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基于响应面法的矿渣基全固废胶凝材料配比优化

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硅酸盐通报 2021年第1期40卷 187-193页

作者：刘树龙李公成刘国磊王发刚王劼齐兆军杨纪光山东理工大学材料科学与工程学院淄博255049 山东理工大学资源与环境工程学院淄博255049 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司莱州261400

为促进钢铁冶炼废渣的高值化应用,以高炉矿渣、钢渣、脱硫石膏为原料制备全固废胶凝材料,开展矿山充填料浆配合比优化研究。在探究试验原料物化性质的基础上,借助Design-Expert软件中的Box-Behnken设计17组配合比试验。以钢渣、石灰、... 详细信息

为促进钢铁冶炼废渣的高值化应用,以高炉矿渣、钢渣、脱硫石膏为原料制备全固废胶凝材料,开展矿山充填料浆配合比优化研究。在探究试验原料物化性质的基础上,借助Design-Expert软件中的Box-Behnken设计17组配合比试验。以钢渣、石灰、脱硫石膏掺量为自变量,以充填体28 d抗压强度为响应值,构建响应面多项式回归模型,基于方差分析和响应曲面剖析研究自变量单因素和交互作用对充填体强度性能的影响机制。结果表明,充填体强度对单一因素响应极敏感,对因素间交互作用具有较强的显著性。其中,单一因素影响显著性排序依次为石灰、脱硫石膏和钢渣掺量;钢渣和石灰掺量的交互作用是影响充填体强度性能的决定性因素,其次是石灰和脱硫石膏掺量的交互作用,钢渣和脱硫石膏的交互作用影响最小。通过优化获得最佳配合比参数为钢渣掺量40%,石灰掺量6%,脱硫石膏掺量12%,矿渣掺量42%(均为质量分数)。此参数下充填体28 d强度为4.03 MPa,平行验证试验相对误差为2.83%,证实了响应面法优化全固废胶凝材料配比的精确性和科学性。

关键词：高炉矿渣胶凝材料响应面法回归模型交互作用抗压强度最优配合比

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膜组合工艺在含盐废水处理中的应用

膜科学与技术 2019年第5期39卷 119-124页

作者：田继兰张弦周丽霞刘国磊李洋吴珍李继定鄂尔多斯应用技术学院鄂尔多斯017000 鄂尔多斯市紫荆创新研究院鄂尔多斯017000 清华大学化学工程系化学工程国家重点联合实验室北京100084

采用实验室配制的10 g/L的KCl模拟废水,对各种膜组合工艺脱盐效果进行比较.研究结果表明,纳滤强化的“双膜”工艺能显著提高系统清水回收率,减少后续浓水排放量,是值得推荐的含盐废水处理膜组合工艺之一.采用纳滤强化的“双膜”工艺对... 详细信息

采用实验室配制的10 g/L的KCl模拟废水,对各种膜组合工艺脱盐效果进行比较.研究结果表明,纳滤强化的“双膜”工艺能显著提高系统清水回收率,减少后续浓水排放量,是值得推荐的含盐废水处理膜组合工艺之一.采用纳滤强化的“双膜”工艺对神华煤制油自备电厂循环冷却水进行处理,在进水温度约为13.5℃,运行压力约1.0 MPa条件下,系统脱盐率和回收率分别为95.8%和64.1%.随着进水温度从7.8℃上升至22.0℃,系统脱盐率从95.89%逐渐降低至95.46%,而系统回收率从61.11%逐渐增大至68.12%.当运行压力在0.88~1.03 MPa之间变化时,系统脱盐率和回收率随着运行压力的增大而迅速提高;当运行压力大于1.03 MPa时,脱盐率和回收率随进水压力增长变化减缓.

