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突出煤层分层切削钻孔瓦斯释放特征及应用研究
1
作者 王永龙 赵澳琪 +5 位作者 余在江 王振锋 刘晓 麻登辉 张辉 刘春 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期220-230,共11页
【目的】突出煤层钻进过程中的喷孔瓦斯超限是威胁矿井高效生产的安全隐患,分层切削钻进方法有助于在孔内削弱喷孔瓦斯压力,但分层切削形成的梯形钻孔周围瓦斯释放特征不明,限制了分层切削钻具结构设计和应用效果。【方法】以不同层间... 【目的】突出煤层钻进过程中的喷孔瓦斯超限是威胁矿井高效生产的安全隐患,分层切削钻进方法有助于在孔内削弱喷孔瓦斯压力,但分层切削形成的梯形钻孔周围瓦斯释放特征不明,限制了分层切削钻具结构设计和应用效果。【方法】以不同层间距、层厚差的分层切削钻孔为研究对象,建立数学模型分析钻孔周围瓦斯流动规律,并定量描述了分层切削钻孔瓦斯流量与层间距、层厚差之间的关系,在此基础上,通过数值模拟分析了分层切削钻具瓦斯释放调控机制,优化了分层切削钻具结构,并开展了现场钻进工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)多次切削成孔方式使钻孔的揭露面积逐渐增大,有效控制了瓦斯释放面积,进而调控了瓦斯释放流量,通过合理设计钻孔层厚差Hj与层间距Li,能够将瓦斯释放流量降低18.3%以上。(2)在一定层间距范围内,双层切削钻具调控效果将优于三层切削钻具,直径为63.5 mm刻槽阻尼钻杆在推力140 kN和扭矩4600 N·m作用下,最小安全系数为3.009,满足强度设计要求。(3)优选双层切削钻具,其揭露直径73 mm,终孔直径113 mm,层间距0.8 m,通过工业性试验,钻遇高压瓦斯富集区时,孔口瓦斯体积分数降低了37.7%,孔口瓦斯体积分数均未超过0.5%。表明分层切削钻具调控钻孔周围煤体瓦斯释放量、削弱瓦斯释放强度的作用显著,为预防钻孔喷孔瓦斯超限问题提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 突出煤层 分层切削 瓦斯抽采 瓦斯超限 数值模拟
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松软煤层钻进钻杆减重降阻机制及应用研究
2
作者 王永龙 郭佳宽 +2 位作者 余在江 杜康 孙玉宁 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期174-182,共9页
施工瓦斯抽采钻孔是治理瓦斯危害的必要手段,针对松软煤层钻进因钻杆自重大引起的钻进阻力大、钻进效率低及劳动强度高等问题,提出了优化钻杆结构以减少自重并降低钻进阻力的研究思路,通过设置四翼内凹结构达到减小钻杆自重及降低钻进... 施工瓦斯抽采钻孔是治理瓦斯危害的必要手段,针对松软煤层钻进因钻杆自重大引起的钻进阻力大、钻进效率低及劳动强度高等问题,提出了优化钻杆结构以减少自重并降低钻进阻力的研究思路,通过设置四翼内凹结构达到减小钻杆自重及降低钻进阻力的目的,并依此设计了四翼内凹刻槽钻杆,兼顾钻杆推进阻力和旋转扭矩损失,建立了钻杆钻进阻力模型,结合ANSYS数值模拟方法对四翼内凹刻槽钻杆进行强度校核分析与参数优化,研制了四翼内凹刻槽钻杆,并进行了现场工业性试验。研究表明:(1)对于100m钻孔深度,四翼内凹刻槽钻杆相对于圆状刻槽钻杆质量减轻了21.88%,在正常钻进时,四翼内凹刻槽钻杆与圆钻杆相比旋转扭矩损失降低了25.10%;与圆状刻槽钻杆相比降低了20.90%。在塌孔10m的情况下,四翼内凹刻槽钻杆钻进阻力相对于圆钻杆降低了51.44%,相对于圆状刻槽钻杆降低了43.65%。(2)对四翼内凹刻槽钻杆进行强度分析与参数优化,结果显示,在常规坑道钻机作用下,钻杆最大应力与内凹深度呈正相关,与壁厚呈负相关,壁厚对于应力的影响大于内凹深度的影响,且在内凹宽度为33mm、深度为4mm、壁厚为11.5mm时,安全系数为1.59。(3)现场工业性试验表明,四翼内凹刻槽钻杆排渣顺畅,强度可靠,钻进深度提高了18.18%,钻进效率提高了17.80%。在保证钻杆强度的前提下、通过钻杆结构创新有效降低钻杆质量,对于降低工人劳动强度、提高钻进效率和成孔率具有显著的效果,为推动复杂地层钻探技术发展提供了新的方法。 展开更多
关键词 松软煤层 瓦斯抽采 钻杆减重 钻进阻力 强度校核
