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煤体中瓦斯水合固化的力学作用研究进展

煤炭学报 2024年第2期49卷 720-738页

作者：吴强张保勇黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022

为更好地完善我国煤与瓦斯突出预测与防治方法,基于煤与瓦斯突出综合作用假说,提出了瓦斯水合固化防治煤与瓦斯突出的方法。该方法核心是将煤层中瓦斯固化生成瓦斯水合物,不仅能降低瓦斯压力,而且能够提高煤体强度,以达到减弱或消除煤... 详细信息

为更好地完善我国煤与瓦斯突出预测与防治方法,基于煤与瓦斯突出综合作用假说,提出了瓦斯水合固化防治煤与瓦斯突出的方法。该方法核心是将煤层中瓦斯固化生成瓦斯水合物,不仅能降低瓦斯压力,而且能够提高煤体强度,以达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险性的目的。实现了煤体中瓦斯水合物的生成以及含瓦斯水合物煤体力学性质-渗透率原位测试,提出了煤体中瓦斯水合物生成及力学性质-渗透率测试技术及含瓦斯水合物煤体三轴压缩数值建模技术。瓦斯水合固化热力学和动力学条件是防突的理论基础,煤层瓦斯水合物稳定储存是技术前提,瓦斯压力降低及煤体力学性质改善是防突关键,重点围绕水合固化煤体交叉力学问题进行总结。分析认为:(1)瓦斯水合固化防突技术理论框架已经初步形成,并利用数值模拟手段初步探究了瓦斯水合固化对煤体力学特征改善的细观机理;(2)现阶段已证实煤体中水合物生成不仅能降低瓦斯压力,而且能改善其力学性质,高饱和度对提高煤体峰值强度明显;(3)瓦斯水合物生成经历快速、缓慢和稳定3个阶段,且水合物的生成会造成煤体中瓦斯渗流通道阻塞,导致其渗透率降低;(4)高瓦斯压力、高CH4体积分数不仅有助于提高水合物饱和度而且会延缓水合物分解,有助于水合物的稳定存在。需要注意的是,瓦斯水合固化技术防突的可靠度仍需大量重复试验验证,以建立普适化的数据库。综合现有研究结果,对水合固化防突研究目前仍存在的局限性与挑战进行了讨论,并且给出了进一步的研究方向。

关键词：煤与瓦斯突出瓦斯水合固化含瓦斯水合物煤体力学性质离散元

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共谱一曲荡气回肠的雪域军魂颂歌

全国新书目 2022年第6期 86-89页

作者：张保弟希望出版社

这是一部当代军旅现实主义题材的儿童文学作品,讲述了藏族牧童小扎西在遭遇雪崩失去双亲后参军入伍,在边疆的哨所摔打磨炼,成长为一名勇挑重担的英雄边防战士的感人故事。作品刻画了藏族少年阳刚、智慧、坚韧、向上的英雄形象,展现了民... 详细信息

这是一部当代军旅现实主义题材的儿童文学作品,讲述了藏族牧童小扎西在遭遇雪崩失去双亲后参军入伍,在边疆的哨所摔打磨炼,成长为一名勇挑重担的英雄边防战士的感人故事。作品刻画了藏族少年阳刚、智慧、坚韧、向上的英雄形象,展现了民族团结的当代景象和力量,彰显了当代边防军人博大宽广的家国情怀和不辱使命的责任担当,为广大青少年读者塑造了正能量的励志典范。

关键词：家国情怀青少年读者儿童文学作品英雄形象责任担当阳刚参军入伍现实主义题材

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全纤维电容式传感器的结构设计及其性能

纺织学报 2024年第5期45卷 43-50页

作者：陈莹沈娜弟张露北京服装学院材料设计与工程学院北京100029

由于受柔性电容式传感器介电层弹性模量的限制,目前电容器的性能如灵敏度等难以达到应用要求,为提高传感器的传感性能,以聚吡咯复合蚕丝织物作为织物电极,羊毛纤维集合体作为介电层构建全纤维的电容式压力传感器,对电极的织物结构和纤... 详细信息