关键词：膜组合工艺含盐废水脱盐率回收率

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超细尾砂新型胶凝材料开发及配比优化

矿业研究与开发 2020年第7期40卷 86-90页

作者：刘树龙李公成孙业庚刘国磊王发刚王劼齐兆军山东理工大学材料科学与工程学院山东淄博市255049 山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博市255049 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司山东莱州市261400

为解决山东某金矿尾砂粒径细、含泥量高导致的充填体早期强度低的问题,以该金矿尾砂为主要原料,石膏和生石灰作为复合激发剂,添加少量芒硝开发新型胶凝材料。试验结果显示:当水泥添加量为25%,生石灰添加量为15%,石膏添加量为1.5%,芒硝... 详细信息

为解决山东某金矿尾砂粒径细、含泥量高导致的充填体早期强度低的问题,以该金矿尾砂为主要原料,石膏和生石灰作为复合激发剂,添加少量芒硝开发新型胶凝材料。试验结果显示:当水泥添加量为25%,生石灰添加量为15%,石膏添加量为1.5%,芒硝添加量为4%和矿渣添加量为54.5%时,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.51,0.62,0.75MPa。在成本控制范围内,为进一步提高充填体早期强度,挖掘最优配比,配比优化试验获得超细尾砂新型胶凝材料最优配比为水泥∶生石灰∶石膏∶芒硝∶矿渣=30∶20∶1.5∶4∶44.5,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.58,0.72,0.86MPa,满足矿山充填采矿要求。

关键词：超细尾砂胶凝材料正交试验抗压强度配比优化

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岩爆硬岩应力松弛特性试验研究

矿业研究与开发 2019年第4期39卷 38-42页

作者：李晓程张晓君赵振华刘国磊李宝玉山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博市255049 山东理工大学矿山工程技术研究所山东淄博市255049 山东省地矿工程勘察院山东济南250014

针对硬岩应力松弛特性及监测研究的不足,基于全过程超声波监测,开展了具有岩爆倾向性的辉长岩试样单轴压缩峰前应力松弛试验,得出了硬岩峰前应力松弛特性和超声波波形规律,建立了应力松弛模型,定义了应力松弛能量耗散率指标,探讨了应力... 详细信息

针对硬岩应力松弛特性及监测研究的不足,基于全过程超声波监测,开展了具有岩爆倾向性的辉长岩试样单轴压缩峰前应力松弛试验,得出了硬岩峰前应力松弛特性和超声波波形规律,建立了应力松弛模型,定义了应力松弛能量耗散率指标,探讨了应力松弛过程的能量储耗,得出了基于应力松弛试验的岩石均质度的确定方法。结果表明,硬岩应力松弛过程经历了迅速衰减、逐渐衰减和稳定3个演化阶段,应力松弛度非常低;Burgers模型能较好的反映硬岩的应力松弛特性,可用于实际工程长期稳定性分析中;在加载应力水平为其单轴抗压强度的70%以内时,其应力松弛过程的波速未发生变化,首波波幅均在11～12mV之间起伏波动变化,可结合超声波监测揭示其应力松弛过程中的变形损伤演化进程,研究成果对硬岩长期稳定性分析、预测及岩爆监测预警具有很好的指导和借鉴意义。

关键词：硬岩应力松弛超声波监测波速岩爆

丙泊酚对糖氧剥夺再灌注诱导星形胶质细胞损伤影响及其机制

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青岛大学学报（医学版） 2021年第6期57卷 903-907页

作者：宋海军杨族悌刘军刘国磊南阳南石医院麻醉科河南南阳473000 河南省直第三人民医院麻醉科

目的探讨丙泊酚对糖氧剥夺再灌注诱导的星形胶质细胞损伤的影响及其机制。方法将体外培养的大鼠脑皮质星形胶质细胞分为对照组、模型组、模型+丙泊酚组、模型+丙泊酚+空载体组和模型+丙泊酚+高迁移率族蛋白1(HMGB1)组,后4组构建糖氧剥... 详细信息