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基于Sakai平台的过程考核教学模型与应用
3
作者 王永龙 王振锋 宋维宾 《高教学刊》 2024年第3期112-115,共4页
过程考核是科学评价一门课程教学质量的关键,已成为教育领域关注的热点。如何将过程考核科学地渗入到一门课程的教学过程中,对于提升课程教学的学习质量和效率尤为重要。基于Sakai平台,提出过程考核“五力”教学模型,该模型包括作业、... 过程考核是科学评价一门课程教学质量的关键,已成为教育领域关注的热点。如何将过程考核科学地渗入到一门课程的教学过程中,对于提升课程教学的学习质量和效率尤为重要。基于Sakai平台,提出过程考核“五力”教学模型,该模型包括作业、测验、讨论、期中、拓展五个考核环节。在课程教学应用中,“五力”模型过程考核教学模式,激发学生课余时间主动学习的兴趣,拓展学生的知识面,提升课程知识点的学习质量,同时有效提高教师过程考核的效率。 展开更多
关键词 SAKAI平台 过程考核 教学方法 教学质量 考核效率
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四翼内凹刻槽钻杆高效排渣钻进技术研究
4
作者 王永龙 杜康 +3 位作者 余在江 郭佳宽 麻登辉 赵澳琪 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期162-169,共8页
为解决松软煤层钻进钻孔排渣通道堵塞这一制约钻孔施工效果的关键难题,基于优化钻杆截面形状以增大排渣空间、预防钻孔堵塞这一理念,提出四翼内凹刻槽钻杆几何设计构想,通过孔内排渣阻力力学方程计算验证、钻杆排渣效果数值模拟,分析钻... 为解决松软煤层钻进钻孔排渣通道堵塞这一制约钻孔施工效果的关键难题,基于优化钻杆截面形状以增大排渣空间、预防钻孔堵塞这一理念,提出四翼内凹刻槽钻杆几何设计构想,通过孔内排渣阻力力学方程计算验证、钻杆排渣效果数值模拟,分析钻杆结构参数对排渣性能的影响,研制四翼内凹刻槽钻杆并在某矿进行工业性试验。研究结果表明:相较于传统圆状刻槽钻杆,四翼内凹刻槽钻杆在施工过程中具有更大的排渣空间,通过孔内沿程阻力计算对比,四翼内凹刻槽钻杆孔内沿程阻力较圆状刻槽钻杆低13%;数值模拟计算结果表明,当弧形内凹切槽对钻杆的圆心角α=35°、切入深度|EF|=4 mm时,渣体运移距离最大,平均运移速度最大,排渣性能最优;工业性试验表明,使用四翼内凹刻槽钻杆施工钻孔,班进尺长度和终孔深度得到显著提升。研究结果可为煤矿瓦斯抽采钻孔钻具设计提供参考。 展开更多
关键词 松软煤层 瓦斯抽采 煤层钻进 钻孔排渣 内凹刻槽钻杆
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基于CESE方法的煤矿风井泄爆全过程模拟与消波增效研究
5
作者 宋维宾 孙玉宁 +1 位作者 王永龙 王志明 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期127-138,共12页
为揭示煤矿风井泄爆过程、探寻增强泄爆效果方法,针对现行泄爆方法和多种改进泄爆方法,建立了系列全尺寸三维仿真模型,利用LS−DYNA软件的CESE求解器,进行了全过程流固耦合模拟分析。结果表明:现行防爆门在泄爆过程中会引发较强烈的反射... 为揭示煤矿风井泄爆过程、探寻增强泄爆效果方法,针对现行泄爆方法和多种改进泄爆方法,建立了系列全尺寸三维仿真模型,利用LS−DYNA软件的CESE求解器,进行了全过程流固耦合模拟分析。结果表明:现行防爆门在泄爆过程中会引发较强烈的反射冲击波且不能快速有效地予以消弱,致使风硐中先后出现可对风机造成二次冲击的2道冲击波;去除防爆门立壁结构对提升泄爆效果作用不明显,但可使防爆门受到的冲击明显减弱;在一定范围内,减轻防爆门质量对提高泄爆效果的作用较为有限,且会使防爆门吸收的爆炸能量明显增加;在增量不大的情况下,增大防爆门到风井和风硐交岔点的距离即能有效改善泄爆效果;侧向和正向先行泄爆方法均能明显增强泄爆效果,并对防爆门有显著的减冲和保护作用,在算例条件下,最优可使反射波超压峰值下降49.4%和28.3%;防爆门开启时间、泄爆面积和防爆门到风井/风硐交岔点的距离是影响泄爆效果的重要因素;风井达到良好泄爆效果所需要的开启时间比现行防爆门要短得多;仅在井口设置防爆门存在不能消减风硐中第1道冲击波超压峰值的局限性。基于对风井泄爆过程、机理和方法的新认识,提出了以“两区域多通道”泄爆为特征的主辅防爆门协同泄爆方法,以系统提升风井泄爆效果和防爆水平。 展开更多
