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宁夏煤业公司智能化建设现状分析及对策建议 被引量：3
1
作者 马昆 沈铭华 +3 位作者 吕兆海 杨洋 王九州 仓义勇 《中国煤炭》 2022年第7期124-130,共7页
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。从煤炭生产智能化、运营管理数字化以及安全管理智慧化3个方面分析了宁夏煤业公司智能化建设的探索与实践,并详细介绍了宁夏煤业公司智能化建设过程中形成的10个方面的创新成果;经过深... 煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。从煤炭生产智能化、运营管理数字化以及安全管理智慧化3个方面分析了宁夏煤业公司智能化建设的探索与实践,并详细介绍了宁夏煤业公司智能化建设过程中形成的10个方面的创新成果;经过深入分析公司智能化建设现状,发现还存在煤矿智能化建设智能技术应用与关键环节融合度不够、高端技术人才储备不足、数据共享率低等问题及瓶颈制约,从强化战略引领、强化科技创新、强化“六大”融合、强化内部协调4个方面提出进一步加强公司智能化建设的对策建议。 展开更多
关键词 煤矿智能化建设 煤矿机器人 高质量发展 核心技术支撑
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宁夏马家滩矿区南湖水生态调查及评估
2
作者 汪海涛 王军利 +1 位作者 陈清 陈媛媛 《南水北调与水利科技(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S2期16-22,共7页
为了解宁夏典型矿井水湖泊的水生态现状,通过采样调查的方式从种类、密度、生物量、优势种和多样性5个层面,对宁夏灵武市马家滩南湖进行水生态调查及评估。结果表明:南湖植物种类较多,共有浮游植物43属64种、着生藻类51属94种,动物种类... 为了解宁夏典型矿井水湖泊的水生态现状,通过采样调查的方式从种类、密度、生物量、优势种和多样性5个层面,对宁夏灵武市马家滩南湖进行水生态调查及评估。结果表明:南湖植物种类较多,共有浮游植物43属64种、着生藻类51属94种,动物种类较少,共有浮游动物6种、底栖动物11种。从地理分布来看,在南湖全部4个湖泊中,被划为宁夏回族自治区级湿地公园的大南湖物种密度最高。通过采样比较和横向对比分析获得的数据可以为马家滩南湖后续的水环境保护工作提供数据支撑。 展开更多
关键词 矿井水湖泊 水生生物 生物量 优势种 生物多样性
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粉煤灰流态化浆体垮落带充填扩散规律试验研究 被引量：1
3
作者 李志华 耿倩 +1 位作者 邹恩隆 马国军 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期142-148,共7页
为探究粉煤灰浆体在垮落带充填过程中的可注性与注浆量相关特性,基于Talbol级配理论设计试验方案,针对单粒径和Talbol级配两种类型的矸石散体材料,开展孔隙率测量与注浆扩散试验研究。试验结果表明:①在不同配比条件下,矸石的理论孔隙... 为探究粉煤灰浆体在垮落带充填过程中的可注性与注浆量相关特性,基于Talbol级配理论设计试验方案,针对单粒径和Talbol级配两种类型的矸石散体材料,开展孔隙率测量与注浆扩散试验研究。试验结果表明:①在不同配比条件下,矸石的理论孔隙率与实测有效孔隙率整体保持一致,且孔隙率与粒径大小呈现出正相关关系。②在对比不同级配矸石块体注入不同浓度浆液的扩散形态时发现,单粒径矸石在注入60%、65%浓度浆液时,呈现先纵向扩散、后横向扩散的扩散路径;当单粒径矸石注入70%浓度浆液及Talbol级配矸石注入不同浓度浆液时,其扩散过程则表现为先横向扩散,而后纵向扩散。③在注浆试验中,采用60%浓度的粉煤灰浆液进行注浆操作,9种试验方案均能将浆液注满目标区域;当浆液浓度为65%时,仅有5~10 mm单粒径级配出现“渗滤现象”,导致无法有效注入;而在浓度70%注浆条件下,单粒径5~10 mm、15~20 mm和Talbol级配矸石均出现“渗滤现象”。基于以上试验结果,综合考量确定粉煤灰的最佳注浆浓度为65%。④关于矸石不同配比对注浆量的影响,研究结果显示:在单粒径级配情况下,矸石粒径与粉煤灰浆液注入量以及注灰量呈现正相关关系;在Talbol级配时,当级配系数为0.5时,矸石结构最为密实,相应的注浆量最少。该研究成果能够为垮落带浆体充填消纳煤基固废提供重要的理论参考依据。 展开更多
