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孔隙率对煤样力学性质及变形破坏特征影响机制研究

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采矿与岩层控制工程学报 2024年

作者：李建忠魏炯原贵阳石垚煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中煤科工开采研究院有限公司

为揭示孔隙对煤样力学性质及变形破坏特征的影响,采用UDEC-Trigon开展了不同孔隙率煤样单轴压缩数值模拟试验,分析了不同孔隙率煤样的力学性质和变形破坏特征,研究了孔隙对其宏观变形破坏、微裂隙及声发射演化的影响,阐明了孔隙尖端拉... 详细信息

为揭示孔隙对煤样力学性质及变形破坏特征的影响,采用UDEC-Trigon开展了不同孔隙率煤样单轴压缩数值模拟试验,分析了不同孔隙率煤样的力学性质和变形破坏特征,研究了孔隙对其宏观变形破坏、微裂隙及声发射演化的影响,阐明了孔隙尖端拉应力集中驱动尖端裂隙产生扩展并贯通导致煤样力学性质及变形破坏变化的影响机制,探讨了孔隙特征对其宏微观力学表现的影响。研究结果表明:(1)随孔隙率的增大,煤样UCS和残余强度呈指数规律递减,弹性模量和变形模量逐渐减小,但泊松比逐渐增大;(2)孔隙影响下煤样内部微观张拉裂隙更易起裂、扩展,随孔隙率的增大,煤样失稳由拉剪脆性破坏向张拉延性破坏转变;(3)孔隙影响下煤样声发射信号由突然急剧增加向缓慢增加演化转变;(4)孔隙尖端拉应力驱动微观张拉裂隙产生并扩展延伸,孔隙率越高拉应力分布范围越广、量值越大,微观裂隙大量起裂扩展并更易贯通,宏观裂纹分布范围越广、数量越多;(5)煤样内部拉应力分布及演化受孔隙结构特征影响显著,影响孔隙尖端微裂隙产生、扩展及贯通,导致煤样力学性质和变形破坏特征产生明显变化。研究成果可为煤矿巷道钻孔卸压防治冲击地压提供参考。

关键词：孔隙率数值模拟力学性质微裂隙拉应力

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基于OBE理念的高校音乐专业教学改革研究

匠心

匠心 2024年第4期 30-32页

作者：石垚内蒙古民族大学音乐学院

OBE(Outcome Based Education)教育理念又称成果导向教育，是以学生学习成果为核心，反向设计课程体系的建设理念，符合学生的发展需求，可以提升高校音乐专业的教学质量，提升学生的学习成果。高校音乐教师应了解OBE教育理念的特点，... 详细信息

OBE(Outcome Based Education)教育理念又称成果导向教育，是以学生学习成果为核心，反向设计课程体系的建设理念，符合学生的发展需求，可以提升高校音乐专业的教学质量，提升学生的学习成果。高校音乐教师应了解OBE教育理念的特点，遵循相应的教学原则，采取科学有效的教学策略，重视学生的课堂主体地位，让学生通过音乐课堂获得更好的发展，并促进高校音乐专业的教学改革。

关键词： OBE理念高校音乐专业教学改革

煤矿坚硬顶板灾害水力压裂防治技术监测及评估

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煤炭工程 2024年第2期56卷 122-130页

作者：石垚雷瀚杨新路徐世达中煤科工开采研究院有限公司巷道研究分院北京100013 东北大学深部工程与智能技术研究院辽宁沈阳110819

水力压裂技术具备安全性好、施工工艺简单的优点,被广泛应用于煤层坚硬顶板灾害治理。但由于岩体的不均质性,压裂孔周围裂隙网络扩展规律复杂,水力压裂裂纹监测精度低,压裂效果评估难度大。针对上述问题,通过对比分析常见水力压裂监测... 详细信息

水力压裂技术具备安全性好、施工工艺简单的优点,被广泛应用于煤层坚硬顶板灾害治理。但由于岩体的不均质性,压裂孔周围裂隙网络扩展规律复杂,水力压裂裂纹监测精度低,压裂效果评估难度大。针对上述问题,通过对比分析常见水力压裂监测方法及监测方案的差异,揭示微震监测技术的优越性,并对水力压裂效果评估技术进行了讨论。研究表明,微震监测技术具有监测范围广、灵敏度高、连续性好的优点;地面监测、井下监测、联合监测等微震监测方法适用工况不同,监测精度相差较大,应根据现场工程布置与实际岩层条件选取合适的监测方法。坚硬顶板水力压裂效果评估多采用裂缝发育长度、来压步距等间接指标,基于微震参变量直接指标的效果评估相对较少。在此基础上,提出了水力压裂效果评估精细化的发展建议。研究成果对开展坚硬顶板水力压裂现场监测、优化坚硬顶板水力压裂工程设计具有重要指导意义。

