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锤式破碎机冲击速率对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率的影响

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 289-300页

作者：赵环帅潘永泰余超乔鑫曹行健牛学超岳帆凯中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心北京100083 北京工业职业技术学院北京100042

锤式破碎机冲击速率直接影响着岩石破碎效果,为研究锤头冲击速率对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率的影响,结合物理试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏观−细观力学响应关系,采用颗粒流程序分析了锤式破碎机不同冲击速率下青砂岩的应力... 详细信息

锤式破碎机冲击速率直接影响着岩石破碎效果,为研究锤头冲击速率对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率的影响,结合物理试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏观−细观力学响应关系,采用颗粒流程序分析了锤式破碎机不同冲击速率下青砂岩的应力链特点、损伤劣化特征、声发射及裂纹变化,并研究了断裂能利用效率。结果表明:①青砂岩在破碎过程中,破坏微单元内部以拉力链为主,破坏边缘以压力链为主,在未破坏微单元内部压力链与拉力链相互交叉成网状,拉力链引起裂纹扩展,最终破坏是压力链和拉力链共同作用的结果。②青砂岩破坏形态分为局部破坏、扩展破坏及加剧破坏阶段,破坏微单元数量分为快速增加、逐渐变缓及稳定阶段。冲击速率越大,破坏微单元数量稳定值增加幅度越大,且破坏微单元数量与冲击速率近似服从直线分布。③随着冲击速率的增加,青砂岩裂纹累计数量分为快速增加与稳定阶段。裂纹萌生阶段,以剪切裂纹为主,初始输入能量主要用于剪切裂纹的生成,而后拉伸裂纹所占的比例逐渐增加,且最终以拉伸裂纹为主。④青砂岩在破坏过程中,断裂能分为快速增加、逐渐变缓及稳定阶段。断裂能利用效率分为快速增加、缓慢增加及缓慢下降阶段,最大值为10.851%,并建立了断裂能利用效率与冲击速率的定量化关系。研究结果不仅从细观角度对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率进行了初步探索,也可为锤式破碎机破碎过程中工艺参数的合理选择提供参考。

关键词：锤式破碎机青砂岩冲击速率裂纹断裂能

超声振动作用下青砂岩细观损伤演化规律及断裂能利用效率研究

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岩石力学与工程学报 2024年第7期 1646-1661页

作者：赵环帅潘永泰余超曹行健乔鑫中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心

超声振动破岩技术具有显著优势和发展潜力，为研究超声振动作用下岩石细观损伤演化规律及断裂能利用效率，结合物理试验与细观参数标定，建立青砂岩宏–细观力学响应关系，分析超声振动作用下接触力场、破坏特征及裂纹特点的演化规律，... 详细信息

超声振动破岩技术具有显著优势和发展潜力，为研究超声振动作用下岩石细观损伤演化规律及断裂能利用效率，结合物理试验与细观参数标定，建立青砂岩宏–细观力学响应关系，分析超声振动作用下接触力场、破坏特征及裂纹特点的演化规律，研究断裂能利用效率。研究结果表明：(1)在激励初期，最大接触力集中于青砂岩上端，而内部接触力较小，呈现出明显的“V”型。随着激励增加，接触力不断增大，原来杂乱分布的接触力逐渐呈规则分布，以波浪状向下端传递。(2)青砂岩破坏过程分为裂纹萌生、扩展、贯通3个阶段，最终破坏呈现出单侧剪切破坏特征。在相同振动频率下，随着振幅增加，青砂岩破坏块体与裂纹数量总体上呈斜向上增长的趋势；在相同的振幅下，随着振动频率增加，青砂岩的破坏块体与裂纹数量呈波动趋势。(3)剪切裂纹声发射次数最大值出现的时间最早，拉伸裂纹声发射次数最大值出现的时间次之，拉伸与剪切裂纹累积裂纹数量相等出现的时间最晚。超声振动激励初期，青砂岩以剪切裂纹为主，最终以拉伸裂纹为主，拉伸作用在破坏过程中起主要作用。在此过程中，裂纹主要是以超声振动载荷平行的方向扩展为主，而水平方向裂纹扩展较少。(4)在相同振动频率下，随着振幅增加，青砂岩断裂能利用效率呈现出下降并波动的趋势；在相同的振幅下，随着振动频率增加，青砂岩断裂能利用效率呈波动的趋势，断裂能利用效率范围为9.448%～12.456%。研究结果可为岩石破碎工艺参数的合理选择提供参考。