关键词 垮落带浆体充填 Talbol级配理论 孔隙率 注浆扩散 渗滤效应
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冲击荷载下倾斜煤层沿空留巷底板破坏机理与控制方法
4
作者 刘学生 赵志鹏 +3 位作者 范德源 李学斌 宋世琳 杨生龙 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期213-227,共15页
受倾斜煤层基本顶侧向回转下沉产生的冲击荷载影响,沿空留巷围岩变形破坏严重,底鼓问题尤为显著。以某矿1301S工作面沿空留巷底板大变形控制为工程背景,首先,基于基本顶“O-X”破断运动特征,根据达朗贝尔原理及朗肯土压力理论,建立基本... 受倾斜煤层基本顶侧向回转下沉产生的冲击荷载影响,沿空留巷围岩变形破坏严重,底鼓问题尤为显著。以某矿1301S工作面沿空留巷底板大变形控制为工程背景,首先,基于基本顶“O-X”破断运动特征,根据达朗贝尔原理及朗肯土压力理论,建立基本顶侧向回转下沉动力学模型,分析倾斜煤层支承压力作用下巷道底板受力情况,揭示冲击荷载影响下巷道底板破坏机理,定义巷道底板失稳力学判据η。然后,通过数值模拟对比分析冲击荷载扰动前后底板的破坏特征,探究不同因素影响下底板破坏特征。最后,从荷载源控制及承载体强度2个方面进行综合考虑,提出底鼓控制方法,并在1301S工作面沿空留巷开展现场应用。结果表明:基本顶侧向回转下沉产生远超自重的冲击荷载与支承压力间接作用至巷道底板的挤压荷载相互叠加,共同导致巷道发生底鼓大变形。冲击荷载强度与基本顶断裂长度、高度、容重及采高呈正相关,将现场实测数据代入巷道底板失稳力学判据得η=1.06>1,巷道底板发生压曲失稳,与现场巷道底鼓大变形现象相符。动载扰动后,巷道底鼓量及底板破坏深度大幅增加;随冲击荷载强度的减小及底板抗弯刚度增大,巷道最大底鼓量及底板破坏深度减小;巷道底板破坏过程依次经历缓慢变形到突变变形再到变形稳定3个阶段。提出以爆破切顶为主、底板分层注浆为辅的底鼓联合控制方法,现场监测结果显示,沿空留巷底鼓得到有效控制,最大底鼓量降低了73.4%,围岩整体稳定性好。 展开更多
关键词 倾斜煤层 冲击荷载 动力学 压曲失稳 底鼓联合控制
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鹤岗区域地震特征与矿井冲击地压相关性研究
5
作者 兰天伟 唐小富 +4 位作者 赵文琪 郭维强 张志佳 王顺翔 路凯翔 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期105-113,共9页
天然地震与矿井冲击地压均为地壳岩体应力释放的瞬态破裂过程。目前研究主要是从地质动力环境或震源机制解单方面对地震与冲击地压相关性进行研究。而研究二者在地质动力环境、时空、震源解特征等方面的相关性,可为矿区动态风险评估提... 天然地震与矿井冲击地压均为地壳岩体应力释放的瞬态破裂过程。目前研究主要是从地质动力环境或震源机制解单方面对地震与冲击地压相关性进行研究。而研究二者在地质动力环境、时空、震源解特征等方面的相关性,可为矿区动态风险评估提供新参数,提升预警精度。以鹤岗区域天然地震和矿井冲击地压为研究背景,基于地震台与流动地震监测台站多平台的地震数据,分析鹤岗区域地震特征与矿井冲击地压所处的地质动力环境,以及在时空方面的相关性。研究表明:①鹤岗南部矿区地震活动显著,呈NNE向条带展布,而矿井冲击地压呈NE向展布,二者呈“平行共轭”关系,与区域大型地质构造依兰−伊通断裂带的地震活动NE向展布规律一致,表明鹤岗南部矿区的地壳活动性受到区域地质动力环境的控制作用。②通过对同一周期内的地震与矿井冲击地压发生的时间、位置、频次等相关性分析,表明二者在时空上具有较好的一致性,且峻德煤矿井田范围的地震震级为1.2~1.6,发震频次为2~5,矿井冲击地压发生主要集中于1.4级震级等值线附近,5次频次等值线附近,小震频发反映了区域地壳的能量处于缓慢释放阶段,有利于矿井冲击地压的孕育。③通过震源机制解的分析,揭示了地震与矿井大能量微震事件的压应力轴方向一致,具有统一的构造应力场和能量条件,表明鹤岗区域地震与矿井冲击地压具有统一的地质动力环境条件。 展开更多
关键词 天然地震 矿井冲击地压 地质动力环境 时空相关性 震源机制解 大能量微震事件