关键词：坚硬顶板水力压裂裂纹微震监测

孔隙率对煤样力学性质及变形破坏特征的影响机制

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第3期6卷 63-76页

作者：李建忠魏炯原贵阳石垚煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

关键词：孔隙率数值模拟力学性质微裂隙拉应力

电镀污泥成分X荧光检测水分影响机制及校正方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 419-425页

作者：滕婧石垚李会泉刘作华李志宏何明星张晨牧重庆大学化学化工学院重庆401331 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和... 详细信息

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和污染环境。传统化学分析测试过程复杂周期长,不利于电镀污泥实时污染防控。能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱法分析快速简便、费用低廉、可实现原位检测,然而电镀污泥样品含水率高、成分含量不稳定,影响测试结果的及时性和准确度,导致关键元素的资源转化效率难以保证、环境污染管控难度高。因此需要分析X荧光检测水分影响机制并探究水分校正方法,以提高EDXRF测试结果准确度。以不同含水率电镀污泥为对象,研究了水分对电镀污泥EDXRF测试过程中光谱本底、散射峰、目标元素特征峰的影响机制,通过目标元素特征峰与瑞利散射峰强度的比值、样品含水率ω0 wt%和目标元素含量Ci%建立水分校正模型,探究了Ca、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn目标元素的水分校正方程中的实验修正因子。结果表明,水分抬高了光谱本底改变谱峰轮廓,对低能段、计数小的谱峰测试结果影响较大。含水率越高,散射峰净强度越大,瑞利散射线更能准确描述散射峰净强度和含水率的关系,目标元素特征峰与瑞利散射峰强度比值与含水率、目标元素含量能够准确符合线性关系。水分校正模型对Cr、Fe、Ni、Cu、Zn五种重金属校正结果准确度较高,校正值与基准值相关系数R2均大于0.95,RMSE均小于0.05,对Ca元素校正准确度较低R2为0.93,RMSE为1.046需增加相关校正因子进一步优化。该研究有望应用于再生铜行业电镀污泥处置现场测量的水分校正方法中,在提高电镀污泥资源利用效率的同时降低环境污染风险。

关键词： X射线荧光光谱电镀污泥水分影响基体效应散射校正

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公路隧道照明节能评价与智慧管控技术研究

公路交通技术 2024年第1期40卷 152-162页

作者：巩雯吴金锁石垚王羽周欣重庆高速工程顾问有限公司重庆401120 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为量化隧道照明节能水平,提升隧道照明精细化管控程度,从照明灯具、智能控制、品质提升及绿色技术等方面确立隧道照明节能评价指标,创建了隧道照明节能评价算法,提出了一种基于多元参数的隧道照明阈值控制模型,实时关联洞内外亮度、车... 详细信息

为量化隧道照明节能水平,提升隧道照明精细化管控程度,从照明灯具、智能控制、品质提升及绿色技术等方面确立隧道照明节能评价指标,创建了隧道照明节能评价算法,提出了一种基于多元参数的隧道照明阈值控制模型,实时关联洞内外亮度、车速、车流量参数,并考虑季节与天气、隧道长度与线形等参数的影响,制定了不同工况下照明控制策略,并应用数字孪生技术再现了实时隧道交通流状态与照明控制参数,结合数字化管控技术,开发具有辅助决策、照明质量评价等功能的可视化智控系统,实现隧道照明动态场景感知与智慧控制,指导公路隧道照明节能建设与运营管理,有效提升隧道照明质量与服务水平。

关键词：公路隧道照明节能评价智慧管控

锚杆不同护表构件支护应力场分布规律试验研究

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煤炭工程 2023年第12期55卷 134-140页

作者：石垚中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司北京100013

针对煤矿井下锚杆支护系统中各护表构件与围岩相互作用关系缺乏定量性研究等问题,测试了100 kN预紧力时2根锚杆共同作用下,6种常用护表构件在围岩表面以及内部的支护应力的分布规律,并从应力扩散角度,给出了护表构件选型建议。研究结果... 详细信息