关键词 风井 煤矿风井泄爆 先行泄爆 协同泄爆 防爆门 流固耦合
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刻槽阻尼钻具孔内降阻防喷钻进技术研究
6
作者 李小平 王永龙 +3 位作者 郭佳宽 白轲 王永 杜康 《山西焦煤科技》 CAS 2024年第2期1-5,共5页
针对突出煤层瓦斯抽采钻孔易发生喷孔瓦斯超限的问题,围绕在钻孔内削弱瓦斯喷出压力的研究思路,设计了刻槽阻尼钻具,进行了组合钻具实验室阻尼效果分析,同时使用R780地质管材加工钻具,对钻具强度进行了仿真校核,并在屯兰矿18407轨道巷... 针对突出煤层瓦斯抽采钻孔易发生喷孔瓦斯超限的问题,围绕在钻孔内削弱瓦斯喷出压力的研究思路,设计了刻槽阻尼钻具,进行了组合钻具实验室阻尼效果分析,同时使用R780地质管材加工钻具,对钻具强度进行了仿真校核,并在屯兰矿18407轨道巷开展了现场钻进工业性试验。结果表明:通过刻槽阻尼钻杆一次卸压,扩孔钻头消耗剩余瓦斯气流携带能量可以有效降低瓦斯喷孔压力,瓦斯压力变动主要受刻槽阻尼钻杆参数设计及扩孔钻头物理形状影响。实验室钻具阻尼效果分析得出,瓦斯稳定流过钻具刻槽阻尼段风压降低约73.5%.钻具强度校核表明,各项安全系数大于1.现场使用刻槽阻尼钻具施工,钻具在钻孔内削弱瓦斯喷出压力的作用明显,未出现喷孔瓦斯超限。 展开更多
关键词 突出煤层 瓦斯抽采 钻孔喷孔 钻孔卸压 刻槽阻尼钻具
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孔底组合钻具瓦斯喷涌阻尼机制及工程应用 被引量：4
7
作者 王永龙 裴宇翔 +5 位作者 孙玉宁 余在江 丁立培 吴越 郭佳宽 杜康 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3420-3427,共8页
为解决抽采钻孔喷孔瓦斯超限的技术难题,提出将钻孔瓦斯喷涌压力在孔内进行削弱的思路,构建了孔底组合阻尼钻具结构模型,通过建立气流阻力力学方程、孔底组合钻具阻尼效果数值模拟,分析孔底组合钻具瓦斯喷涌阻尼机制,研制了孔底组合阻... 为解决抽采钻孔喷孔瓦斯超限的技术难题,提出将钻孔瓦斯喷涌压力在孔内进行削弱的思路,构建了孔底组合阻尼钻具结构模型,通过建立气流阻力力学方程、孔底组合钻具阻尼效果数值模拟,分析孔底组合钻具瓦斯喷涌阻尼机制,研制了孔底组合阻尼钻具,包括揭露钻头、熔涂阻尼钻杆、扩孔钻头,并在屯兰矿8号煤层18407轨道巷开展了现场钻进工业性试验。研究结果表明:①降低钻孔孔底揭露面积和增加喷孔源高压气体流动的阻力是削弱瓦斯喷涌压力技术的关键,采用小直径钻头钻进、大直径钻头扩孔分层、分段逐渐增大钻孔,通过合理设计阻尼钻具“降压间隙”β,改变钻具相对粗糙度,提高沿程阻力系数,增加风阻,能够将喷出的瓦斯压力降低到初始的25%以下。②数值计算表明:孔底组合钻具能够大幅削弱喷孔的气流压力,降低了高压气流在孔口高速喷出的风险;揭露钻头与阻尼钻杆形成的“降压间隙”对阻尼效果起决定作用。③现场使用孔底组合阻尼钻具施工,钻具供水阀门开度全开,钻进速度略有降低,同时在钻孔孔口处检测到2次明显瓦斯波动现象,钻孔揭露到高压瓦斯富集区,未出现喷孔瓦斯超限,表明孔底组合阻尼钻具对钻孔瓦斯涌出压力具有显著的削弱作用,降低了孔口防喷装置的防喷压力。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔喷孔 穿层钻孔 阻尼钻具
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碎软煤层钻进钻杆槽体结构优化与工程应用
8
作者 白轲 王永龙 郭佳宽 《山东煤炭科技》 2024年第3期78-83,共6页