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基于AI识别模型的智慧矿山井上/下安全预警系统构建及应用 被引量：2
6
作者 杨洋 马昆 +3 位作者 王立兵 任予鑫 黄艳利 董霁红 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期124-136,共13页
针对智慧矿山建设中煤矿安全生产面临的复杂挑战,构建了一套面向全流程、多场景的人工智能安全预警系统,通过“感知—分析—预警—处置”的闭环架构,实现矿山安全生产的智能化管控。在感知层,设计了基于深度学习模型的矿山场景智能感知... 针对智慧矿山建设中煤矿安全生产面临的复杂挑战,构建了一套面向全流程、多场景的人工智能安全预警系统,通过“感知—分析—预警—处置”的闭环架构,实现矿山安全生产的智能化管控。在感知层,设计了基于深度学习模型的矿山场景智能感知方案,实现对复杂矿山环境的精准识别;在分析层,开发了采—掘—运—通协同预警模型,实现生产环节的全面监控;在决策层,集成机器学习算法与知识图谱技术,构建了具有跨域适应性的混合智能预警系统;在应用层,搭建多维感知预警平台,包括综采工作面智能可视化、矿井水动态监测、井下人员行为智能研判等功能模块,实现了对矿山生产全过程的实时、精准监控。研究表明:(1)融合DETR和Deep Lab V3+的矿山场景识别AI模型在高分辨率数据集上的P_A值达到0.835、M_(IOU)值达到0.825,结合SAM模型对露天煤炭场地、井工煤炭场地、煤电场地和煤化工场地4类煤基场地的识别精度均超过0.820,在鄂尔多斯和宁东基地的验证中识别精度分别达到0.788和0.838;(2)矿山安全预警系统采用分层设计架构,可以完成从矿山开采数据采集、处理到业务逻辑和应用展示的全过程智能感知管控;(3)系统在宁东基地典型矿山的应用验证表明,该系统具有良好的实用性和可靠性,为推动传统矿山向智慧矿山转型提供了实践范例。 展开更多
关键词 智慧矿山 安全预警 深度学习 协同预警模型 多场景感知
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功能化可膨胀石墨及其阻燃高分子材料研究进展 被引量：1
7
作者 郑鹏程 李瑞龙 +5 位作者 练洪淋 郭建兵 陈晓浪 宋程鹏 孟永智 吴宏 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期181-190,共10页
可膨胀石墨(EG)是一种新型环境友好膨胀型阻燃剂,受热膨胀后疏松多孔的结构使它能够有效隔绝聚合物与氧气和热源,同时膨胀过程吸收热量。然而,EG与有机高分子的相容性较差,会显著降低材料的力学性能。文中从EG的表面偶联处理、共混协同... 可膨胀石墨(EG)是一种新型环境友好膨胀型阻燃剂,受热膨胀后疏松多孔的结构使它能够有效隔绝聚合物与氧气和热源,同时膨胀过程吸收热量。然而,EG与有机高分子的相容性较差,会显著降低材料的力学性能。文中从EG的表面偶联处理、共混协同和杂化改性3个方面介绍了近年来针对EG的改性方法及其在阻燃高分子材料方面的研究进展,并探讨了不同改性方法的优缺点,对未来EG阻燃高分子材料的研究提出了建议与期望。 展开更多
关键词 可膨胀石墨 表面处理 协同阻燃 改性
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缓倾斜厚煤层仰斜开采覆岩及地表损伤特征与机理 被引量：1
8
作者 谢晓深 侯恩科 +3 位作者 赵兵朝 冯栋 侯鹏飞 郭维强 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1443-1457,共15页
为科学指导鄂尔多斯盆地西部缓倾斜厚煤层开采矿井灾害防治和生态环境保护,实现西部煤炭的绿色安全开采。以红柳煤矿I020213工作面研究为背景,采用相似材料模拟、实地调查、裂缝原位示踪开挖和理论分析相结合的方法,分析缓倾斜厚煤层仰... 为科学指导鄂尔多斯盆地西部缓倾斜厚煤层开采矿井灾害防治和生态环境保护,实现西部煤炭的绿色安全开采。以红柳煤矿I020213工作面研究为背景,采用相似材料模拟、实地调查、裂缝原位示踪开挖和理论分析相结合的方法,分析缓倾斜厚煤层仰采覆岩及地表损伤特征,并依此构建地表裂缝活动类型的判据,探究地表裂缝形成及活动机理。