Microstructure and stress rupture properties of polycrystal and directionally solidified castings of nickel-based superalloys

A new directionally solidified Ni-based superalloy DZ24, which is a modification of K24 alloy without rare and expensive elemental additions, such as Ta and Hf, was studied in this paper. The microstructure and stress rupture properties of conventionally cast and directionally solidified superalloys were comparatively analyzed. It is indicated that the microstructure of K24 alloy is composed of γ, γ′, γ/γ′ eutectics and MC carbides. Compared with the microstructure of K24 polycrystalline alloy, γ/γ′ eutectic completely dissolves into the γ matrix, the fine and regular γ′ phase reprecipitates, and MC carbides decompose to M₆C/M₂₃C₆ carbides after heat treatment in DZ24 alloy. The rupture life of DZ24 alloy is two times longer than that of K24 alloy. The more homogeneous the size of γ′ precipitate, the longer the rupture life. The coarsening and rafting behaviors of γ′ precipitates are observed in DZ24 alloy after the stress-rupture test.     

露天煤矿采区接续方案

 在大型近水平及缓倾斜煤田露天开采时,通常划分多个采区依次开采。在新旧采区接续时,存在采区转向过渡方式选择、采区接续位置确定、接续期间开拓运输系统布置、接续期间工程量搭配等技术难点。本文以蒙东能源控股有限责任公司西二号露天煤矿为例,分析了4种采区转向过渡方式,确定采用直角缓帮转向的过渡方式进行采区转向过渡。采用露天矿SMCAD软件进行三维地质建模,交互式设计工作帮,模拟工程位置,精确计算相应的工程量,提出了4种两个采区间的接续方案,揭示了4种方案的工程量搭配和过渡时间等变化规律,综合分析确定了合理的采区接续方案。     

煤矿机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势

煤矿机械进行故障诊断,能够有效地避免事故发生,降低维修时间,减少维修成本,对于煤矿高产高效发展具有重要意义。详细阐述三大类八种故障诊断方法,分析故障诊断方法存在的不足,针对存在的问题,提出未来多理论技术相结合的预测模型,克服单一理论的不足,促进故障诊断理论发展;不断引入新的在线监测与分析技术。在硬件、软件方面都得到加强,将监测的数据通过信号处理的算法用软件得以实现;故障诊断是一个动态的、复杂的问题,特别是在井下复杂的地质条件下,其非线性问题将是未来需要克服的一个关键问题。     

液态二氧化碳防灭火装备及其工程应用

 为有效消除矿井火灾隐患, 保障井下作业人员安全, 避免煤炭资源的损失扩大, 研制了液态二氧化碳CO₂(l)的储罐、地面汽化防灭火系统和井下直接防灭火系统.储罐的自增压系统可使CO₂在其内保持液态状态而不结冰;CO₂(l)的地面汽化灭火系统可以将CO₂(l)在地面运用电热汽化器和空温汽化器汽化, 气态的CO₂在稳压罐内稳压达到1.5MPa后, 以0.5MPa的压力通过管道输送至火区进行防灭火;CO₂(l)防灭火列车可以直接将其运到煤矿井下的高温地点或火区附近, 快速降温、灭火.照金煤矿122综采工作面防火工程实践表明, CO₂(l)可以快速有效降低火区环境的温度、氧气和煤自燃指标气体浓度, 消除火灾隐患.     

矿山水害灾变链式模型与工程应用

 矿山水害灾变具有链式的结构特征。结合灾害链式理论与矿山工程特征,探讨矿山水害的断链减灾理论模型与工程控制措施具有重要意义。以某矿山为工程实例,基于灾害链式理论构建了矿山水害的动态灾变链理论模型,将影响矿山水害形成的灾害要素划分为3类集合。构建了集合与集合、集合与集合内要素、要素与要素间的动态理论模型,分析了矿山水害链随时间变化的阶段性特征。提出了针对水害链孕育、潜存与爆发各个阶段特征的3种断链减灾模式和控制措施。应用该模型对某矿山610中段存在的由老窿水患引起的残矿资源回收问题,从断链减灾模式出发,提出了控制水害发生的具体的工程技术措施。研究结果表明,该矿山水害链模型显示的水害链灾源主要由地表水与老窿储水构成,并在工程响应下诱发充水通道形成灾害输出的灾变链结构;水害链模型可以有效描述矿井水害从孕育到发生的过程;610中段水患问题处于爆发状态;针对水害链的结构特征与状态,提出了老窿充填、地下排水和水资源的循环利用等控制水害的断链减灾工程措施,可以实现矿山水害的减灾、治理与水资源利用的协同处置。     