由于受柔性电容式传感器介电层弹性模量的限制,目前电容器的性能如灵敏度等难以达到应用要求,为提高传感器的传感性能,以聚吡咯复合蚕丝织物作为织物电极,羊毛纤维集合体作为介电层构建全纤维的电容式压力传感器,对电极的织物结构和纤维集合体高度进行优化分析;对传感器的电学及传感性能进行测试,并进行了应用探索。结果表明:面密度为69 g/m^(2)素绉缎聚吡咯复合织物方阻最小,为42Ω/□;纤维电容器以素绉缎聚吡咯复合织物作为电极,羊毛纤维集合体为介电层,且高度为1.4 cm时传感性能最优,在频率为10 kHz、电容最高为66 pF、压力为0~5 N范围内灵敏度最高为1.08 N^(-1)。该电容式传感器具有良好的稳定性,有望应用于肢体运动监测与公共场合安全监测中。

关键词：电容织物传感器聚吡咯纤维介电层织物电极

不同围压与饱和度下含瓦斯水合物煤体能量变化规律

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煤田地质与勘探 2024年第4期52卷 21-34页

作者：祝威高霞张保勇吴强黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 黑龙江科技大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150022

突出煤层瓦斯水合固化是一项新型降低瓦斯压力增强煤体强度的防突技术,不同围压、饱和度下含瓦斯水合物煤体破坏特性及能量耗散规律尚不明确,无法为现场深部煤与瓦斯突出等动力灾害预防提供理论依据。基于三轴压缩试验获取的偏应力-应... 详细信息

突出煤层瓦斯水合固化是一项新型降低瓦斯压力增强煤体强度的防突技术,不同围压、饱和度下含瓦斯水合物煤体破坏特性及能量耗散规律尚不明确,无法为现场深部煤与瓦斯突出等动力灾害预防提供理论依据。基于三轴压缩试验获取的偏应力-应变曲线,计算并分析不同围压(12、16、20MPa)、饱和度(20%、50%、80%)下含瓦斯水合物煤体三轴压缩过程中能量变化规律。研究表明:(1)含瓦斯水合物煤体三轴压缩过程中总能量、弹性能及耗散能均随着轴向应变增加而增大,外界做功在弹性阶段和屈服阶段前期主要转化为弹性能,在屈服阶段后期和强化阶段主要转化为耗散能。(2)当围压从12 MPa增加到20 MPa、饱和度从20%增加到80%,其临界破坏点总能量不断增大,增幅分别为120.30%和81.60%,储能极限与临界破坏点耗散能也随围压增加而增大,增幅分别为174.89%和110.73%,含瓦斯水合物煤体在高围压和高饱和度下吸收能量的能力、抵抗变形破坏的能力及损伤所消耗的能量的量均高于低围压,越不容易破坏。(3)能耗比随着轴向应变增加匀速增大,饱和度50%和80%时,临界轴向应变随围压的增加而增大,但随着饱和度增大临界轴向应变对围压的敏感性降低。(4)围压16、20MPa下,储能极限随着储能系数的增加而增大,储能系数与储能极限同等具有表征含瓦斯水合物煤体储存弹性能的能力。(5)煤体中水合物生成能够有效降低瓦斯压力,提高煤体峰值强度、临界破坏点总能量、储能极限及临界破坏点耗散能,整体提升幅度21.11%~42.11%,有利于提升煤体抵抗外力破坏的能力。研究成果揭示了含瓦斯水合物煤体受载损伤能量变化规律,可为深部煤与瓦斯突出等动力灾害的防治提供一定的理论指导。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯水合物煤体三轴压缩试验能量特征