结果表明:I020213工作面顶板覆岩以“悬臂-断裂-铰接-垮落回转-滑移-稳定”的重复性结构向前扩展演化,采空区上方覆岩破坏形态呈斜梯形的非对称偏移形态,下山采空区压实度是上山采空区的1.2倍,采空压实区边界整体呈类似抛物线的椭抛面。覆岩离层裂隙宽度具有“增大-减小”的动态变化特征,竖向裂隙宽度则表现出“增大-稳定”和“增大-减小-稳定”2种动态特征;导水裂隙带发育高度呈“快增-缓增-稳定”的递进式动态发育特征,稳定后发育高度达145m。采空区上方地表损伤形式以地表隆起为主,隆起高度达2.7~36.0cm,平均为10.14cm;工作面边界上方主要发育拉张裂缝和台阶裂缝,裂缝宽度为1.5~18.0cm,落差最大约17.0cm。根据裂缝宽度-深度变化特征,地表裂缝剖面形态可分为“类楔型”、“类梭型”和“类树枝分叉型”3类,且具有偏斜特征,偏移量与裂缝发育深度呈二次多项式相关。宽度小于3.0 cm的裂缝垂向发育深度为1.70~3.10 m,垂向深度差为46.0~190.0cm/m,平均垂向深度差为132cm/m,裂缝发育深度与宽度符合线性函数关系。采空区上方地表隆起滞后回采位置发育,滞后距离为24.7~71.3m,隆起高度均呈现“增加-稳定”的动态变化过程,活动时间为11~13d;边界裂缝在拉张作用下呈现“持续增大-稳定”和“开裂-稳定”2种变化特征,活动时间为2~12d。地表裂缝发育类型及活动特征与表土层性质和裂缝间距密切相关。一般情况下裂缝间距越大,越易形成无闭合活动的台阶裂缝,反之则容易形成有闭合活动的拉张裂缝。 展开更多
关键词 缓倾斜煤层 覆岩破断 地表裂缝 演化特征 形成机理
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多喷嘴对置式气化炉耐火衬里温度及应力场的有限元分析 被引量：6
9
作者 苏暐光 史雨晨 +5 位作者 宋旭东 王文鑫 王焦飞 白永辉 姚敏 于广锁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期274-283,共10页
热应力过大是造成气化炉耐火衬里损坏的重要原因之一,分析耐火衬里的温度分布和应力分布能有效避免应力集中并优化耐火衬里结构。建立了三维多喷嘴对置式(OMB)水煤浆(CWS)气化炉炉壁K砖部位的计算模型,采用有限元法研究了稳态过程中热... 热应力过大是造成气化炉耐火衬里损坏的重要原因之一,分析耐火衬里的温度分布和应力分布能有效避免应力集中并优化耐火衬里结构。建立了三维多喷嘴对置式(OMB)水煤浆(CWS)气化炉炉壁K砖部位的计算模型,采用有限元法研究了稳态过程中热负荷对耐火衬里和钢壳的温度、等效应力、等效应变和总变形分布的影响。结果表明:热面砖热端面温度为1300℃时,计算的钢壳温度为206.4℃,该模拟结果与工业数据基本一致;热面砖应力>背衬砖应力>钢壳应力>隔热砖应力,且热面砖热端面应力最大易出现裂纹,陶瓷纤维处应变最大,隔热砖绝对变形量远小于热面砖和背衬砖;随着热面砖热端面温度从1100℃升高到1400℃时,耐火衬里和钢壳的整体温度升高,钢壳外表面温度从177.2℃逐渐增加到220.9℃,温度变化不超过50℃,耐火衬里及钢壳整体应力增大,尤其是热面砖应力增加最为明显,热端面应力从0.68 GPa升高到1.10 GPa,等效应变也逐渐增加,且热面砖和背衬砖应变增加幅度较大,热面砖、背衬砖和隔热砖的绝对变形量也随之增加;随着热面砖厚度由60 mm增加到230 mm,耐火衬里和钢壳的整体温度降低,钢壳外表面温度从225.9℃缓慢降低到206.4℃,即热面砖厚度对钢壳外表面温度影响较小,热面砖和背衬砖应力迅速减小而隔热砖和钢壳应力变化较小,当热面砖厚度为180 mm时,热面砖整体应力大小适中,而且分布均匀没有明显突变,耐火衬里的应变逐渐减小尤其是背衬砖区域应变减小趋势最快,而且应变结果与应力结果的变化规律基本一致,背衬砖绝对变形量最大,热面砖绝对变形量次之,隔热砖绝对变形量最小。结合温度场、应力、应变分布规律,当热面砖厚度为180 mm时,最有利于提高耐火衬里尤其是热面砖的使用寿命。 展开更多
关键词 OMB气化炉 耐火衬里 K砖 温度场 等效应力 有限元法
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倾斜煤层层状底板变形控制技术研究 被引量：1
10
作者 高峻 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期68-74,共7页