关键词：岩石力学青砂岩超声振动颗粒流模拟损伤演化裂纹断裂能

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内热源影响下高压电力电缆着火机制

中国安全科学学报 2024年第1期34卷 200-205页

作者：王涛宋晓枫徐文淑安伟光中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省城市地下空间火灾防护高校重点实验室江苏徐州221116 江苏省安全应急装备技术创新中心江苏徐州221100

为探究高压电力电缆因过载或短路且线芯发热影响下的着火机制,使用加热棒模拟电缆内部故障热源,并开展电缆着火试验,分析内热源功率及电缆线芯截面积对电缆温升、着火时间等着火关键参数的影响,发现电缆从被加热至着火到燃烧的全过程可... 详细信息

为探究高压电力电缆因过载或短路且线芯发热影响下的着火机制,使用加热棒模拟电缆内部故障热源,并开展电缆着火试验,分析内热源功率及电缆线芯截面积对电缆温升、着火时间等着火关键参数的影响,发现电缆从被加热至着火到燃烧的全过程可分为初期加热、热解气体逸出、着火、燃烧及熄灭4个阶段。结果表明:绝缘层熔融物的滴落会导致火焰形态发生变化,电缆各结构层表面温度的升温速率随内热源功率的增加及与内热源表面距离的减小而增大,功率的增加弱化了电缆线芯截面积对各层升温速率的影响;电缆的着火时间与内热源功率呈线性递减的关系。

关键词：内热源高压电力电缆着火时间截面积表面温度

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基于横向剪切干涉系统的液膜厚度分布检测

化工进展 2024年第2期43卷 743-751页

作者：盛稳余波郭晗周怀春中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116 江苏省智慧能源技术及装备工程研究中心江苏徐州221116

测量液体薄膜的厚度在众多科学和工程领域中都具有重要的应用价值。本文基于横向剪切干涉技术,通过条纹追踪算法对相机拍摄得到的液膜干涉图像进行处理,研究了三角形与矩形竖直自由平面液膜的厚度分布及时间演变。实验结果表明,三角形... 详细信息

测量液体薄膜的厚度在众多科学和工程领域中都具有重要的应用价值。本文基于横向剪切干涉技术,通过条纹追踪算法对相机拍摄得到的液膜干涉图像进行处理,研究了三角形与矩形竖直自由平面液膜的厚度分布及时间演变。实验结果表明,三角形液膜厚度范围为0.98~9.37μm,矩形液膜厚度范围为0.1~13μm。受重力影响,液膜厚度从顶部到底部逐渐增大,而在水平方向上液膜厚度分布均匀。随着时间的推移,重力排液导致液膜整体厚度逐步减小,顶部最薄弱处厚度率先到达最小值0.08μm后液膜整体破裂。进一步对矩形液膜进行分析,整个排液过程中液膜最大体积为2.66mm^(3),最大体积流量为0.28mm^(3)/s。此外,通过干涉条纹的分布变化可实现液膜表面流场可视化,为液膜微观表面流场研究提供了新的研究方法。

关键词：横向剪切干涉液膜厚度排液两相流光学测量

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对外直接投资对中国城市韧性的影响

中国人口·资源与环境 2024年第5期34卷 175-185页

作者：吉生保魏姗姗王丁玄中国矿业大学经济管理学院江苏徐州221116 中国矿业大学区域产业协同创新发展研究中心江苏徐州221116

强大的本土投资能力是维系城市韧性的重要力量,而对外直接投资作为本土投资的海外转移,是否挖了中国城市韧性的墙角?该研究利用2008—2021年中国272个地级市面板数据,研究对外直接投资(OFDI)及其扩展边际和集约边际(二元边际)对城市韧... 详细信息