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建设中华民族现代文明的价值、原则与路径

学校党建与思想教育 2024年第8期 8-12页

作者：李牧李群弟武汉理工大学法学与人文社会学院湖北武汉430070 武汉理工大学马克思主义学院湖北武汉430070

建设中华民族现代文明,是我们在新时代新的文化使命。在新的历史起点上建设中华民族现代文明,需要以坚持中国共产党的领导为根本保证、以坚持“第二个结合”为必由之路、以坚定文化自信为动力之源、以塑造中华文明的突出特性为价值旨归... 详细信息

建设中华民族现代文明,是我们在新时代新的文化使命。在新的历史起点上建设中华民族现代文明,需要以坚持中国共产党的领导为根本保证、以坚持“第二个结合”为必由之路、以坚定文化自信为动力之源、以塑造中华文明的突出特性为价值旨归,为人类文明新形态的伟大实践提供原则遵循。中华民族现代文明承载着中华民族文化共识,积淀着中华民族文化品格。建设中华民族现代文明必须立足守正,在顺应中华文明历史发展趋势中传承中华优秀传统文化;坚持创新,在开创人类文明新形态中推陈出新;注重传播,在推动中华文化更好走向世界中传播中国声音,发挥守正、创新、传播的“同频共振”效应。

关键词：中华民族现代文明文明自信文化强国人类文明新形态

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出版史视域下卢世?古籍编纂抄刻与藏书研究

出版史视域下卢世?古籍编纂抄刻与藏书研究

作者：张保麟山东师范大学

学位级别：硕士

加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率试验研究

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1414-1431页

作者：张保勇赵国建高霞吴强黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 黑龙江科技大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150022

为探究瓦斯水合固化及加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率变化规律,采用自主设计的应力–渗流–化学耦合作用煤体三轴试验装置,测量瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下煤体(3种粒径:0.425~0.850(20~40目)、0.250~... 详细信息

为探究瓦斯水合固化及加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率变化规律,采用自主设计的应力–渗流–化学耦合作用煤体三轴试验装置,测量瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下煤体(3种粒径:0.425~0.850(20~40目)、0.250~0.425(40~60目)、0.180~0.250 mm(60~80目);3种饱和度:40%、60%、80%)应变及渗透率,获取加卸载条件下应力–应变曲线确定煤体变形特征,分析瓦斯水合物生成、水合物饱和度及偏应力对煤体渗透率的影响规律,通过渗透率损失率、变形角公式对煤体渗透率影响程度、体积膨胀效应进行量化表征,基于渗透率模型初步探讨水合物分布模式对煤体渗透率的影响机制。研究表明:①饱和度对煤体渗透率变化规律影响较为复杂,总体而言,随着饱和度增加,渗透率降低百分比越大,堵塞程度越显著。瓦斯水合物生成后,煤体渗透率明显降低,降低幅度为58.3%~83.3%(20~40目)、61.5%~95.0%(40~60目)、81.8%~90.9%(60~80目),随着饱和度增加,煤体渗透率整体呈降低趋势,下降幅度为55.6%~86.1%。②煤体轴向应变随着时间增加呈现出稳定增大、缓慢增大和快速增大3个阶段,煤体渗透率与应变具有一定相关性,并随着偏应力增加呈二项式函数增大、先减小后增大、先增大后减小3种趋势,二项式函数可较好预测采掘应力扰动下瓦斯水合固化后煤体渗透率变化规律。③引入渗透率损失率,在相同水合物饱和度下,随着偏应力增加,煤体渗透率损失率整体呈增大趋势。④引入体积膨胀变形角,在相同偏应力差下,随着饱和度增加,煤体体积膨胀变形角由19.0°~63.9°降至0.2°~38.2°,说明水合物饱和度越低,煤体体积膨胀效应越显著。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯水合物煤体加卸载应变渗透率

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城市交通运营网络项目博弈定价模型研究

系统工程 2024年

作者：颉芳弟周勇西安建筑科技大学管理学院

本文考虑城市交通运营网络中存在多种交通运营方式，各交通运营公司存在相互联系又相互竞争的关系。票价是各交通运营主体博弈的重要变量，交通运营公司的定价决策会影响消费者出行方式的选择，并进而会影响各方交通运营公司的收益。因... 详细信息

