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不同含水率花岗岩单轴压缩力学特性及破坏特征研究

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金属矿山 2025年第1期 81-88页

作者：庞建勇王宇巩义鑫李垂宇安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为探究不同含水率花岗岩受荷作用下的力学特性及破坏特征。针对不同含水率条件下花岗岩开展单轴压缩试验,基于应力—应变曲线,分析了力学弱化特征,从宏观角度探究花岗岩变形破坏模式,通过能量理论计算,得出能量演化规律。研究结果表明:... 详细信息

为探究不同含水率花岗岩受荷作用下的力学特性及破坏特征。针对不同含水率条件下花岗岩开展单轴压缩试验,基于应力—应变曲线,分析了力学弱化特征,从宏观角度探究花岗岩变形破坏模式,通过能量理论计算,得出能量演化规律。研究结果表明:花岗岩试样应变软化特征明显,且随着含水率增加,峰值应力逐渐减小,非线性增加趋势明显,且伴有局部起伏涨落的趋势;花岗岩试样的抗压强度、弹性模量、脆性指标均随含水率增加而减小,饱和试样与干燥试样相比下降了40.1%、33.8%、61.8%;破坏模式随含水率增加而改变,崩落破坏时剧烈程度逐渐降低,干燥花岗岩呈现脆性劈裂破坏,破坏面以近竖直裂纹为主,低含水率花岗岩的破坏模式为拉—剪复合破坏,花岗岩近竖直裂纹数量减少,倾斜裂纹增多,随含水率增大呈现拉—剪复合破坏减少而剪切破坏增多,饱和岩样以剪切破坏为主,破坏面主要为倾斜破裂面;花岗岩的含水率越大,吸收能量的能力减弱,储能速率降低,但能量耗散现象显著。研究结果可为富水地区硬岩地下工程岩石工程灾害防控提供参考。

关键词：花岗岩单轴压缩含水率破坏特征能量演化

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预应力锚杆在拉拔试验过程中的力学分析

低温建筑技术 2025年第1期47卷 72-74页

作者：李垂宇侯俊领黄童李黄甫豪王振亚安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232000 攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花617000 安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232000

锚杆在我国采矿、土木、水利等工程中已被广泛使用,相较于普通锚杆而言,预应力锚杆可充分发挥其主动支护作用。为深入探究预应力锚杆的这一特点,文中开展预应力锚杆锚固系统的拉拔试验,掌握其支护力学特点。研究表明在一定范围内随着预... 详细信息

锚杆在我国采矿、土木、水利等工程中已被广泛使用,相较于普通锚杆而言,预应力锚杆可充分发挥其主动支护作用。为深入探究预应力锚杆的这一特点,文中开展预应力锚杆锚固系统的拉拔试验,掌握其支护力学特点。研究表明在一定范围内随着预应力增加,锚杆锚固体的抗拉拔能力得到提高;施加预应力后锚杆“拉拔力-位移”曲线初期出现斜率突变现象;预应力锚杆在受载后呈现出较强的刚度,在支护前期能够迅速达到较大的承载力,有效提高锚杆控制围岩变形的能力,研究可为相关工程支护设计提供参考。

关键词：锚杆预应力锚杆拉拔试验拉拔力-位移

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高预紧力均布承载型锚杆力学响应及应用

煤炭科学技术 2022年第12期50卷 92-101页

作者：侯俊领李垂宇赵能杜承航张敦喜李培攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花617000 安徽理工大学土木工程学院安徽淮南232000 四川钛星工程科技有限责任公司四川攀枝花617000 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232000

预紧力作为锚杆支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高锚杆预紧力可降低冒顶事故的发生,为有效提高锚杆预紧力、降低断锚、失锚的现象发生。研发了滚动式减摩垫片和拉压分离型螺母,综合采用实验室试验、理论... 详细信息

预紧力作为锚杆支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高锚杆预紧力可降低冒顶事故的发生,为有效提高锚杆预紧力、降低断锚、失锚的现象发生。研发了滚动式减摩垫片和拉压分离型螺母,综合采用实验室试验、理论分析、数值计算,研究了滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母转矩-预紧力转化关系,研究了普通螺母、拉压分离型螺母预紧过程中力学响应特征。研究表明:普通锚杆预紧过程中,约有60%转矩被锚杆螺母与托盘之间的摩擦所消耗,使用滚动式减摩垫片可将摩擦消耗的转矩降低至25%,转矩-预紧力转化率提高2倍左右;普通锚杆螺母内螺纹副应力沿着远离挤压面轴向呈指数衰减,螺母内前3圈应力值较大,该范围发生明显的应力集中,为锚杆杆体断裂的危险面,使用拉压分离型螺母后螺纹副应力呈均匀分布,消除了应力集中现象,螺纹变形协调;集成滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母等发明了高预紧力均布承载型锚杆,可将预紧力提升至2.5倍,杜绝锚杆易从螺纹段断裂的现象,在淮南矿区朱集矿得取得良好的应用效果。