针对071602工作面辅助运输巷原始支护方案无法有效控制巷道底鼓的情况,在原支护方案基础上提出“底板注浆+注浆锚杆(索)联合支护”方案。首先分析确定巷道底鼓变形破坏机理,建立锚固层状底板“组合梁”模型,确定巷道底鼓与底板围岩刚度... 针对071602工作面辅助运输巷原始支护方案无法有效控制巷道底鼓的情况,在原支护方案基础上提出“底板注浆+注浆锚杆(索)联合支护”方案。首先分析确定巷道底鼓变形破坏机理,建立锚固层状底板“组合梁”模型,确定巷道底鼓与底板围岩刚度呈负相关关系,与水平侧压力和垂直均布荷载呈正相关关系。其次,通过计算支护方案优化前后弹性模量变化值,在数值模拟分析中得出优化支护方案较原始支护方案支护应力提高0.44 MPa,小变形稳定区范围提高约1倍。最终,在现场实验中优化支护方案较原始支护方案顶底板移近量和两帮变形量分别减少1099 mm和503 mm,确定优化支护方案能够较好控制底鼓变形。 展开更多
关键词 锚固体 围岩控制 组合梁模型 刚度 水平侧压力 垂直均布荷载 弹性模量
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不同浸泡时间下煤岩组合体破坏特征点能量演化机制
11
作者 王成 李洋 +3 位作者 刘江斌 张仲杰 于永江 刘佳铭 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期265-272,共8页
为探究煤岩组合体在不同浸泡时间下变形破坏过程中特征点处的能量演化机制,针对某矿煤岩体开展了不同浸泡时间下单轴压缩试验,研究表明:随着煤岩组合体浸泡时间的增加,弹性模量、抗压强度、脆性指数与浸泡时间呈负相关,峰值应变与浸泡... 为探究煤岩组合体在不同浸泡时间下变形破坏过程中特征点处的能量演化机制,针对某矿煤岩体开展了不同浸泡时间下单轴压缩试验,研究表明:随着煤岩组合体浸泡时间的增加,弹性模量、抗压强度、脆性指数与浸泡时间呈负相关,峰值应变与浸泡时间呈正相关。基于能量计算原理可知,随着浸泡时间的延长,煤岩组合体在线弹性起始点处的弹性应变能占比逐渐增大,在微裂纹形成和孔隙闭合过程中的耗散能占比较低;在峰值应力处,储存弹性应变能与吸收总应变能的能力越弱,耗散能占比反而越高,表明其能量耗散越显著;在峰后完全破坏处,吸收的总应变能呈下降趋势,表明其吸收外界能量的能力在逐渐降低。进一步探究了煤岩组合体冲击倾向性演化规律,当组合体浸泡时间增至21 d时,能量冲击指数I_(ACF)与改进的脆性指数I_(BIM)逐渐降低,但当浸泡时间增至28 d时,即试样达到饱和状态,I_(ACF)与I_(BIM)反而呈上升趋势。研究成果为煤岩矿柱水害预测评价与岩石力学评估提供参考。 展开更多
关键词 煤岩组合体 浸泡时间 能量演化 力学特性 半轴压缩实验 能量耗散
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低温甲醇洗装置换热器腐蚀泄漏原因分析
12
作者 苏国庆 李彦 +1 位作者 张建文 张志军 《压力容器》 北大核心 2025年第3期71-78,共8页
为分析低温甲醇洗装置换热器的腐蚀泄漏原因,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),分别测定了失效管束的微观结构、元素分布和物相组成;利用X射线荧光光谱仪(XRF)测定封头处污泥的元素含量。此外,通过腐蚀模拟试验表征了... 为分析低温甲醇洗装置换热器的腐蚀泄漏原因,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),分别测定了失效管束的微观结构、元素分布和物相组成;利用X射线荧光光谱仪(XRF)测定封头处污泥的元素含量。此外,通过腐蚀模拟试验表征了富硫甲醇对换热管材质的腐蚀特性。结果表明,失效换热管存在多处腐蚀穿孔,最大直径为2.5 mm,腐蚀穿孔壁面近似垂直,且在其周围区域未发现异常减薄;腐蚀产物主要为硫铁化合物,同时在污泥中检测出大量含硫成分;高温显著加剧换热管材料腐蚀,80℃时腐蚀速率达到0.138 mm/a;在换热器运行过程中,富硫甲醇中H2S部分解吸形成了H2S-H2O电化学腐蚀环境,导致换热管出现均匀减薄,而污泥附着引发的垢下腐蚀是换热管腐蚀穿孔的主要原因。采取添加缓蚀阻垢剂、升级换热器材质等措施,可降低换热器的腐蚀风险,延长设备的运行周期。研究结果可为低温甲醇洗装置的腐蚀防控及换热器选型提供理论依据和工程参考。 展开更多
关键词 换热器 泄漏 腐蚀分析 H2S腐蚀 垢下腐蚀
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气力输送系统弯管三通的冲蚀分析及改进