本文考虑城市交通运营网络中存在多种交通运营方式，各交通运营公司存在相互联系又相互竞争的关系。票价是各交通运营主体博弈的重要变量，交通运营公司的定价决策会影响消费者出行方式的选择，并进而会影响各方交通运营公司的收益。因此本文以轨道交通，常规公交以及出租车三种交通模式共同形成的城市交通运营网络为背景，首先构建了出行者与三大运营主体共同参与的完全信息动态博弈模型，探究了社会视角下出行者福利最优状态下三种交通运营项目的最优定价机理及博弈解，进而通过引入出租车票价属性特征因素，创新性地采用UMT法对属性因素进行等级划分，给出了博弈解中的重要变量-出租车票价感知系数的测算方法。最后，利用西安市地铁2号沿线的客流数据，基于模型计算沿线各出行方式的票价，并与实际票价进行对比分析。研究结果发现，轨道交通、常规公交与出租车的博弈票价增长趋势符合现实增长情况，博弈定价模型所得票价与实际票价具有较高的吻合度，反映了所提出的多元交通网络条件下交通运营主体定价模型的有效性和科学性。

关键词：城市交通票价制定动态博弈运营网络未确知测度

围压-饱和度作用下含瓦斯水合物煤体能量变化规律

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煤田地质与勘探 2024年

作者：祝威高霞张保勇吴强黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江科技大学建筑工程学院

突出煤层瓦斯水合固化是一项新型降低瓦斯压力增强煤体强度的防突技术，不同围压、饱和度下含瓦斯水合物煤体破坏特性及能量耗散规律尚不明确，无法为现场深部煤与瓦斯突出等动力灾害预防提供理论依据。基于三轴压缩试验获取的偏应力-... 详细信息

突出煤层瓦斯水合固化是一项新型降低瓦斯压力增强煤体强度的防突技术，不同围压、饱和度下含瓦斯水合物煤体破坏特性及能量耗散规律尚不明确，无法为现场深部煤与瓦斯突出等动力灾害预防提供理论依据。基于三轴压缩试验获取的偏应力-应变曲线，计算并分析不同围压(12、16、20 MPa)、饱和度(20%、50%、80%)下含瓦斯水合物煤体三轴压缩过程中能量变化规律。研究表明：(1)含瓦斯水合物煤体三轴压缩过程中总能量、弹性能及耗散能均随着轴向应变增加而增大，外界做功在弹性阶段和屈服阶段前期主要转化为弹性能，在屈服阶段后期和强化阶段主要转化为耗散能。(2)当围压从12 MPa增加到20 MPa、饱和度从20%增加到80%，其临界破坏点总能量不断增大，增幅分别为120.30%和81.60%，储能极限与临界破坏点耗散能也随围压增加而增大，增幅分别为174.89%和110.73%，含瓦斯水合物煤体在高围压和高饱和度下吸收能量的能力、抵抗变形破坏的能力及损伤所消耗的能量的量均高于低围压，越不容易破坏。(3)能耗比随着轴向应变增加匀速增大，饱和度50%和80%时，临界轴向应变随围压的增加而增大，但随着饱和度增大临界轴向应变对围压的敏感性降低。(4)围压16、20 MPa下，储能极限随着储能系数的增加而增大，储能系数与储能极限同等具有表征含瓦斯水合物煤体储存弹性能的能力。(5)煤体中水合物生成能够有效降低瓦斯压力，提高煤体峰值强度、临界破坏点处总能量、储能极限及临界破坏点处耗散能，整体提升幅度21.11%～42.11%，有利于提升煤体抵抗外力破坏的能力。研究成果揭示了含瓦斯水合物煤体受载损伤能量变化规律，可为深部煤与瓦斯突出等动力灾害的防治提供一定的理论指导。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯水合物煤体三轴压缩试验能量特征