关键词：预紧力滚动式减摩垫片拉压分离型螺母高预紧力均布承载型锚杆

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预应力螺纹钢锚杆扭矩-预紧力转化试验研究

中国安全科学学报 2022年第11期32卷 55-64页

作者：侯俊领李垂宇赵能张敦喜杜承航攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花617000 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232000 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232000 四川钛星工程科技有限责任公司四川攀枝花617000

为有效提高预应力螺纹钢锚杆预紧力,降低锚杆断锚、失锚现象,对锚杆扭矩-预紧力转化关系及螺母装配过程中锚杆危险点进行理论分析,得出影响预紧力的因素以及锚杆断裂的原因;研发锚杆扭矩-预紧力转化测试工装,分别检测锚杆预紧过程中施... 详细信息

为有效提高预应力螺纹钢锚杆预紧力,降低锚杆断锚、失锚现象,对锚杆扭矩-预紧力转化关系及螺母装配过程中锚杆危险点进行理论分析,得出影响预紧力的因素以及锚杆断裂的原因;研发锚杆扭矩-预紧力转化测试工装,分别检测锚杆预紧过程中施加的总扭矩、螺纹副扭矩、托盘支承面扭矩;研发锚杆滚动式减摩垫片,通过理论分析及现场应用得出其扭矩-预紧力转化关系,降低托盘摩擦损耗对预紧力的影响;研发拉压分离型螺母,通过数值模拟和实验室试验得出其受力云图和扭矩-预紧力的转化关系,降低螺纹副变形、受力环境差对预紧力的影响。研究结果表明:滚动式减摩垫片,可降低螺母与托盘支承面的摩擦,提高扭矩-预紧力转化效率,预紧力提高2倍以上;应用拉压分离型螺母,将传统锚杆螺纹副拉压复合型的集中承载优化为拉压分离型的均布承载,显著缓和锚杆危险面和危险点的应力大小,实现螺纹副协调变形,降低断锚的现象发生。

关键词：预应力螺纹钢锚杆扭矩-预紧力锚杆断裂危险点滚动式减摩垫片拉压分离型螺母

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分布式实时监测测力锚杆的开发与应用

煤炭工程 2022年第12期54卷 121-127页

作者：侯俊领吕晓雪李垂宇胡冰攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花617000 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232000 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232000 淮河能源(集团)股份有限责任公司安徽淮南232000

针对顶板事故频发的煤矿生产安全背景,进行测力锚杆原理的分析,构建分布式实时监测测力锚杆系统,包括分布式测力锚杆、实时采集分站、智能网关和动态智能预警平台等,可动态实时监测锚杆轴力、弯矩等工况信息,当锚杆轴力超过安全阀值时,... 详细信息

针对顶板事故频发的煤矿生产安全背景,进行测力锚杆原理的分析,构建分布式实时监测测力锚杆系统,包括分布式测力锚杆、实时采集分站、智能网关和动态智能预警平台等,可动态实时监测锚杆轴力、弯矩等工况信息,当锚杆轴力超过安全阀值时,系统会准确发出安全预警。给出分布式测力锚杆工作原理、制备工艺和标定方法。分布式实时监测测力锚杆在淮南顾桥矿1126(1)轨道运输巷和山西汾西高阳煤矿21105工作面运输巷成功应用,依据监测成果分析了锚杆轴力、弯矩演化规律,预测了轴力与采场周期来压的响应关系,揭示了该巷道采动期间锚杆的工况响应规律,在测力区段划分出“非超前支承应力区、采动影响区、剧烈影响区”。为类似条件矿井进行巷道锚杆支护设计优化时提供参考和借鉴。

关键词：测力锚杆锚杆支护传感器监测预警

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巷道高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术

科学技术创新 2021年第16期 5-6页

作者：宫耀侯俊领袁琳杜承航李垂宇谢涛邓金山淮河能源控股集团有限责任公司煤业分公司安徽淮南232171 攀枝花学院四川攀枝花617000 四川岩土智测科技有限公司四川攀枝花617000 四川钛星工程科技有限责任公司四川攀枝花617000

针对目前巷道锚杆支护普遍预紧力较低、全长锚固锚杆预紧力在岩层内扩散效果不理想等客观事实,采用现场实测、数值计算、理论分析等综合研究方法,煤巷高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术研究,得出以下成果:发明了减摩垫片、优化了扭矩倍... 详细信息

针对目前巷道锚杆支护普遍预紧力较低、全长锚固锚杆预紧力在岩层内扩散效果不理想等客观事实,采用现场实测、数值计算、理论分析等综合研究方法,煤巷高预紧力全长锚固锚杆支护关键技术研究,得出以下成果:发明了减摩垫片、优化了扭矩倍增器等给出了全长锚固锚杆施加高预紧力的新途径;创建了全长先张后锚固工法,将锚杆锚固段分为快速锚固区和滞后锚固区,并研究制定了全长先张后锚固技术工法两个技术准则。研究成果推动力了煤矿锚网支护技术的发展。

