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煤体的动力学性质与超声波测试

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煤体的动力学性质分析与超声波测试研究 □张永强 邢继斌 杨永潇 宋二波 仲 鑫 李见波 【摘 要】 结合本专业学生参加创新性实验计划的具体情况 , 对该实验实施过程中遇到的困难和问题进行了具体分析 。结合专 业知识, 对煤岩体的物理力学性质进行了分析 , 并利用超声波测试技术 , 研究了煤岩体的动力学性质 。论文的研究对 于大学生创新性试验计划活动的开展具有一定借鉴意义 。 【关键词】 煤岩体; 超声波; 创新性实验计划 【基金项目】 本文受国家自然科学基金项目 ( 编号: 51004109 ) 、 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 ( 编号: 2010QZ02 ) 、 北京市教委科技项目( 编号: km201110853006 ) 和大学生创新性实验计划项目 ( 110110y) 共同资助。 【作者简介】 张永强( 1992 ) , 男, 中国矿业大学( 北京) 资源与安全工程学院采矿工程专业本科生 、 、 邢继斌 杨永潇 宋二波、 仲鑫, 中国矿业大学( 北京) ; 李见波, 华北科技学院 一、 创新性实验计划的课题选择 “国家大学生创新性实验计划项目 ” ( 以下简称 “创新计 ) 是为在校大学生而设立的, 划” 具有一定培养性质的资助项 目, 目的是为了培养在校大学生的创新性思维和实践动手能 。 选择课题研究方向 力 虽然各个高校大学生所学专业不同 、 不同, 但是在课题如何选择上有些方面还是一样的 。 选择课 其次要在感兴趣的课题中选出与 题首先挑出自己感兴趣的, 自己所学专业领域接*的课题, 把兴趣和专业良好地结合起 我在选择课题时, 选择了以 来。作为一名采矿工程大学生, 后会学*的煤岩体和自己非常感兴趣的超声波, 后来敲定课 《煤体的动力学性质分析与超声波的测试研究 》 , 题 最终有幸 成为该课题小组成员中的一分子 。 二、 实验前期的准备 由于大学生所学专业知识有限, 甚至有些小组人员尚未 又因为课题专业性较强, 课题申报书填写过 学*专业知识, 程对于大部分小组成员都有较大困难, 但是这既是个机遇也 是个挑战。小组成员需要前期阅读大量关于课题方面的相 “创新” 。 关知识, 同时对实验产生大胆想象, 突出 对于一开始接触课题《煤体的动力学性质分析与超声 , 波的测试研究 》 我们就有许多疑惑: 将煤体的动力学性质 与超声波一起研究到底有何意义, 该课题研究对现实煤矿 又有多大作用, 如何用超声波测试煤岩体 …… 一连串的问 号激起大家的好奇心, 大家积极阅读文献, 上网搜集相关资 料, 了解到*代超声波的迅猛发展及其应用, 又通过咨询导 师, 最终对该 课 题 有 了 明 确 的 方 向 和 更 深 一 层 次 的 理 解 。 与此同时, 前期做好充分准备能够开阔学生思路, 让学生在 “敢想 、 , 做到真正 能想 、 会想 ” 也为后期进实验室做实验打 下理论基础 。 三、 煤岩体的动力学性质 岩体力学是一门十分年轻的学科 。 在第二次世界大战 以后, 岩土工程建设的规模不断扩大, 随着对岩体力学理论 和技术的需求日益迫切, 岩体力学工作才逐步发展起来 。 岩 变形 体力学主要研究一定地质环境中的岩石和岩体的强度 、 破坏、 破碎等规律, 合理利用岩体, 避免不利因素, 并制定岩 体改造方案和技术措施 。岩体力学的研究方法主要包括: 工 程地质研究法、 试验法和力学分析法。 煤是远古植物的化石, 是一种特殊的岩体。 虽然我国拥 有悠久的煤炭开采和利用的历史, 目前我国也是世界上最大 但是鉴于煤体本身复杂的力学结构 的煤炭生产国和消费国, 和多变的力学性质, 煤体力学的研究也始终是沿用岩体力学 的理论和方法。 煤体虽然是岩体的一种, 但是它与普通岩体最大的不同 就在于, 煤体是包含有大量原始微裂隙的地质体和裂隙体, 煤体的工程力学性质也是由裂隙所决定的 。 因此在研究过 程中, 一定要把煤体看作非连续介质进行分析, 它与具有一 定弹性性能的坚硬岩体是完全不同的 。 但是裂隙是孕藏在 即使是把煤体打碎也很难真正了解它的结 煤体内部的结构, 构特点, 这就需要利用间接因素, 例如声波测试技术, 首先分 析裂隙煤体的动力学性质, 从而表征煤体中裂隙的结构性 质。 掌握煤岩体的基本力学参数和熟悉煤岩体的工程力学 性质一直都是矿山工程建设中必不可少的重要环节 。 然而 目前常用的岩石力学分析手段都是在实验室条件下, 对煤岩 体的标准岩石样本进行测量, 研究结果很难表现出煤岩裂隙 的复杂性, 更加无法准确地反映出煤岩体的真实力学性质 。 、 四 超声波研究煤岩体 声波测试技术是目前岩土工程中一种新兴的检测检验 手段, 它具有无损检测、 本位测量等优势, 通过声波在岩体中 传播的速度、 振幅等动力学参数来表征岩体的工程力学性 质。 超声波是频率高于 20kHz 的机械振动波, 由于它的穿透 能在各种气体、 液体、 固体及等离子体中传播, 因 能力很强, 此可通过测定其传播速度和被吸收系数, 以了解被测介质的 。 微观和宏观性质 目前超声波被作为一种重要的检测手段, ·51· 不*衡电网电压下双馈电机的转子侧控制策略 □李 宏 李燕辉 【摘 要】 本文首先分析了在电网电压不*衡情况下双馈风力发电系统的运行特性 , 然后结合谐振控制器的特性 , 提出了一种 在不*衡电网电压下双馈电机的转子侧控制策略 。该方法利用谐振控制器能够实现对交流信号无静差跟踪的特点 , 以电磁转矩和定子侧无功功率的 2 倍频脉动量为控制目标 , 进而实现对脉动量的抑制 。 最后, 在 MATLAB / SIMULINK 中对 1. 5MW 双馈电机接入电压不*衡的电网情况进行了仿真 , 验证了所提出的控制策略可以有效抑制双馈电 机的电磁转矩、 无功功率脉动。 【关键词】 不*衡电压; 双馈电机; 风力发电; 谐振控制器; 2 倍频脉动量 【作者简介】 李宏( 1970. 10 ) , 男, 内蒙古鄂尔



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