高瓦斯碎软煤层具有煤体强度低、瓦斯含量高等特征,钻进过程中钻孔变形量大、易失稳破坏形成塌孔,导致钻孔深度浅、钻进效率低,进而影响了瓦斯抽采效率。为了提升刻槽钻杆在碎软煤层的应用效果,考虑螺旋槽体头数、螺距、槽深与槽宽等关... 高瓦斯碎软煤层具有煤体强度低、瓦斯含量高等特征,钻进过程中钻孔变形量大、易失稳破坏形成塌孔,导致钻孔深度浅、钻进效率低,进而影响了瓦斯抽采效率。为了提升刻槽钻杆在碎软煤层的应用效果,考虑螺旋槽体头数、螺距、槽深与槽宽等关键参数,采用EDEM与Fluent气固相间耦合的数值计算方法,构建刻槽钻杆钻进排渣模型,对比分析了刻槽钻杆的结构参数对排渣性能的影响。结果表明,增加螺旋槽体的头数,有利于增大排渣空间,提升钻杆的排渣效果;对于Ф50 mm的小直径刻槽钻杆,钻杆表面螺旋槽体设计为三头结构,相比单头和双头槽体,其排渣性能有明显提升;三螺旋刻槽钻杆螺距设计为252 mm、槽深为2.5 mm、槽宽为16 mm时,钻杆的排渣效果最优。通过现场工业性试验,钻进效果与煤矿使用的圆钻杆进行对比,三螺旋刻槽钻杆钻进深度提高11.5%,钻进效率提高35.4%,成孔率达到100%,在钻孔施工的过程中断钻、卡钻等打钻事故均未发生。 展开更多
关键词 松软煤层 钻屑 槽体结构 钻孔排渣
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薄壁量子化方法进展
9
作者 王永龙 杜龙 《物理学进展》 北大核心 2024年第1期9-18,共10页
微纳加工技术的快速发展实现了具有非平庸几何结构的低维材料与结构的制备,使得受几何性质影响的有效动力学问题受到关注。作为研究低维弯曲系统中量子力学的有效方法,薄壁量子化方法,它给出的几何势和几何动量也得到实验的证实。本文... 微纳加工技术的快速发展实现了具有非平庸几何结构的低维材料与结构的制备,使得受几何性质影响的有效动力学问题受到关注。作为研究低维弯曲系统中量子力学的有效方法,薄壁量子化方法,它给出的几何势和几何动量也得到实验的证实。本文将回顾薄壁量子化方法,简述其基本计算框架,明确给出几何量子效应是来自于微分同胚变换和局域标架间的旋转变换。这对于理解引力规范场,演生规范场很有帮助,对理解人工规范场所隐含的几何结构也很有帮助。在特定的量子体系中,几何量子效应可表现为共振隧穿、量子阻塞、量子霍尔效应、量子霍尔黏性、量子自旋霍尔效应和单极磁场等,这些结果从不同角度展示了几何与新奇的物理现象之间的联系。 展开更多
关键词 几何势 几何动量 几何规范势 薄壁量子化方法 量子霍尔效应
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表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂治疗后发生肉瘤样转化的肺腺癌1例并文献分析
10
作者 王永龙 曹晶杰 王伟星 《山西医药杂志》 CAS 2024年第21期1674-1676,共3页
本研究对临床1例经表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗后发生肉瘤样转化的肺腺癌患者的相关影像学检查、基因检测、病理学检查及治疗情况进行回顾性分析,并复习相关文献。结果显示该患者明确诊断为肺腺癌晚期,有靶向治疗指... 本研究对临床1例经表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗后发生肉瘤样转化的肺腺癌患者的相关影像学检查、基因检测、病理学检查及治疗情况进行回顾性分析,并复习相关文献。结果显示该患者明确诊断为肺腺癌晚期,有靶向治疗指征,经EGFR-TKI治疗后发生耐药,耐药机制为病理类型发生肉瘤样转化,后给予化疗。所以,经EGFR-TKI治疗后的肺腺癌患者不可避免会出现耐药,出现肉瘤样转化相对少见,临床过程中要及时、准确识别耐药机制,根据病情及综合性检查及时调整治疗方案,使患者得到最大获益。 展开更多
关键词 肺腺癌 耐药机制 靶向治疗 病理类型转化 肉瘤样转化
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有机肥和海藻酸配施提高盐碱地蒙古黄芪抗逆性和品质
11
作者 刘杰 吴强 +5 位作者 赵鹏 王永龙 高雪峰 赵培伟 马斌 范菠菠 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期757-767,共11页
