矿业工程
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薄煤层采煤机螺旋滚筒性能分析及其关键技术研究田震 高珊螺旋滚筒作为采煤机的工作机构,承担着破煤和装煤的任务,其工作特性的优劣决定了采煤机能否高效、安全地进行生产作业。本书用理论分析、数值模拟及试验研究相结合的方法,从截割和装煤这两大任务出发,对螺旋滚筒的工作特性进行了研究。同时,对采用不同型号螺旋滚筒的采煤机动态特性进行了分析。本书建立了薄煤层采煤机螺旋滚筒破碎过程的有限元模型,对螺旋滚筒破煤规律进行深入分析,并对螺旋滚筒上不同位置截齿的载荷特性进行了比较分析。采用MATLAB与VB编制的采煤机工作机构优化设计及载荷计算软件对影响螺旋滚筒截割性能的因素进行了分析,找出了不同影响因素下滚筒载荷波动、功率消耗、截割阻力矩以及截割比能耗等性能指标的变化规律。同时,利用软件生成的滚筒载荷曲线为后续动力学仿真提供了外部激励。本书建立了薄煤层采煤机螺旋滚筒装煤的离散元模型,解决了螺旋滚筒与煤壁的耦合以及离散元仿真中各参数的合理选择等关键问题;通过跟踪和统计装煤过程中颗粒质量、速度分布及变化,找出了螺旋滚筒结构及运动学参数等因素对煤流运动规律的影响;对多因素影响下的螺旋滚筒装煤过程进行正交试验,确定不同因素对螺旋滚筒装煤性能的影响权重。本书通过多软件协同仿真平台构建薄煤层采煤机刚柔耦合多体模型,分析不同型号螺旋滚筒所受载荷对薄煤层采煤机动态特性的影响,得到了关键零部件的动应力分布规律;通过构建应力-可靠度隶属度函数,对不同工况条件下采煤机关键零部件的动态可靠性进行了分析与预测;运用子结构模态综合法(CMS)对不同测试点加速度与模态振动的相关性进行了分析。本书根据某矿煤样的物理机械性质测试结果,对A、B两型号螺旋滚筒的综合性能进行了分析,并将理论计算、数值模拟结果与MG400/951WD型采煤机工业性试验测试结果进行比较。研究结果表明:改进后的B型螺旋滚筒具有良好的煤岩适应性,采煤机工作过程中的稳定性及可靠性较高;螺旋滚筒的实际装煤率与数值模拟结果基本符合,证明了研究方法的正确性与可行性。
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非均质岩体非稳定水力裂缝与应力扰动王永亮本书基于水力裂缝扩展与诱导应力场演化关系,开展非均质致密储层岩体水力压裂缝网扩展与应力扰动的数值方法、模型与模拟研究,主要包括以下内容:(1)流体驱动多尺度拉伸与剪切裂缝扩展的双线性内聚力模型,(2)水力裂缝缝网动态扩展的多线程并行计算方法,(3)水力裂缝遇层理、颗粒动态偏转与贯穿的非均质连续-非连续计算方法,(4)水力裂缝与天然裂缝动态扩展与交汇的敏感因素:方向、间距、长度、间隔,(5)层理性储层多条水力裂缝的非稳定扩展与应力阴影效应,(6)多井水力压裂中多条水力裂缝的非稳定扩展与剪应力扰动,(7)非均质储层中多条三维水力裂缝的非稳定扩展与剪应力扰动,(8)考虑热扩散效应下的多条三维水力裂缝的非稳定扩展与剪应力扰动。
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铬铁矿综合利用与铬盐清洁制备赵青,刘承军,史培阳,姜茂发本书面向铬盐行业绿色转型发展要求,针对铬铁矿碱性氧化法制备铬盐产品存在的污染大、流程长、耗能高、效率低等问题,聚焦关键核心难点与技术发展前沿,系统概述了铬铁矿资源现状、矿物属性及制备铬盐的生产工艺,着重分析了铬资源绿色高效利用关键难题,详细论述了铬铁矿还原焙烧工艺和硫酸浸出工艺,揭示了尖晶石及其伴生矿相的演变、破坏行为和离子释放规律,探讨了酸性体系铬铁分离的关键技术与前沿热点,提出了铬铁矿资源梯级提取和铬元素高识别度选择性富集的方法,在此基础上形成了碱式硫酸铬清洁制备工艺。
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岩溶陷落柱发育模式及综合治理技术吴基文,张红梅,段中稳,毕善军,王广涛本书以淮北煤田岩溶陷落柱为研究对象,采用野外勘查、现场测试、室内试验、模型预测等方法和手段,全面地研究了淮北煤田岩溶陷落柱的揭露方式、发育规律、充水性特征,分析了陷落柱与灰岩地层组合、煤田地质构造、地质与水文地质单元、古径流场、现今地温场、现代径流场条件、岩溶发育、构造演化等之间的关系,建立了陷落柱的发育模式,揭示了陷落柱充水性的主要控制因素,并对淮北煤田典型发育模式陷落柱进行了预测研究。在此基础上,建立了淮北煤田岩溶陷落柱水害防控体系,针对不同类型陷落柱提出了突水淹井陷落柱“止水塞”封堵治理技术、突水淹井陷落柱“截流-堵源”治理技术、近陷落柱掘进巷道出水隐伏陷落柱探查与治理技术、近陷落柱开采工作面出水隐伏陷落柱探查与治理技术、巷道揭露(疑似)陷落柱探查与治理技术、采场下隐伏陷落柱水平孔钻进与高压注浆超前探查与治理技术等陷落柱综合治理技术,并应用于工程实际,取得了显著的经济效益和社会效益。研究成果对皖北矿区乃至华北地区类似条件的矿井岩溶陷落柱形成机制及其水害防治均具有重要的指导意义,推广应用前景十分广阔。
