摘要：碳量子点独特的量子限域效应、小尺寸效应以及丰富的表面缺陷及官能团,为其在电极材料的设计和构筑中提供了多元的可能性。以褐煤为原料,采用化学氧化法制备碳量子点(CQDs)。以CQDs为基本结构单元,采用冰模板法构筑二维炭片(CSs),经后续炭化改性制备改性炭片(CSs-t)。对样品的形貌及微观结构进行了系统表征并采用恒流充放电及循环伏安测试探究CSs-t用作钠离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:借助冷冻干燥过程中冰模板的作用,可实现零维CQDs到二维炭片的定向组装。在后续炭化过程中,炭化温度对CSs-t的微观结构有重要影响。当炭化温度为700℃时,CSs-700片层结构发育完整,横向尺寸可达微米级,具有适宜的表面杂原子含量(11.13%)。在连续导电网络作用下,CSs-700展示出优异的循环稳定性和良好的倍率性能。在50 mA/g的电流密度下首次充电比容量为161 mAh/g,对应的首次库伦效率为42.8%,当电流密度增大到2 A/g时,仍能保持63 mAh/g的比容量,在1 A/g大电流密度下经历1000次循环后容量保持率为101.6%。

摘要：为有效破解“爆破安全”课程真实实验难以开设的难题,基于虚拟仿真技术及其相关专利技术,展开融合实验教学体系构建与实践研究。以爆破安全工程中的“巷道掘进爆破安全设计与实现”环节为例,开发了巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台,可以实现爆破方案设计、爆破施工以及爆破危害监测的全工艺流程;配套开发了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真平台,可以实现炮烟中毒事故动画演示,并可在虚拟环境中交互式完成工人自救互救、救援人员救援两项实际操作;研发了岩巷掘进爆破仿真模型及教学用模拟电雷管,可完成炮孔布置、雷管检测、起爆网路连接与网路导通性检测四项实践操作。基于此,进行了融合实验教学内容设计,研究探索型的线上实验具有启发式、探究式、多途径与多方案的特点;综合设计型的线下实验具有互动式、团队式与设计性的特点。教学实践表明:线上虚拟仿真实验不仅极大丰富了实验教学形式、增强了实验课程的趣味性,同时突破了时间、地域对于实验课程的限制,学生随时随地皆可通过网络完成实验任务;而线下实体仿真实验,不仅培养了学生团队合作精神,而且加深了学生对课堂所学理论知识的理解与应用,其动手操作能力得以同步提高。融合实验教学体系构建了虚实结合、相互补充的混合式教学模式,为破解爆破类实验课程难以开设的难题提供了思路与参考。

摘要：抗冲击变形、及时开启泄压、多次快速复位的新型防爆门装置对于提高主要通风机和防爆门协同抗灾能力具有重要的意义,本文以宁煤羊场湾二井为例,通过理论分析和数值模拟对井下掘进工作面发生瓦斯爆炸时回风立井防爆门和主要通风机冲击载荷进行研究,建立井下发生瓦斯爆炸时回风立井防爆门和主要通风机冲击载荷数值解算的数学模型和三维物理模型;通过数值模拟,得到了不同爆炸当量条件下风机叶片和防爆门承受冲击载荷的变化规律;根据不同安全系数条件下的风机叶片弯曲破坏容许最大弯矩,确定了风机叶片不同安全系数条件下防爆门的开启压力.研究结果可为防爆门和风机叶片强度设计、压力传感器位置选取提供理论依据.

摘要：应用材料力学理论,阐明了锚杆支护时锚尾一定受到偏心载荷作用和顶板锚杆破断的机理.通过理论分析和实验,提出了一种防止锚尾破断的新型锚杆,以及锚杆结构形式和加工制造工艺.论述了杆体直径与锚尾螺纹直径的合理级配关系,比较了金属粗尾锚杆和普通锚杆在不同载荷作用下的挠度值.证明了新型粗尾锚杆可以解决顶板锚杆破断问题.