[目的]研究有机肥施用量和海藻酸施用浓度对盐碱地蒙古黄芪[Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hsiao]光合效率、抗逆能力、产量和质量的影响,为盐碱地中蒙古黄芪生态种植的合理施肥提供理论参考。[方法]以... [目的]研究有机肥施用量和海藻酸施用浓度对盐碱地蒙古黄芪[Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hsiao]光合效率、抗逆能力、产量和质量的影响,为盐碱地中蒙古黄芪生态种植的合理施肥提供理论参考。[方法]以蒙古黄芪种苗为材料,连续两年在内蒙古固阳县的盐碱地上开展了大田试验。试验采用两因素三水平完全设计,两因素为有机肥(O)、海藻酸(A)。3个有机肥施用量为0、1200、2400kg/hm^(2),分别记为O0、O1、O2;3个海藻酸施用浓度为0、1、2 g/L,分别记为A0、A1、A2,共组成9个处理。于蒙古黄芪种苗返青后60天开始测定叶片光合效率参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,于蒙古黄芪种苗返青后120天开始测定根系产量、药效成分和重金属含量。[结果]相较于O0处理,O1、O2处理黄芪两年净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_s)分别提高了13.6%~29.2%、17.0%~32.3%、14.8%~21.2%,过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性分别提高了10.4%~24.0%、9.5%~13.5%、7.5%~29.5%,可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)含量分别提高了11.0%~28.8%、22.3%~94.3%、13.2%~61.4%,根系产量提高了3.8%~8.1%,黄芪甲苷(AIV)和毛蕊异黄酮葡萄糖苷(C7G)含量分别提高了7.4%~19.4%、4.5%~22.7%,Pb、Cd、As和Cu含量分别下降了1.4%~16.0%、5.0%~19.5%、5.6%~9.7%、11.5%~35.2%。相较于A0处理,A1处理显著提高了黄芪光合效率、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,提升了根系产量和药效成分含量,Pb、Cd、As、Hg和Cu含量分别降低了12.0%~22.2%、6.9%~17.1%、7.5%~13.3%、7.1%~18.9%、16.1%~21.9%。2022、2023年均以O2A1处理的产量(6887、7153 kg/hm^(2))最高,OOA2处理的产量(6065、6278 kg/hm^(2))最低。2022、2023年O1A1处理的两种药效成分含量最高,AIV含量(0.144%、0.148%)较O2A1提高了5.1%~7.2%,C7G含量(0.059%、0.060%)较O2A1处理提高了5.3%~13.5%。[结论]施用有机肥和适宜浓度的海藻酸均可增强蒙古黄芪的光合效率,提高蒙古黄芪的抗逆能力,进而提高蒙古黄芪的产量和药用品质。以施用有机肥1200 kg/hm^(2)配合喷施浓度为1g/L的海藻酸提升盐碱地蒙古黄芪产量、品质和抗逆能力的效果最佳,且没有引起重金属污染的风险。 展开更多
关键词 有机肥 海藻酸 盐碱地 蒙古黄芪 产量 品质
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干旱胁迫下海藻活性物质对蒙古黄芪光合作用、生长及品质的影响
12
作者 刘杰 郭嘉华 +4 位作者 赵鹏 王永龙 范菠菠 耿志刚 段天凤 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期985-992,共8页
为探究干旱胁迫下海藻活性物质对蒙古黄芪[Astragalus membranaceus var.mongholicus(Bunge)P.K.Hsiao]光合作用、生长及品质的影响,以蒙古黄芪种苗为材料,采用两因素裂区盆栽试验,其中干旱胁迫程度(正常水分W0、中度干旱胁迫W1和重度... 为探究干旱胁迫下海藻活性物质对蒙古黄芪[Astragalus membranaceus var.mongholicus(Bunge)P.K.Hsiao]光合作用、生长及品质的影响,以蒙古黄芪种苗为材料,采用两因素裂区盆栽试验,其中干旱胁迫程度(正常水分W0、中度干旱胁迫W1和重度干旱胁迫W2,田间持水量分别为75%~80%、60%~65%和45%~50%)为主因素,海藻活性物质施用浓度(清水B0、中等浓度B1:3 g·L^(-1)和高等浓度B2:6 g·L^(-1))为副因素,测定蒙古黄芪光合作用、抗逆能力、形态特性、内源激素以及药效成分含量等指标。结果表明,随着干旱胁迫程度的加重,蒙古黄芪叶片的光合作用减弱、抗逆能力提高;根系的生长、干物质量的积累和内源激素的分泌受到抑制;根系药效成分含量呈现先增加后降低的趋势。中等浓度的海藻活性物质可以促进不同干旱胁迫程度下蒙古黄芪叶片的光合作用和抗逆能力、根系的生长以及内源激素和药效成分含量的提高,而在重度干旱胁迫下高等浓度的海藻活性物质反而出现了抑制作用。综上所述,中等浓度的海藻活性物质可以促进干旱胁迫下蒙古黄芪的生长和药效成分含量的增加,以W1B1处理的毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷含量最高,分别为0.067%和0.146%。本研究结果为道地产区蒙古黄芪的抗旱栽培提供了理论参考。 展开更多
