2002)、数值模拟、工程类比法相结合的方法对支护结构进行了优化设计和效果评价。监测结果表明,本工程支护设计经济有效地保护了既有高陡挡墙及其顶部大型公共建筑的安全,对其它类似工程具有较强的参考意义。

摘要：呼吸性粉尘连续分离技术是实现其在线监测和尘肺病预警的基础及关键。为了解决常见的旋风分离、水平陶析及平板冲击等分离方式易积尘、过载、堵塞等弊端,提出一种基于虚拟冲击原理的呼吸性粉尘连续分离技术。基于虚拟冲击理论,建立呼吸性粉尘虚拟分离三维模型,仿真分析其速度场和压力场的分布,通过分域法阐释虚拟冲击的分离机理,并构建分离效能和分离时效一体化测试系统,对设计的虚拟冲击器进行验证。研究结果表明:分离效能模拟曲线随着喷嘴与收集腔间距和收集腔直径增大而上移,而收集腔直径对分离效能的影响作用强于喷嘴与收集腔间距的影响。当喷嘴与收集腔间距为4.0 mm、收集腔直径为3.0 mm时,各个粒径点的分离效率与BMRC曲线的偏差在±5%以内。在工作点流量为4 L/min、弱流比为0.1条件下,分离器的分离效能曲线与BMRC曲线相比,整体呈负偏差,最大偏差为-4.7%。在质量浓度为35~40 mg/m~3的粉尘浓度环境下,传统旋风分离器容易出现排灰口和排气口堵塞,测试结果偏差较大,连续运行1 d后已不能满足连续分离要求,而虚拟冲击式分离器内部颗粒损失及截留较少,可实现15 d以上的连续运行而无需人工清理,连续分离时效提升了10倍以上,验证了本文方法的可行性及优越性,满足呼吸性粉尘浓度在线测量对粉尘连续分离的分离效能及分离时效要求。

摘要：由于瞬变电磁技术对水体反应灵敏,已被应用于煤矿井下水害探测。为提高探测精度,研究了恒流发射技术,采用脉冲宽度调制与功率场效应管结合,保证发射电流在探测过程中保持恒定;为提高二次场强度,采用了电感反向截断技术,利用电感中电流突然关断产生反向高压原理,缩短电流关断时间;通过外部中断与微控制器内部定时器配合,记录发射电流关断时间;采用隔爆兼本安型结构设计,保证仪器在井下安全使用。最后通过实验室测试和充水巷道探测,验证了仪器的准确性和有效性。

摘要：以旋风除尘器为研究对象,建立几何模型,通过FLUENT数值模拟软件对旋风除尘器粉尘收集率进行分析,得到旋风除尘器的筒体高度、阻力、入口风速与粉尘收集率的关系。以数值模拟的结果为依据,设计旋风除尘器样机,并对其各个参数与过滤效率之间的关系进行验证,最终得到旋风除尘器工艺参数。结果表明:最佳筒体高度为1.5倍的筒体直径,入口风速为15 m/s,此时模拟的粉尘收集率为82.47%,阻力为500.76 Pa。实验旋风除尘器过滤效率为80.22%,阻力为494.6 Pa,与数值模拟的结果相近。

摘要：针对高精度位移传感器难以加工的难题,提出一种基于离散绕组的磁场式时栅位移传感器。通过设计离散激励绕组排布方式与感应绕组的形状控制感应位移信号的变化规律,通过组合测量方式实现精密位移测量。通过理论建模、仿真分析与实验验证揭示了激励信号误差和安装偏差对传感器测量精度的影响规律。实验结果表明:两路激励信号的幅值不等和安装偏差都会在对极内测量精度中直接引入直流分量误差和2次谐波误差,其中2次谐波误差是误差的主要成分。安装偏差越大,2次谐波误差越大,动尺沿Z轴偏摆姿态对测量精度的影响最大,沿Y轴翻转姿态引入的误差次之,沿X轴俯仰姿态引入的误差最小。误差修正后传感器在144 mm的测量范围内,测量误差峰峰值为4.5μm,分辨力为0.15μm。通过毫米级尺寸的激励和感应绕组实现微米级精度测量,可显著降低传感器的制造难度,具有重要的工程应用价值。

摘要：低浓度煤层气深冷液化装置的精馏塔的运行工况决定着装置的综合能耗和整体经济性。为了有效优化工艺,降低精馏塔操作负荷,结合实验数据及数值模拟方法,研究了原料气甲烷浓度和精馏塔的回流比对精馏塔设计参数和操作负荷的影响。研究结果表明:随着含氧煤层气气源浓度的增大,精馏塔塔顶冷凝器负荷减小,塔底再沸器负荷增大,为了提高甲烷的回收率,应调节冷剂配比,提高制冷量,使塔顶氮氧尾气中的甲烷充分冷凝;提高精馏塔的操作回流比,可以减小精馏塔的塔板数及高度,但是需要提高综合能耗,实际应用中一般取最小回流比的1.2~2.0倍。

摘要：为解决常规钻机在碎软煤层顺层钻孔中存在的钻孔深度浅、易卡钻、施工扇形孔姿态调整困难等难题,研制了碎软煤层顺层自动钻机。介绍了该钻机的总体结构、参数和液压系统;分析了高转速钻进工况下,影响接卸扣可靠性的关键因素,研究了动力头马达排量自适应调节技术;研究了矩阵式大容量钻杆箱及基于路径规划的双机械手协同送杆技术;分析了影响卡钻的主要因素,形成了自适应防卡钻技术;针对顺层钻孔中扇形布孔的特点,研制了悬置式旋转提升机构。通过现场试验得出:该钻机结构合理、运行可靠,与相关钻具配合,在碎软煤层实施自动化钻孔时,钻孔深度可提升1倍以上。研究成果可为相关煤矿用自动钻机的设计及碎软煤层钻孔施工提供参考。