针对煤矿井下锚杆支护系统中各护表构件与围岩相互作用关系缺乏定量性研究等问题,测试了100 kN预紧力时2根锚杆共同作用下,6种常用护表构件在围岩表面以及内部的支护应力的分布规律,并从应力扩散角度,给出了护表构件选型建议。研究结果表明:在围岩表面,锚杆尾部附近各会形成一个压应力集中区,压应力集中区又可分为核心区和边缘区,压应力核心区应力值大于200 kPa,边缘区压应力值介于10~200 kPa之间,相比于应力核心区,边缘区应力分布范围更易受构件类型影响;W钢护板、W形钢带、M形钢带和π形钢梁产生的10 kPa应力可以将锚杆尾部附近的2个独立应力集中区连接起来,并形成一个具有一定宽度的连续条带,产生群锚效应;护表构件对10~200 kPa的压应力在围岩表面和围岩内部的分布范围具有明显影响,但对大于200 kPa的压应力和拉应力的分布范围影响较小;在距离围岩表面1 m范围内,W形钢带、M形钢带、π形钢梁可以明显增加20~60 kPa的应力分布面积,但当距离超过1 m时,20~60 kPa的应力分布面积又要比托盘时有所降低;最后从支护应力扩散角度,对护表构件的应力扩散效果从优到劣进行了排序。

关键词：锚杆护表构件支护应力分布规律围岩

基于XRF与RBF神经网络的锌浸出渣有价组分精准定量分析研究

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光谱学与光谱分析 2022年第2期42卷 490-497页

作者：李媛石垚李绍元何明星张晨牧李强李会泉昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650092 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 中国科学院大学化学工程学院北京100049

锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75%以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大。然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证... 详细信息

锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75%以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大。然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证,因此对浸出渣关键资源组分的精准定量分析在锌冶炼行业绿色发展方面具有重大意义。该研究以Zn,Cu,Pb,Cd和As五种目标元素为分析对象,分别采用XRF工作曲线法和XRF结合RBF神经网络模型的方法对浸出渣目标元素定量分析,以相对误差、相对标准偏差作为两种方法的评价指标,对两种方法进行分析比较。首先采用标准添加法对工业现场采集的锌浸出渣配制浓度梯度样,并以此为标准化样品进行ICP-OES检测,随后将ICP-OES检测结果作为目标元素定量分析基准值,对浓度梯度样品进行X射线荧光光谱(XRF)检测,建立目标元素工作曲线,利用工作曲线对各目标元素进行定量分析。同时用XRF光谱数据构建输入矩阵、样品目标元素浓度构建输出矩阵,训练RBF神经网络来构建浸出渣中目标元素多元定标模型,并用此模型实现浸出渣样品目标元素预测。工作曲线法定量分析结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为8.5%,标准偏差均值为4.0%;RBF神经网络预测结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为0.18%,标准偏差均值为0.58%。结果表明,两种方法均能实现浸出渣样品目标元素的定量分析,但XRF结合RBF神经网络的方法能够对浸出渣样品进行精准定量分析和基体校正,分析结果准确性和精密度优于传统工作曲线分析方法。

关键词：射线荧光光谱精准定量分析径向基神经网络模型锌冶炼浸出渣

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初中物理有效教学的课堂实施策略

中国多媒体与网络教学学报(下旬刊) 2022年第3期 43-45页

作者：石垚长春高新技术产业开发区慧谷学校

随着我国信息技术的发展以及学术研究的进步，越来越多能够促进初中物理教师提高教学质量和效率的教学策略和技术逐渐地涌现在实际教学过程中。初中物理是学生第一次接触到物理知识的学习，主要是通过实验教学和物理理论知识教学来帮助... 详细信息

随着我国信息技术的发展以及学术研究的进步，越来越多能够促进初中物理教师提高教学质量和效率的教学策略和技术逐渐地涌现在实际教学过程中。初中物理是学生第一次接触到物理知识的学习，主要是通过实验教学和物理理论知识教学来帮助学生充分掌握物理基础知识。面对物理科目特点，初中物理教师使用更加有效的教学策略能显著提高学生学习物理知识的质量和效率，从而促进学生的物理素养发展，为将来学生学习或者是使用基础物理知识奠定坚实的基础。

关键词：初中物理有效课堂实施策略