关键词 海藻活性物质 干旱胁迫 蒙古黄芪 生长发育 药效成分
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松软突出煤层钻进钻孔堵塞力学特征 被引量：28
13
作者 王永龙 孙玉宁 +1 位作者 王振锋 宋维宾 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期119-125,共7页
基于粉体力学理论,建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型,推导疏通压力p与堵塞段长度L关系方程。着重分析了侧压系数k、钻孔倾角θ对钻孔堵塞的影响规律。结果表明,侧压系数k增长致使钻孔堵塞段摩擦阻力增大,软煤层钻进钻屑颗粒硬度低、直径... 基于粉体力学理论,建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型,推导疏通压力p与堵塞段长度L关系方程。着重分析了侧压系数k、钻孔倾角θ对钻孔堵塞的影响规律。结果表明,侧压系数k增长致使钻孔堵塞段摩擦阻力增大,软煤层钻进钻屑颗粒硬度低、直径小,堵塞段内摩擦角小,其侧压系数较大,钻孔堵塞段疏通更为困难;施工仰孔,伴随倾角增大,疏通压力迅速降低,存在θU,对应疏通压力为0,当θ>θU时,堵塞段在自重作用下疏通;施工俯孔,存在θD相应疏通压力达到极值,在θD^0区间,伴随钻孔倾角绝对值增大,所需疏通压力增大,在θD^-π/2区间,所需疏通压力略有降低。应用钻孔堵塞段力学模型,根据钻孔施工工艺参数,建立相应p-l特性曲线,可定性评估不同钻孔施工工艺方案优劣。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔堵塞 钻孔倾角 疏通压力
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松软煤层“护孔卸压”钻进力学机制 被引量：12
14
作者 王永龙 陆云飞 +3 位作者 王振锋 孙玉宁 刘春 宋维宾 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3186-3194,共9页
为解决常规套管钻具应用软煤层钻进存在着钻进阻力大、效率低的技术难题,提出“护孔卸压”钻进新观点,建立护孔钻进旋转阻力矩模型、轴向阻力模型及护孔数值模型,分析常规套管钻具应用于软煤层钻进存在的技术缺陷,探讨“护孔卸压”钻进... 为解决常规套管钻具应用软煤层钻进存在着钻进阻力大、效率低的技术难题,提出“护孔卸压”钻进新观点,建立护孔钻进旋转阻力矩模型、轴向阻力模型及护孔数值模型,分析常规套管钻具应用于软煤层钻进存在的技术缺陷,探讨“护孔卸压”钻进工艺方法实现卸压、降阻的力学机制。结果表明:受软弱煤岩层钻孔收缩产生的围压影响,应用常规套管钻具钻进,在较短的钻孔深度范围内其旋转阻力矩和轴向阻力超过了钻机的额定扭矩及提拔力,钻杆将无法旋转及退钻,致使钻进终止;通过在套管钻具表面设置间隙或孔结构,减小护孔钻杆与钻孔壁的接触面积,为钻孔孔壁留设变形空间,钻杆表面形成的“卸压区”释放了钻杆周围煤体膨胀应力,并且旋转的钻杆不断切除膨胀的煤体,降低了软煤钻孔膨胀变形对钻杆产生的摩擦阻力;提出护孔面积比Sk概念,用来表征钻杆表面孔隙留设面积大小,伴随Sk减小,其旋转阻力矩和轴向钻进阻力呈逐渐降低趋势,降低幅度可达50%以上,从而降低了钻机的动力损耗,有效提高松软煤层的钻孔深度。基于“护孔卸压”原理,构建了螺旋护孔钻杆模型和多孔结构护孔钻杆模型,在实际应用中,结合施工地点的煤岩力学参数,合理确定护孔面积比Sk是护孔卸压钻具结构优化设计的关键。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 松软煤层 煤层钻进 钻进阻力 护孔钻具