关键词：锚杆支护预紧力全长锚固后锚固

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顶板灾害预警系统研发及在动压巷道中的应用

科学技术创新 2021年第16期 177-178页

作者：蔡正委侯俊领袁琳杜承航李垂宇谢涛邓金山李奇刘兵四川铸创安全科技有限公司四川成都610041 攀枝花学院四川攀枝花617000 四川岩土智测科技有限公司四川攀枝花617000 四川钛星工程科技有限责任公司四川攀枝花617000

研发了分布式实时监测测力锚杆,构建了顶板灾害预警系统,可动态实时监测锚杆轴力、剪力、弯矩等工况信息,并实时给出锚杆强度富余系数,当杆体某处轴力超过安全阈值时,系统会发出安全预警信息。顶板灾害预警系统在淮南矿区顾桥矿动压巷... 详细信息

研发了分布式实时监测测力锚杆,构建了顶板灾害预警系统,可动态实时监测锚杆轴力、剪力、弯矩等工况信息,并实时给出锚杆强度富余系数,当杆体某处轴力超过安全阈值时,系统会发出安全预警信息。顶板灾害预警系统在淮南矿区顾桥矿动压巷道成功应用,得出巷道锚杆在采动影响下轴力响应规律,采动期间锚杆轴力显著高于掘进期间,锚杆轴力峰值点为距工作面27m处。实测轴力最大值与杆体屈服力之比为60%左右,最小富余系数为40%,表明目前的支护能较好的控制顶板。本文研究成果为动压巷道顶板安全防控提供技术支撑。

关键词：动压巷道锚杆支护测力锚杆监测预警

适应新型电力系统的电力互替品市场——(三)体系设计

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 80-91页

作者：何光宇肖居承范帅严正刘敦楠李祖毅电力传输与功率变换教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 华北电力大学经济与管理学院北京市102206 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

针对能源转型背景下优化电力市场总体设计的紧迫需求,文中立足于电能价值这一根本点,提出了适应新型电力系统的电力互替品市场体系设计。首先,分析指出电力互替品市场体系的建设目标,正是为了适应低发电边际成本、高系统消纳成本的新能... 详细信息

针对能源转型背景下优化电力市场总体设计的紧迫需求,文中立足于电能价值这一根本点,提出了适应新型电力系统的电力互替品市场体系设计。首先,分析指出电力互替品市场体系的建设目标,正是为了适应低发电边际成本、高系统消纳成本的新能源,其短期目标是提升系统的调节能力,长期愿景是促使系统具有低调节边际成本。其次,基于对电能价值内涵的再思考,提出了电能双重价值理论,揭示了电能作为商品所具有的生产使用价值和电力电量平衡价值,强调不应基于资源类型而应基于所发挥价值来划分市场主体类型。最后,从商品属性、时间尺度和空间范围等多个维度,对电力互替品市场体系进行了系统设计。该体系由电能量市场、辅助服务市场两大部分构成,其中,前者又可分为互替电量市场与调节电量市场两部分,分别用于反映电能的生产使用价值和平衡价值。在此基础上,对电力互替品市场体系下多区域电力互替品市场形态以及零售商参与电力互替品批发市场的方式进行了探讨。所提出的电力互替品市场体系围绕系统连续平衡而设计,有利于建立公平交易、充分竞争、简单透明的交易机制。

关键词：电力市场电力互替品新型电力系统电能双重价值互替电量调节电量新能源消纳

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我国生物质基化工产品的关键技术现状与展望

中国科学:化学 2025年第1期55卷 136-167页

作者：梁茵张震宇范昊安李愽龙傅杰生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院杭州310058 全省功能性糖醇绿色生物制造重点实验室浙江大学衢州研究院衢州324000

在能源结构转型和碳减排的双重压力下,我国亟需发展生物质资源的利用技术,以实现对化石基产品的补充.其中,化学法凭借其反应条件易于控制和生产效率高等优点,在生物质的大规模转化中展现出广泛的工业应用前景与价值.本文聚焦生物质化工... 详细信息

在能源结构转型和碳减排的双重压力下,我国亟需发展生物质资源的利用技术,以实现对化石基产品的补充.其中,化学法凭借其反应条件易于控制和生产效率高等优点,在生物质的大规模转化中展现出广泛的工业应用前景与价值.本文聚焦生物质化工中的关键产业,包括木质纤维素、油脂以及甲壳素化工,梳理化学法制备生物基化工产品的关键技术,探讨其产业发展现状与趋势,提出一系列产业需要解决的化工问题,并展望了生物质化工的未来发展前景,强调在催化剂设计、新工艺研发、工艺集成策略以及传质机理深入理解等方面的重大潜力,为推动生物质化工的高效发展及产业升级提供理论参考与技术支持.

关键词：生物质化工木质纤维素油脂甲壳素化学法生物基化学品