13
作者 苏国庆 田学梅 +2 位作者 李彦 张建文 张志军 《化工学报》 北大核心 2025年第8期3894-3904,F0002,共12页
某石化企业气力输送系统弯管三通由三通和45°弯头连接组成,在运行过程中多次出现泄漏失效问题。采用CFD-DPM数值模拟方法研究了弯管三通的冲蚀规律,分析了流场对颗粒轨迹的影响及颗粒对靶材的冲蚀行为。结果表明,三通和弯头对颗粒... 某石化企业气力输送系统弯管三通由三通和45°弯头连接组成,在运行过程中多次出现泄漏失效问题。采用CFD-DPM数值模拟方法研究了弯管三通的冲蚀规律,分析了流场对颗粒轨迹的影响及颗粒对靶材的冲蚀行为。结果表明,三通和弯头对颗粒轨迹的影响存在耦合。严重冲蚀区主要分布在弯头前壁,而且具有鲜明的弧形特征。支管气体对颗粒具有“聚集”效应,加剧了弯管三通的冲蚀损伤。最后,提出通过下移支管或采用小角度弯头,可以显著缓解冲蚀。 展开更多
关键词 气力输送 粒子 弯管三通 计算流体力学 冲蚀
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气流床煤气化细渣燃烧特性及其工程化应用研究进展
14
作者 王庆云 高春雷 +6 位作者 刘夏青 马利 方鹏程 李芳 白永辉 吕鹏 于广锁 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第8期12-25,共14页
随着我国能源需求增长与环保要求提高,煤气化细渣的高效清洁处置已成为制约煤化工绿色低碳发展的关键问题。气流床气化技术虽具有高效转化优势,但其产生的细渣因含水率、灰分及残碳含量高等特性,难以直接资源化利用。综述了煤气化细渣... 随着我国能源需求增长与环保要求提高,煤气化细渣的高效清洁处置已成为制约煤化工绿色低碳发展的关键问题。气流床气化技术虽具有高效转化优势,但其产生的细渣因含水率、灰分及残碳含量高等特性,难以直接资源化利用。综述了煤气化细渣的形成机制、组成结构及燃烧特性,重点分析了碳的石墨化程度、灰分包裹效应及孔隙结构对燃烧活性的制约机理。针对煤气化细渣燃烧性能差的问题,现有研究提出了两种主要路径:一是通过预热、氧化或流态化熔融燃烧等改性手段强化煤气化细渣单独燃烧活性;二是通过与煤、生物质等高反应性燃料掺混燃烧,利用协同效应提升整体燃烧效率。在工程化应用研究方面,循环流化床焚烧炉、高温预热脱碳装备及掺烧工艺已取得显著进展,可有效降低残碳含量并实现能源回收,但仍面临设备磨损与腐蚀、残碳燃尽困难、二次污染风险及掺烧比例受限等问题。总结了当前技术挑战,并展望了煤气化细渣资源化与减量化的发展方向,可为推进煤炭清洁利用提供理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 气流床气化 煤气化细渣 细渣形成路径 理化特性 燃烧特性 工程化应用研究
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矿井灾害智能监测平台研究与应用 被引量：1
15
作者 钮涛 张铁聪 董佳 《中国煤炭》 北大核心 2025年第2期143-148,共6页
为了提高矿井灾害监测报警能力与效率、降低矿井灾害事故的发生率,研究了一种以水灾、火灾、瓦斯灾害、粉尘灾害和顶板灾害为监测对象的矿井灾害智能监测平台。介绍了该平台的总体架构设计,详细阐述了灾害监测数据分布采集技术,并结合... 为了提高矿井灾害监测报警能力与效率、降低矿井灾害事故的发生率,研究了一种以水灾、火灾、瓦斯灾害、粉尘灾害和顶板灾害为监测对象的矿井灾害智能监测平台。介绍了该平台的总体架构设计,详细阐述了灾害监测数据分布采集技术,并结合监测数据构建了灾害预警模型。该平台通过智能传感技术和物联网技术,将采集参数进行分析并结合矿井实际情况进行分级预警,实现矿井灾害智能化监测。通过在金凤煤矿现场试验应用表明,该智能化监测平台能够精确地对工作面各项参数进行测量,实现灾害有效监测报警。 展开更多
关键词 矿井灾害 煤矿安全 灾害预警模型 智能监测平台
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融合测井与微动数据的浅埋煤层风氧化带圈定方法与应用
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作者 马智 何维胜 +5 位作者 胡秋萍 郭政学 周进举 陈同俊 杨乐 袁志超 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第10期233-242,共10页