摘要：冲击倾向性和延性分别是硬脆性煤岩和软岩的本质属性,开展岩性表征和脆延转换研究对深部工程安全采掘具有重要意义。为提出一种综合表达脆性破坏和软岩大变形特征的评价指标,总结了现有的冲击倾向性指标,基于全应力-应变曲线建立了统一脆延性指标(B_(u)),并结合试验数据进行了分析与探讨。结果表明:统一脆延性指标反映了煤岩脆/延性变形特征与破坏程度,统一脆延性指标B_(u)0对应峰后应变软化,B_(u)趋于正无穷对应理想脆性破坏;基于统一脆延性指标将冲击倾向性划分为3个等级,B_(u)28.0时为强冲击倾向性。统一脆延性指标为无量纲指标,可以反映单轴条件和不同应力水平下脆性破坏特征,以及软弱或高应力水平下煤岩峰后应变硬化特征,尤其突出了单轴条件下不同煤岩脆性跌落的差别,对测试峰后急剧跌落煤岩的冲击倾向性有非常好的适用性。

摘要：为探究超细水雾与多孔介质在协同作用下对多孔介质淬熄效果以及多孔介质上游爆炸超压的影响,自行设计并搭建了尺寸为80mm×80mm×1000mm透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台,研究超细水雾质量分数、多孔材料孔径及孔隙率对9.5%甲烷/空气预混气火焰传播和爆炸超压的协同抑制效果。实验结果表明,改变超细水雾质量分数、多孔材料孔径以及孔隙率,在多孔材料上游,最大火焰传播速度和最大爆炸超压有着显著变化,随着超细水雾质量分数增加,火焰锋面传播速度峰值和爆炸超压逐渐减小,爆炸超压峰值出现时间随之缩短,而随着孔径的减小,火焰锋面传播速度也逐渐减小,压力衰减率明显增加。同时,超细水雾和多孔材料的组合方式对瓦斯爆炸具有耦合抑制作用,管道内通入超细水雾可吸收反应区大量热能,降低反应速率与火焰传播速度,此外多孔材料的存在吸收了部分前驱冲击波,破坏正反馈机制,因此两者协同抑制优于单一抑制效果。放置在管道中的多孔材料使得传播火焰淬熄,且添加的超细水雾降低了多孔材料上游的超压,但是一旦多孔介质淬熄失败,火焰湍流加剧,可能会导致更为严重的事故发生。此外,与9.5%甲烷/空气预混气相比,孔隙率为87%,孔隙密度为20PPI和超细水雾质量浓度为1453.1g/m3时,火焰锋面传播速度为12.8m/s,下降比例达到44.23%,且多孔材料上游的最大爆炸超压为6.13kPa,降低了40.62%,抑制效果最明显。

摘要：应用瓦斯地质、瓦斯流动及保护层开采理论,分析、研究了近距离保护层开采的煤层瓦流动规律,结合平煤天安有限责任公司五矿的实际情况,探讨了该矿的保护层巷道掘进期间瓦斯涌出和流动规律,分析了影响瓦斯抽放合理布孔的因素,在此基础上,设计了瓦斯立体抽放技术为主的瓦斯治理措施,对其效果进行了评价,为控制瓦斯事故,确保安全生产提供了理论依据。

摘要：采用B/S模式设计了矿井通风信息的预警系统,对该系统的系统原理、功能模块以及关键技术作了详细的说明,系统将完成数据采集、分析和处理,实现远程监测和故障诊断、告警,具有很强的实际应用价值。

摘要：通过对义煤集团孟津煤矿通风阻力测定和主要风机性能鉴定的结果进行分析,提出了具体的矿井通风系统优化改造方案,主要措施包括以下3个方面:扩大巷道有效断面、改变巷道转弯形式和加大集中生产力度。将这些措施与开拓布局调整相结合,可以合理地解决孟津煤矿原有通风系统存在的一系列问题。

摘要：为解决传统钻孔设计过程中存在钻孔设计周期长、设计效率较低、易出现人为失误等问题,采用Python语言对AutoCAD进行二次开发,对钻孔智能设计方法及自动化绘图方法进行研究,以煤层相关参数为输入数据,以钻孔的空间位置参数和钻孔布置图为输出结果,对钻孔进行智能化设计。研究结果表明:该系统可以显著提高钻孔设计的速度及准确度,系统在鹤煤八矿进行抽采钻孔智能设计的实际应用,验证系统的设计效果;系统可快速并且较准确地进行瓦斯抽采穿层钻孔的智能设计,极大程度减少瓦斯抽采空白带区域的面积,提升煤矿企业瓦斯抽采工程设计效率。