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瓦斯抽采钻孔堵塞段卡钻扭矩力学模型分析 被引量：12
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作者 王永龙 宋维宾 +2 位作者 孙玉宁 翟新献 王振锋 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期92-98,共7页
为分析卡钻扭矩对瓦斯抽采钻孔施工的影响,基于粉体力学理论,建立孔内无压和孔内有压卡钻扭矩力学模型。分析钻孔堵塞区间风压p和钻机起拔力Fc对卡钻扭矩的影响规律。研究结果表明,对于孔内无压情况,形成卡钻扭矩较小,一般不会形成卡钻... 为分析卡钻扭矩对瓦斯抽采钻孔施工的影响,基于粉体力学理论,建立孔内无压和孔内有压卡钻扭矩力学模型。分析钻孔堵塞区间风压p和钻机起拔力Fc对卡钻扭矩的影响规律。研究结果表明,对于孔内无压情况,形成卡钻扭矩较小,一般不会形成卡钻事故;因堵塞段孔内压力作用形成的孔壁径向侧压力pc是形成较大卡钻扭矩的本质原因,风压p和钻机起拔力Fc的增大将导致卡钻扭矩迅速增大,当卡钻扭矩达到了钻机的最大扭矩Tmax,堵塞段未被疏通时,将出现卡钻现象,处理不当容易造成钻杆破断、钻孔瓦斯燃烧、CO中毒等孔内事故。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔堵塞 风压 卡钻事故 卡钻扭矩
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刻槽钻杆应用于突出煤层钻进的合理参数研究 被引量：38
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作者 王永龙 翟新献 孙玉宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期304-307,共4页
为充分发挥刻槽钻杆应用于突出煤层钻进的优势,分析了刻槽钻杆螺旋槽宽度、深度、螺距的变化对排渣效果的影响情况。建立Ф50刻槽钻杆煤层钻孔三维模型,对不同参数的刻槽钻杆在钻孔内的排渣情况进行数值模拟。研究结果表明:螺旋槽宽度为... 为充分发挥刻槽钻杆应用于突出煤层钻进的优势,分析了刻槽钻杆螺旋槽宽度、深度、螺距的变化对排渣效果的影响情况。建立Ф50刻槽钻杆煤层钻孔三维模型,对不同参数的刻槽钻杆在钻孔内的排渣情况进行数值模拟。研究结果表明:螺旋槽宽度为12 mm,深度为1.1 mm,螺距为76 mm,排渣效果最优;通过突出煤层钻进工业性试验,钻进深度平均提高36.2%,钻进效率提高41.5%,且刻槽钻杆表面温差较小。 展开更多
关键词 刻槽钻杆 突出煤层 螺旋槽 钻进深度 钻进效率
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瓦斯抽采钻孔棱状钻杆排渣原理数值模拟 被引量：11
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作者 王永龙 刘春 +2 位作者 孙玉宁 宋维宾 王振锋 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期89-93,共5页
为分析棱状类钻杆应用于松软突出煤层钻进存在优势的原因,基于流体力学理论,建立了棱状钻杆排渣模型,采用有限元方法,应用标准κ-ε模型方程进行计算,对钻杆旋转与周边流体相互作用的流场特征进行分析。结果表明,在钻杆棱角处形成"... 为分析棱状类钻杆应用于松软突出煤层钻进存在优势的原因,基于流体力学理论,建立了棱状钻杆排渣模型,采用有限元方法,应用标准κ-ε模型方程进行计算,对钻杆旋转与周边流体相互作用的流场特征进行分析。结果表明,在钻杆棱角处形成"低压高速区",棱边处形成"高压低速区",钻杆棱边壁面流体产生速度、压力波动差,从而在"高压低速区"钻杆壁面形成强烈的"压差涡流"现象,减少了钻屑在孔底堆积致使钻孔堵塞的概率。应用棱状钻杆在松软突出煤层中施工钻孔,钻进深度提高34.6%,钻进效率提高21.1%,钻孔达标率由9.8%提高到48.3%,试验期间,钻杆强度可靠,未出现丢钻、断钻现象。 展开更多
关键词 安全工程 瓦斯抽采 松软突出煤层 压差涡流 煤层钻进