【目的】我国中西部浅埋煤炭资源丰富,但煤层受风氧化作用影响,其精准勘探与安全高效开采面临挑战。为实现浅埋煤层风氧化带的经济、精准圈定,基于风氧化带地层与正常地层间的物性与地球物理响应差异,提出了一种结合测井与密集台阵微动... 【目的】我国中西部浅埋煤炭资源丰富,但煤层受风氧化作用影响,其精准勘探与安全高效开采面临挑战。为实现浅埋煤层风氧化带的经济、精准圈定,基于风氧化带地层与正常地层间的物性与地球物理响应差异,提出了一种结合测井与密集台阵微动技术的联合探测新方法。【方法】首先分析物性与测井响应随埋深的变化规律,确定风氧化带下限的测井曲线判识标准;其次,对比风氧化带下限与井旁子台阵的频散谱特征,验证两者间的关联性;最后,采用遗传算法反演面波频散曲线,建立三维横波速度体模型,并依据风氧化带下限所对应的特征横波速度,圈定研究区内风氧化带下限的空间立体分布,并进行对比验证。【结果和结论】基于密度极大值统计值的拟合趋势线可准确标定风氧化带的下限位置(趋势线拐点),M1103和M1105井处的风氧化带下限埋深分别为100 m和105 m;因煤层顶板砂岩透镜体的发育与风氧化带下限埋深的变化,子台阵频散谱的能量团随频率变化的特征显著差异;研究区风氧化带下限对应的横波特征速度约为1 380 m/s,以此为标准圈定的风氧化带下限分布与瞬变电磁法探测的低阻异常区基本一致;研究区内风氧化带下限受煤层顶板砂岩透镜体及背斜构造控制。测井与微动联合探测方法能够实现风氧化带下限的经济高效圈定,支撑浅埋煤层的安全高效开采和资源准确评估。 展开更多
关键词 测井 微动探测 拓展空间自相关 浅埋煤层 风氧化带
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千米深井大采高工作面超前切顶卸压软岩大巷防护技术
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作者 石智涵 刘学生 +4 位作者 高宇栋 李虎 李学斌 孔令哲 卢文龙 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期163-175,共13页
千米深井大巷受“三高一扰动”影响,围岩控制困难,其中,厚煤层采动影响下软岩大巷变形破坏问题尤为突出,影响工作面安全回采。本文以口孜东煤矿14采区为工程背景,得到140502工作面回采末期软岩大巷变形破坏规律,进行大巷变形破坏原因力... 千米深井大巷受“三高一扰动”影响,围岩控制困难,其中,厚煤层采动影响下软岩大巷变形破坏问题尤为突出,影响工作面安全回采。本文以口孜东煤矿14采区为工程背景,得到140502工作面回采末期软岩大巷变形破坏规律,进行大巷变形破坏原因力学分析,提出围岩破坏能量判据,得出悬臂长度L3越长,大巷围岩内能量U越大,获得大巷严重变形破坏原因,即大巷围岩长期承受高静应力作用,对于动载扰动作用影响更为敏感,极易变形破碎。进一步建立工作面悬臂楔形结构力学模型,发现悬臂角度与超前支承应力的峰值呈现负相关,即悬臂角度愈大,超前支承应力的峰值愈小。据此提出停采线超前爆破切顶卸压巷道控制技术,通过理论分析设计了钻孔角度、高度、位置等切顶卸压参数,利用FLAC3D比选切顶范围,降低了爆破施工量。制定140504工作面爆破切顶卸压方案,即在140504工作面风巷内停采线外17 m、23 m处分别布置一组相同的爆破面,超前工作面回采150 m起爆,每组断面斜向上穿层设计5个钻孔,呈扇形分布,布置钻孔时应避开工作面顶板上方存在的140504工作面高抽巷。在工作面回采期间对三条大巷展开监测,结果表明,140504工作面回采后西翼回风大巷、西翼主运胶带机大巷及西翼轨道大巷两帮移近量分别为17.6 cm、13.4 cm和8.4 cm。相较于140502工作面回采期间两帮移近量分别减小64.08%、60.59%和30.00%,控制效果较好,保障了工作面安全回采。 展开更多
关键词 千米深井 大采高 切顶 软岩大巷 防护技术
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麦垛山煤矿地应力测量及影响因素分析
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作者 张顺峰 兰天伟 +3 位作者 张跃恒 翟振荣 郭维强 张奇 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第S1期86-92,共7页