目的探讨丙泊酚对糖氧剥夺再灌注诱导的星形胶质细胞损伤的影响及其机制。方法将体外培养的大鼠脑皮质星形胶质细胞分为对照组、模型组、模型+丙泊酚组、模型+丙泊酚+空载体组和模型+丙泊酚+高迁移率族蛋白1(HMGB1)组,后4组构建糖氧剥夺再灌注细胞损伤模型,后3组给予浓度为10μmol/L的丙泊酚处理,后两组分别在转染pcDNA3.1空载体质粒和pcDNA3.1-HMGB1过表达载体质粒后建模。采用噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率,比色法检测乳酸脱氢酶(LDH)漏出率,流式细胞仪检测细胞凋亡率,ELISA法检测细胞上清液中HMGB1、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量,Western blot检测HMGB1、B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(Cleaved caspase-3)等蛋白表达。结果与对照组相比,模型组细胞存活率和Bcl-2蛋白表达水平显著降低,而LDH漏出率、凋亡率和HMGB1、Bax、Cleaved caspase-3蛋白的表达水平以及细胞上清液中HMGB1、IL-1β、TNF-α含量均显著升高(F=171.199~391.008,q=24.398~49.269,P<0.05)。给予丙泊酚处理后糖氧剥夺再灌注引起的上述变化均显著减弱(q=11.711~35.032,P<0.05)。成功上调HMGB1表达后,丙泊酚对糖氧剥夺再灌注损伤的保护作用得以逆转。结论丙泊酚可能通过下调HMGB1表达抑制细胞凋亡和炎症反应对糖氧剥夺再灌注诱导的星形胶质细胞发挥保护作用。

关键词：再灌注损伤星形细胞二异丙酚细胞凋亡炎症 HMGB1蛋白质

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全尾砂新型充填胶凝材料早期强度及微观结构分析

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矿业研究与开发 2020年第11期40卷 47-51页

作者：齐兆军孙业庚刘树龙李公成刘国磊杨纪光吴再海山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司山东莱州市264000 山东理工大学材料科学与工程学院山东淄博市255049 山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博市255049 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为研究胶凝材料配比对充填体强度的影响,以山东某矿山全尾砂为骨料,β半水石膏、425~#普通硅酸盐水泥、生石灰、矿渣为胶凝材料制备全尾砂新型充填胶凝材料,借助正交试验设计全尾砂充填胶凝材料配比,探究不同胶凝材料与充填体强度的相... 详细信息

为研究胶凝材料配比对充填体强度的影响,以山东某矿山全尾砂为骨料,β半水石膏、425~#普通硅酸盐水泥、生石灰、矿渣为胶凝材料制备全尾砂新型充填胶凝材料,借助正交试验设计全尾砂充填胶凝材料配比,探究不同胶凝材料与充填体强度的相关性并利用扫描电子显微镜(SEM)研究新型充填胶凝材料水化产物微观结构。结果表明:新型充填胶凝材料强度随着β半水石膏添加量增加呈现先增加后降低的趋势,但分别与425^#普通硅酸盐水泥或者生石灰添加量呈正相关。SEM微观结构显示:新型充填胶凝材料水化产生的钙矾石、C—S—H凝胶是充填体具有早期强度的原因。养护时间为3d时,新型充填胶凝材料水化生成了少量的钙矾石和C—S—H凝胶,但强度比较低;养护至7d,14d时,钙矾石逐渐变粗,数量增多,与C—S—H凝胶相互作用,强度增加。

关键词：全尾砂胶凝材料正交试验充填体强度微观结构

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硫化钠调控膏体充填料浆凝结硬化性能研究

矿业研究与开发 2022年第8期42卷 87-92页

作者：刘国磊温晓宁李公成庄学鹏文增生李伟刘树龙李渊昌王海森山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博市255049 山东金富矿业有限公司山东淄博市255049 山东金邑矿业有限公司山东潍坊市261308 山东华联矿业股份有限公司山东淄博市256100

为解决某矿膏体充填料浆凝结硬化缓慢而引发的充填体质量差、采充周期长、矿石生产效率低等问题,研究采用硫化钠作为改性剂调控膏体充填料浆凝结硬化性能。研究结果表明:硫化钠通过钝化尾砂-水泥-矿渣基复合胶凝体系中的锌离子和加速碱... 详细信息