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煤矿工人工作压力结构、传播规律及其对不安全行为的影响研究邸鸿喜本书在调研煤矿工人工作压力现状的基础上,对煤矿工人工作压力这一概念及其结构进行明确界定,分析工作压力对不安全行为的作用机制,基于扎根理论进行了研究总体设计,构建了工作压力传播模型,旨在通过研究煤矿工人工作压力的构成和传播机制,明确其对不安全行为的影响,对工作压力传播模型与负性情绪、不安全行为、组织差错反感氛围间的关系进行了仿真研究,并通过心率变异性这一指标进行了压力识别实验,最终提出了干预煤矿工人工作压力的多个策略,从而为防治不安全行为及预防事故的发生提供依据和参考。本书可以作为高等学校相关专业的本科生和研究生的参考用书,也可以作为相关企业管理人员进行企业员工压力管理的参考用书。
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截齿截割破碎多自由面岩体机理及疲劳寿命逯振国,曾庆良,孟昭胜,刘志海 著在煤炭开采过程中,硬质岩巷掘进速度慢,增大摒进机功率以提高岩石破碎效率的方法易导致截齿磨捐程度加剧增加岩石自由面可有效降低岩石破碎难度以及截齿磨损程度。全书共分为5章,分别介绍了截齿破岩领域研究概况、截齿与多自由面岩体相互作用理论、多自由面岩体截割破碎试验、多自由面岩体截制破碎数值模拟、基于损伤模型的截齿破岩力学特性和疲劳寿命分析。书中内容包含大量试验和数值模拟,以及对其结果的对比和分析,深人浅出,通俗易懂。 本书内容结构完整,设计的破岩方法新颖,可供井工煤矿技术人员、科研院所研究人员、高等院校师生阅读参考。
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常见冶金矿物资源利用刘佳囡 著本书以钾长石、镍资源、铝资源、锌资源、钛资源为研究对象,对矿物资源常规处理方法进行了详细的阐述。本书涵盖了上述矿物资源的概况分析、处理基本原理、工艺流程及产物的制备方法、用途等相关内容,不仅可对矿物资源综合利用提供方法和指导,而且对发展基于矿物冶金工艺中各组元的高附加值利用具有重要的指导意义。本书可供从事矿物资源利用及固体废弃物处理的科研及技术人员参考,同时可作为高等院校相关专业的教学参考书。
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金属矿复杂矿体开采技术曹帅,宋卫东 著本专著以我国典型金属矿开采过程中的技术难题为出发点,内容涵盖∶金属矿全面法矿柱群安全开采、缓倾斜薄矿体、缓倾斜极薄矿体开采等系列技术难题。本书从现场调研、室内试验、理论分析、数值模拟和现场工业应用相结合的研究手段,实现了上述矿体的安全高效开采。本专著适用于采矿一线技术人员,同时也适用于高等学校的研究生、研究院所的工程师等。
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矿井提升机恒减速制动技术研究包从望,杨军伟 著本书系统地阐述了矿井提升机恒减速制动控制的基本原理及实施方法,概述了目前国内外提升机制动控制方法中 可借鉴的研究成果。主要内容包括矿井提升机制动技术的基本概况介绍,提升机恒力矩和恒减速制动的基本原理和方法;基千提升机液压制动系统的组成及原理,研究了制动过程中的动力学模型;完成了恒减速制动控制的仿真分 析,对比例溢流阀、蕾能器、电磁换向阀等核心液压元件进行了动力学模型仿真分析;分别基于PLC控制器和嵌入式系统两种不同的控制器,完成了恒减速制动控制系统的设计,并完成核心电路及控制算法的设计;结合矿井提升现场的工况条件,基千矿井提升机实验台,完成了恒减速制动控制各个核心功能的实验验证,实验结果表明,制动效果能满足相关规程的要求。 本书可作为矿山机械专业教学的参考书,也可供从事矿井提升运输制动控制生产管理、设计及科研工作的人员 参考。
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煤岩界面动态感知技术及识别方法张强,王海舰煤岩界面的动态感知与识别技术是一门集信号检测、数据处理和多源信息融合于一体的煤矿开采领域专业技术.本书系统、深入地介绍煤岩界面感知、识别的基本原理、系统组成与感知识别方法,详细阐述综采工作面煤岩界面轨迹的预先感知与精准识别关键技术.全书分为7章,包括绪论、采煤机煤岩截割特征信号分析、煤岩截割特征信号提取与识别、基于D-S证据理论的煤岩界面动态识别、非接触式主动热激励煤岩红外感知、基于主动激励红外图像的煤岩界面识别技术和结论与技术创新。