为了揭示地应力对采矿工程围岩稳定性及矿井动力灾害(如冲击地压)演化机制的关键作用,以麦垛山煤矿为工程实例,首先,通过水压致裂法测量地应力;然后,结合有限元分析软件Ansys构建断层模型;最后,结合数值模拟与地质力学分析,探讨地应力... 为了揭示地应力对采矿工程围岩稳定性及矿井动力灾害(如冲击地压)演化机制的关键作用,以麦垛山煤矿为工程实例,首先,通过水压致裂法测量地应力;然后,结合有限元分析软件Ansys构建断层模型;最后,结合数值模拟与地质力学分析,探讨地应力场的分布特征及其影响因素。结果表明:麦垛山煤矿地应力场以水平压应力为主导,应力值随埋深增加呈线性增长趋势;断层是影响地应力方向变化的主要因素,断层端部和中部的地应力方向可分别偏转35~50°和7~12°,且断层规模与断距显著影响应力扰动范围;此外,边界应力比和地层倾角对地应力状态具有显著影响,其中,边界应力比的增加使断层附近应力方向趋于稳定,而地层倾角的增大会导致差应力减小。 展开更多
关键词 地应力 断层 断距 边界应力 地层倾角
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基于数据驱动的地下水-地表水耦合模拟
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作者 孙俊峰 胡浩鑫 曾献奎 《水文》 北大核心 2025年第2期15-22,共8页
地下水-地表水耦合模型是定量刻画地下水地表水相互作用及流域水文循环的重要工具。随着人工智能的兴起,基于数据驱动的机器学习方法在地表水或地下水模拟领域取得重要进展,克服了传统水文数值模型面临的困难。然而,目前缺乏基于数据驱... 地下水-地表水耦合模型是定量刻画地下水地表水相互作用及流域水文循环的重要工具。随着人工智能的兴起,基于数据驱动的机器学习方法在地表水或地下水模拟领域取得重要进展,克服了传统水文数值模型面临的困难。然而,目前缺乏基于数据驱动方法的地下水-地表水耦合模型。提出基于深度学习的地下水-地表水耦合模拟技术,利用多任务卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)方法,以美国加利福尼亚州的Sagehen流域为研究区,构建基于数据驱动的地下水-地表水耦合模型预测河流日径流量和地下水位。结果表明,基于CNN和LSTM建立的深度学习模型对研究区地表径流量模拟的纳什效率系数(NSE)为0.8094,对地下水位模拟的NSE高于0.81,模拟效果较好。研究成果可为流域地下水-地表水耦合模拟提供新思路。 展开更多
关键词 数据驱动 深度学习 地下水与地表水 耦合模型
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硫回收单元酸性水汽提塔腐蚀与防护探讨
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作者 苏国庆 李彦 +1 位作者 张建文 张志军 《压力容器》 北大核心 2025年第1期69-77,共9页
针对某公司硫回收单元酸性水汽提塔在运行期间频繁出现腐蚀穿孔导致泄漏的问题,大修期间对该汽提塔开展详细检查和分析。检查发现塔内被一层蓝色的腐蚀产物覆盖,除塔壁外,降液管、防冲板、塔盘等部件均发生了严重腐蚀,对失效样品进行宏... 针对某公司硫回收单元酸性水汽提塔在运行期间频繁出现腐蚀穿孔导致泄漏的问题,大修期间对该汽提塔开展详细检查和分析。检查发现塔内被一层蓝色的腐蚀产物覆盖,除塔壁外,降液管、防冲板、塔盘等部件均发生了严重腐蚀,对失效样品进行宏观形貌、微观结构和物相组成分析。结果表明,腐蚀表面遍布具有流线形轮廓的腐蚀凹坑,还发现多个直径约为0.5 mm的小孔。在腐蚀表面检测到大量非金属元素,其中,N元素含量超过30%;确定腐蚀产物的主要组成为Fe_(4)[Fe(CN)_(6)]_(3)和FeS。塔内发生的腐蚀类型为电化学腐蚀和流动加速腐蚀,其中,进料中的H_(2)S,HCN,HCOOH等组分引起的电化学腐蚀是汽提塔失效的重要因素,高速的气液两相流对过流表面的剧烈冲刷是失效的决定性因素。采取降低汽提塔运行负荷、加强汽提塔进料稳定性、升级关键部位材质等措施,可以降低汽提塔的腐蚀风险,保障装置的安全平稳运行。 展开更多
关键词 酸性水汽提塔 泄漏 腐蚀分析 腐蚀防护
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