强大的本土投资能力是维系城市韧性的重要力量,而对外直接投资作为本土投资的海外转移,是否挖了中国城市韧性的墙角?该研究利用2008—2021年中国272个地级市面板数据,研究对外直接投资(OFDI)及其扩展边际和集约边际(二元边际)对城市韧性的影响和传导机制。研究发现:①OFDI及其二元边际显著提升城市韧性,其中扩展边际对城市韧性促进作用更大;②分城市规模来看,大城市OFDI对城市韧性的提升作用强于中小城市,大城市和中小城市分别在OFDI集约边际和扩展边际上对提升城市韧性有比较优势;③分区域来看,东部地区OFDI扩展边际对提升城市韧性有比较优势,中西部地区OFDI集约边际对提升城市韧性有比较优势;④在冲击抵御期,OFDI扩展边际对城市韧性促进作用相对较大,在恢复调整期,OFDI集约边际对城市韧性促进作用相对较大;⑤从作用路径来看,OFDI通过增强本土技术创新能力、改善本土产业结构和促进本土产业化和城镇化相融合(产城融合)提升城市韧性,其中产城融合的中介效应更为突出。这意味着:①东部地区和大城市的政府工作重点可以放在全面提升基本公共服务、打造城市名片上面,中部地区和中小城市的政府工作重点可以放在培养行业龙头企业、提供有针对性的公共服务上面,彼此错位发展;②在冲击抵御期,甚至在前冲击抵御期,各级政府就应该未雨绸缪,向行业龙头企业发出预警,有针对性地帮助其对冲冲击,重点通过各类双边协定和投资安排,与东道国一道通力合作,在恢复调整期,各级政府的重点应该放在进一步完善自身制度建设上面,通过完善本土营商环境,解除企业的后顾之忧,让更多的企业想走出去,能走到更多的地方去。

关键词：对外直接投资扩展边际集约边际城市韧性

振动载荷对青砂岩冲击裂纹扩展及能量利用效率的影响

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：赵环帅潘永泰余超乔鑫曹行健牛学超中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心北京工业职业技术学院建筑与测绘工程学院

在岩石破碎过程中,外部加载方式是影响岩石力学特性与破裂行为的重要因素。振动、冲击是最常用的两种加载方式,但目前研究主要集中于单一加载方式,关于振动载荷对岩石在冲击过程中破裂特征的影响研究较少。该文结合室内试验与细观参数标... 详细信息

在岩石破碎过程中,外部加载方式是影响岩石力学特性与破裂行为的重要因素。振动、冲击是最常用的两种加载方式,但目前研究主要集中于单一加载方式,关于振动载荷对岩石在冲击过程中破裂特征的影响研究较少。该文结合室内试验与细观参数标定,建立青砂岩宏细观力学响应关系,对比分析了冲击、振动冲击复合加载下的裂纹扩展及能量利用效率。研究结果表明:在相同冲击速度作用下,增加振动频率或振幅,青砂岩裂纹数量与能量利用效率的增幅总体上均呈现出增大趋势。两种加载方式下,随着冲击速度的增大,青砂岩裂纹最大数量均呈接近直线形增长,拉伸裂纹的数量居多,裂纹的分布均呈X状共轭斜面特征,但振动冲击复合加载下裂纹增长速度相对较大;建立了振动载荷下裂纹增加的数量与冲击速度的定量关系。振动载荷对最大能量利用效率的增幅呈现出先快速增加后减小的趋势,最大增幅为0.725%。该研究初步探索了振动载荷对青砂岩冲击裂纹扩展及能量利用效率的影响,可为岩石破碎工艺参数的合理选择提供参考。

关键词：青砂岩振动载荷裂纹扩展断裂能

碳化钨复合涂层的制备技术及其耐磨耐蚀性的研究进展

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腐蚀与防护 2024年第4期45卷 46-53页

作者：陈志聪黄超刘威沈利民中国矿业大学化工学院徐州221116 国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州221116

碳化钨涂层具有化学稳定性高、硬度大和耐磨性好等特点,常用于金属表面涂层的制备。从碳化钨涂层的不同制备原理出发,综述了超声速火焰喷涂、等离子喷涂、等离子熔覆、激光熔覆和真空熔覆等碳化钨涂层制备技术的国内外研究进展,分析了... 详细信息

碳化钨涂层具有化学稳定性高、硬度大和耐磨性好等特点,常用于金属表面涂层的制备。从碳化钨涂层的不同制备原理出发,综述了超声速火焰喷涂、等离子喷涂、等离子熔覆、激光熔覆和真空熔覆等碳化钨涂层制备技术的国内外研究进展,分析了不同制备技术下涂层的耐磨性和耐蚀性,探讨了涂层制备技术存在的问题和未来的研究方向。

关键词：碳化钨涂层超声速火焰喷涂等离子喷涂等离子熔覆激光熔覆真空熔覆

不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化特征对比研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 385-398页