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瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型及其应用 被引量：7
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作者 王永龙 宋维宾 +2 位作者 孙玉宁 翟新献 王振锋 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期119-127,共9页
建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型,基于施工地点的供风压力极值pmax,求解相应临界堵塞段长度L0,当L>L0时,钻孔将发生堵塞;研究了钻孔堵塞段退钻阻力的计算方法,分析了堵塞段长度和堵塞段内部气体压力对退钻阻力的影响规律。分析结果表... 建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型,基于施工地点的供风压力极值pmax,求解相应临界堵塞段长度L0,当L>L0时,钻孔将发生堵塞;研究了钻孔堵塞段退钻阻力的计算方法,分析了堵塞段长度和堵塞段内部气体压力对退钻阻力的影响规律。分析结果表明,在钻孔工程中,钻孔堵塞段内存在较高的气体压力是造成钻孔发生堵塞、难以退钻的主要原因,退钻阻力对堵塞段孔内气体压力变化非常敏感,采取降压退钻是减小退钻阻力的有效方法。应用钻孔堵塞段力学模型,分析了九里山矿钻孔施工现状,提出增大排渣空间、降低排渣阻力、提高钻杆强度技术措施,通过工业性试验,未出现断钻现象,钻进效率提高17%。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 突出煤层 供风压力 钻孔堵塞 退钻阻力
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基于自动增益控制的声信号处理电路 被引量：14
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作者 王永龙 杨卫 +1 位作者 石云波 张文栋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第12期42-43,共2页
介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行... 介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行调节,从而保证了声传感器输出信号的信噪比,通过实验验证和分析,证明此处理电路的可行性、实用性和优越性。 展开更多
关键词 声传感器 自动增益控制 信号处理
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煤壁应力峰值动态移动诱发封孔漏气机理研究 被引量：8
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作者 王永龙 王振锋 +1 位作者 孙玉宁 宋维宾 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期129-134,共6页
基于有效应力原理分析了煤体吸附瓦斯对煤体强度的影响,提出应用煤体单轴抗压强度衰减比k_σ表征瓦斯压力变化对煤体强度的影响;应用数值分析方法研究了煤体瓦斯抽采前后煤壁前方煤体应力、屈服破坏范围的变化。结果表明,抽采期间,煤壁... 基于有效应力原理分析了煤体吸附瓦斯对煤体强度的影响,提出应用煤体单轴抗压强度衰减比k_σ表征瓦斯压力变化对煤体强度的影响;应用数值分析方法研究了煤体瓦斯抽采前后煤壁前方煤体应力、屈服破坏范围的变化。结果表明,抽采期间,煤壁前方煤体应力峰值处于"动态移动"状态,致使煤壁前方的屈服破坏区间同时发生移动,水泥封孔段由受压转为应力卸载状态而发生膨胀破坏,在封孔段水泥与煤壁之间形成松动漏气通道,孔外空气将沿该漏气通道进入孔内,使抽采浓度降低。为提高带压封孔方法的封孔效果,应科学判定抽采前期煤体应力峰值区间,并考虑抽采期间煤体"应力峰值移动"的影响,在应力峰值区间适当向两侧延伸封孔段长度,注重封孔器材和封孔材料的研制和选择。 展开更多
关键词 安全工程 瓦斯抽采 吸附瓦斯 封孔漏气 动态移动
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