露天煤矿采区转向接续期间剥采工程优化

 近水平煤层露天煤矿划分成多个采区按顺序开采,上一个采区开采即将结束转向下一个采区开采时,需要做好两个采区在转向过渡期间的剥采工程优化安排,以保证转向过渡顺利.本文以平朔安家岭露天煤矿首采区向二采区转向开采期间剥采工程为例,提出了缓帮L型转向方案、缓帮扇形转向方案、重新拉沟开采转向方案,采用方案比较法分析比较了3个转向方案的生产剥采比、转向过渡时间、剥采运距及经济效益等,确定采用L型转向方案.在采区接续工程位置确定研究中,提出了多种两个采区V-P曲线接续方案,分析不同接续方案的生产剥采比、过渡时间等的变化规律,综合分析确定合理的转向过渡方案,并对两个采区的逐年剥采工程量进行优化.     

尾部残差修正GM(1,1)模型在煤矿百万吨死亡率预测中的应用

 煤矿安全是当前安全生产工作的重中之重。为掌握煤矿安全生产情况,降低事故损失,保证中国煤炭工业健康、快速、可持续发展,本文在传统GM(1,1)模型的基础上,建立了关于煤矿百万吨死亡率的尾部残差修正GM(1,1)模型。将该方法应用于2001—2011年全国煤矿百万吨死亡率分析,并以此为基础对2012、2013年的煤矿百万吨死亡率进行预测,与传统GM(1,1)模型的预测结果进行对比分析。研究结果表明,传统的GM(1,1)模型精度较差,最大误差达到14.35%,经修正的尾部残差GM(1,1)模型预测结果可靠,实际值与预测值平均相对误差1.14%,最大相对误差3.81%,各项指标均明显优于传统的GM(1,1)预测模型,为政府、矿山企业制定安全生产目标、政策以及建立科学高效的安全管理机制提供理论依据。     

矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构稳健设计

以矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构为研究对象,应用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对其参数进行稳健设计与优化.首先,对矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的运动过程进行分析,建立理想状况下的闸瓦制动连杆机构运动学模型.然后,考虑转动副间隙对该机构进行运动学分析,建立计入转动副模型的闸瓦制动连杆机构运动学模型.最后,以机构杆长为设计变量,以转动副间隙、间隙副接触角和杆件加工误差为噪声因素,建立以闸瓦制动距离误差均值和标准差最小化为目标的矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构参数稳健设计优化模型,并运用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对参数进行稳健设计与优化.结果表明,闸瓦制动连杆机构制动距离的误差均值减小了15.4%,标准差降低了28.6%.在不提高连杆制造精度的前提下,能显著降低闸瓦制动过程的不确定性,对提高矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的设计质量具有重要意义.     

基于随机森林模型判别矿井涌(突)水水源

快速准确判别矿井涌(突)水水源对保障矿井安全生产有重要意义。近年来人类的活动对不同含水层的影响与日俱增,为提高矿井涌(突)水水源判别的准确性,提出选取地下水中7种常见离子浓度,和能够充分反映人类活动痕迹的硝酸根离子浓度及化学需氧量作为水化学判别指标,采用随机森林模型进行矿井涌(突)水水源判别。为验证选取指标和判别方法的有效性,以大孤山铁矿为例,将数据输入随机森林模型进行100次交叉验证,并将验证结果与支持向量机模型和极限学习机模型进行比较。结果表明,随机森林模型预测结果稳定性较强,预测正确率不容易波动;随机森林在建模过程中参数拥有宽广的适应范围。树的棵数为50时,训练误差趋于稳定,改变树的棵数对预测结果没有实际影响,而其余二者对参数选取较为敏感;随机森林的参数可以通过袋外数据(OOB)错误率简单地得到,而其余二者参数调整时需要通过交叉验证的方式才可以取得;随机森林对训练样本进行验证,正确率可达100%,对测试样本进行验证,正确率可达97.38%,两项精度均优于支持向量机与极限学习机;随机森林模型拥有更高的预测精度和鲁棒性,在矿井涌(突)水水源判定方面有较好的应用前景。     

LM优化反向传播网络同时测定铜钴镍锌

本文应用人工神经网络原理,采用Levenberg-MarquardtBP算法,对于吸收光谱严重重叠的PAR-Cu、Co、Ni、Zn四组分显色体系同时进行含量测定。Cu、Co、Ni、Zn的平均回收率分别为100%、99%、101%、99%。实验表明,与普通BP网络、改进型BP网络和径向基网络相比,该算法具有训练速度快、预测结果准确度高等特点,和光度法结合有望成为多组分分析的有效方法之一。