为解决某矿膏体充填料浆凝结硬化缓慢而引发的充填体质量差、采充周期长、矿石生产效率低等问题,研究采用硫化钠作为改性剂调控膏体充填料浆凝结硬化性能。研究结果表明:硫化钠通过钝化尾砂-水泥-矿渣基复合胶凝体系中的锌离子和加速碱矿渣水化反应进程,发挥出显著的促凝效果,随着硫化钠添加量的增加,膏体充填料浆凝结时间呈线性降低趋势,塌落度和流动度呈负相关,稠度呈正相关,充填体7 d、14 d、28 d抗压强度呈先上升后降低的趋势,且硫化钠添加量1.5%是充填体抗压强度变化的拐点。当灰砂比为1∶8,硫化钠添加量为1.5%时,膏体充填料浆塌落度为28.0 cm,稠度为11.4 cm,流动度为73 cm,充填体7 d、14 d、28 d抗压强度分别为2.08,3.11,3.99 MPa,可满足矿山充填开采的要求。

关键词：膏体充填硫化钠凝结时间流动性抗压强度

孤岛工作面开采顶板深孔预裂减冲机制及微震响应特征

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第6期6卷 141-154页

作者：刘国磊梁文昭孟圣师田利华郑寓超崔嵛山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255022 山东能源集团鲁西矿业有限公司郭屯煤矿山东菏泽274704 枣庄矿业集团高庄煤业有限公司山东济宁277605

孤岛工作面开采具有较高冲击风险,顶板预裂是一种有效的减冲技术。以高庄煤矿3上1105孤岛工作面为背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测等手段,研究了孤岛工作面冲击致灾机理、顶板预裂减冲机制及其影响因素。研究结果表明,两侧采空... 详细信息

孤岛工作面开采具有较高冲击风险,顶板预裂是一种有效的减冲技术。以高庄煤矿3上1105孤岛工作面为背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测等手段,研究了孤岛工作面冲击致灾机理、顶板预裂减冲机制及其影响因素。研究结果表明,两侧采空区覆岩形成的多拱结构传递压力及“砌体梁”结构失稳诱发强动载是孤岛工作面高冲击风险主要原因;建立了局部压力拱结构力学模型,分析局部压力拱力学特性,给出了局部压力拱失稳判据;顶板预裂爆破方法减冲机制为通过破坏形成局部压力拱的“砌体梁”结构,阻断压力传递路径,降低高支承压力场,减小开采期间“砌体梁”失稳诱发强动载风险。现场微震实测数据表明,顶板预裂减冲效果较好,有效降低了冲击风险。

关键词：孤岛工作面多压力拱结构顶板深孔预裂减冲机制微震响应特征

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高位巨厚砾岩对工作面开采地表沉降控制机理

煤矿安全 2024年第6期55卷 141-150页

作者：曹东京刘国磊梁文昭郝喜庆田利华薛建军枣庄矿业集团高庄煤业有限公司山东济宁277605 山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255022

为研究工作面开采后高位巨厚砾岩层对地表沉降的控制机理,以高庄煤矿西十一采区典型工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、地表沉降实测等方法开展研究;基于微震事件分布分析了高位巨厚砾岩层工作面覆岩结构特征,高位巨厚砾岩层受采动... 详细信息

为研究工作面开采后高位巨厚砾岩层对地表沉降的控制机理,以高庄煤矿西十一采区典型工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、地表沉降实测等方法开展研究;基于微震事件分布分析了高位巨厚砾岩层工作面覆岩结构特征,高位巨厚砾岩层受采动影响较小,破坏程度较低;通过建立巨厚砾岩层Euler-Bernoulli固支裂缝梁力学模型,推导了裂缝影响下挠曲变形方程,阐明了巨厚砾岩层对地表沉降控制机理。数值模拟结果显示:覆岩垂直位移在巨厚砾岩层底部发生突变,巨厚砾岩层底部易产生离层空间,离层空间经历了“月牙”形、“盘”形形态演化,巨厚砾岩层影响下的模型地表沉降量明显较小。地表沉降实测结果显示:高位巨厚砾岩区工作面开采地表沉降量明显更小,高位巨厚砾岩对地表沉降具有明显的控制作用。

关键词：高位巨厚砾岩层地表沉降 Euler-Bernoulli固支裂缝梁控制机理覆岩结构