作者：朱振南王殿永杨圣奇解经宇袁益龙吴廷尧田文岭孙博文田红陈劲中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国地质大学(武汉)教育部岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 吉林大学地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心吉林长春130026 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中建桥梁有限公司重庆402260 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 重庆大学土木工程学院重庆400045

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试... 详细信息

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试系统进行不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化测试,分析围压和加载方式对花岗岩渗透率的影响规律,并采用偏光显微镜和计算机断层扫描进行干热花岗岩细观结构观测,探讨其二维和三维微观结构变化特征,揭示其渗透率演化机制。试验结果表明:(1)不同冷却速率下干热花岗岩渗透率和渗透流量随温度的升高逐渐增大,且遇水冷却条件下花岗岩渗透率和渗透流量总是大于自然冷却条件下的值,而最小渗透压力则呈现相反的趋势。(2)不同冷却速率下花岗岩试样的二维微裂纹密度和平均宽度、三维孔隙率均随温度的升高而不断增加,且遇水冷却条件下微裂纹密度、平均宽度和孔隙率的值均大于自然冷却条件下的值。(3)不同冷却速率下花岗岩渗透率的变化主要与岩石内部微裂纹的演化有关,而岩石内部微裂纹的演化主要是由于矿物非均匀膨胀和内部物理化学反应所引起的,遇水冷却促进其渗透率进一步提高。(4)随着围压的增大,不同冷却速率下干热花岗岩渗透率呈负指减小的趋势,卸荷作用下花岗岩渗透率远小于加载作用下的值。研究结果期望揭示深部干热岩地热开采过程中渗透率演化机制,并为EGS采热模拟提供可靠的参数。

关键词：岩石力学渗透率花岗岩冷却速率细观结构卸荷地热能

基于平行因子分析的河流溶解性有机质污染识别与响应

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环境科学学报 2024年第4期44卷 124-132页

作者：侯嫔韩港胜费召鹏张思雨董慧峪中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室北京100085

研究Y江流域水体溶解性有机质(DOM)组分及来源对了解Y江水生生态系统至关重要.本研究采用平行因子分析法,通过拉曼及瑞利散射校正和组分提取等对三维荧光光谱矩阵进行处理,并结合常规水质参数,对水体中DOM的三维荧光光谱特征、组分比例... 详细信息

研究Y江流域水体溶解性有机质(DOM)组分及来源对了解Y江水生生态系统至关重要.本研究采用平行因子分析法,通过拉曼及瑞利散射校正和组分提取等对三维荧光光谱矩阵进行处理,并结合常规水质参数,对水体中DOM的三维荧光光谱特征、组分比例、特征参数及荧光特性等进行相关性分析,探究Y江流域水体DOM的组分、来源及空间分布特性.结果表明,Y江干流主要河流断面的COD约有85%的采样点符合Ⅰ类地表水标准,TN约有58%的采样点超过Ⅳ类地表水标准,TP约有85%的采样点符合Ⅲ类地表水标准,NH_(3)-N约有77%的采样点符合Ⅱ类地表水标准.TN和TP为Y江干流的主要污染物,且在下游区域呈升高的趋势,水体存在富营养化的可能.通过PARAFAC分析得出Y江DOM的三组分荧光光谱模型,其中,C1主要由富里酸和腐殖酸类组成,占比56.4%;C2为类陆生腐殖质,占比13.4%;C3为色氨酸类蛋白质组分,占比30.2%.Y江干流地表水DOM具有轻微的腐殖化程度,同时具有明显的自生源特性.外源输入和内源释放是导致该区域地表水水质变化的重要因素.DOM的来源和组成在空间分布上具有显著差异.在上游区域,植被分解和土壤有机质分解等自然过程是该区域DOM形成的主要途径.在中游和下游区域,DOM受到人类活动的影响较大,特别是在下游区域,C3组分含量占DOM的比例较高,这可能是由于城市和工业企业排污等人类活动对DOM的组成造成影响.皮尔逊相关性分析显示,DOM中的组分C1和C3与TN、NH_(3)-N、UV_(254)呈显著正相关(p研究揭示了Y江流域水体DOM的荧光特征和组分来源响应机制,为该流域水质污染识别与监控提供了良好的科学依据.

关键词： Y江地表水溶解性有机质三维荧光光谱平行因子分析