检索结果-南通市图书馆

基于孔间直流电透视的煤层底板采动破坏电阻率时移变化规律与机理

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年第1期49卷 601-615页

作者：岳建华滕小振胡双贵习丹阳张河瑞中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 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 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

煤层采动过程中,底板应力状态的改变会产生变形与破坏,而不同煤层采动过程中底板破坏具有一定的规律。目前基于直流电阻率法的煤层底板水害监测主要集中于底板变形与破坏的电阻率响应特征上。为了研究工作面回采过程中煤层底板的电性时... 详细信息

煤层采动过程中,底板应力状态的改变会产生变形与破坏,而不同煤层采动过程中底板破坏具有一定的规律。目前基于直流电阻率法的煤层底板水害监测主要集中于底板变形与破坏的电阻率响应特征上。为了研究工作面回采过程中煤层底板的电性时移变化特征,采用孔间直流电透视观测系统和时移电阻率反射系数法,通过数值模拟和现场试验揭示了煤层底板采动破坏电阻率时移规律。首先,针对典型地电模型,对比单独反演和时移电阻率变化率的结果,验证了孔间直流电透视时移方法的可靠性。然后,针对煤层底板采动破坏,分析了采动过程中底板承压水导升与底板破坏带的电性响应规律与特征,并讨论了时移电阻率反射系数确定煤层底板破坏深度的可行性,为野外施工提供理论依据。最后,通过现场监测试验,获得工作面回采过程中煤层底板的电性变化特征,并采用时移电阻率反射系数R确定了工作面底板岩层的破坏深度为15 m。结果表明:利用孔间直流电透视法获得的煤层底板采动破坏电阻率时移特征可在一定程度上消除了监测数据中的地层因素和随机噪声影响,且时移电阻率反射系数可用来确定煤层底板破坏深度。该方法将探测目标从单一的研究地质异常转换到对煤层采动过程中工作面底板破坏的全生命周期动态监测,进而实现了工作面底板结构破坏的精细刻画。

关键词：时移监测采动破坏孔间直流电透视正演模拟煤层底板

基于相场法的花岗岩弹塑性损伤模型及其细观力学行为研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2024年第3期43卷 611-622页

作者：李明耀李绍金彭磊丁宇飞左建平中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083

花岗岩的细观非均质性对其损伤破坏行为有着重要影响。基于热力学原理和力与能量平衡方程,在经典相场模型框架内引入适合岩石类材料的非关联塑性本构关系,构建弹塑性相场模型,通过与解析解和试验数据对比,验证了其正确性和可靠性。在此... 详细信息

花岗岩的细观非均质性对其损伤破坏行为有着重要影响。基于热力学原理和力与能量平衡方程,在经典相场模型框架内引入适合岩石类材料的非关联塑性本构关系,构建弹塑性相场模型,通过与解析解和试验数据对比,验证了其正确性和可靠性。在此基础上,采用数字图像处理建立符合真实细观结构的花岗岩非均质数值模型,并对其三轴压缩试验进行数值模拟,在细观尺度预测其宏观力学行为以及分析岩石裂纹扩展机制。研究结果表明:通过与试验数据和传统弹脆性相场模拟结果对比,建立的基于花岗岩真实细观结构的弹塑性相场模型可以很好地捕捉其宏观非线性力学行为;花岗岩的内部裂纹的起裂、扩展以及局部应力场的分布会受到矿物颗粒的力学性质、几何形状及分布的影响。该研究方法为今后研究岩石多尺度损伤破坏问题提供一种简单有效的途径,对评价地下工程中围岩力学性质有着重要的工程实践意义。

关键词：岩石力学弹塑性相场模型数字图像处理非关联塑性本构三轴压缩裂纹扩展细观力学

复杂地质条件下隧道围岩大变形负泊松比锚索主动支护方法及控制效果研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 275-286页

作者：陶志刚谢迪隋麒儒孙吉浩何满潮中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

隧道工程在建设过程中面临复杂地质条件时发生围岩大变形灾害造成大量经济损失与人员安全威胁。为解决复杂地质条件下隧道围岩大变形灾害难控制的工程问题,首先以开挖补偿法为基础,利用岩石力学方法,说明高支护力主动支护方法是控制围... 详细信息

隧道工程在建设过程中面临复杂地质条件时发生围岩大变形灾害造成大量经济损失与人员安全威胁。为解决复杂地质条件下隧道围岩大变形灾害难控制的工程问题,首先以开挖补偿法为基础,利用岩石力学方法,说明高支护力主动支护方法是控制围岩大变形的有效手段。然后,针对高支护力主动支护方法对于高性能新材料的需求,介绍团队研发的具有高恒阻力、大变形特性的多世代NPR(negative Poisson’s ratio)新材料。最后,介绍以NPR新材料为核心的主动支护方法在工程应用中对于不同复杂地质条件下的隧道围岩大变形灾害的控制。结果表明:(1)隧道围岩大变形主要由于隧道开挖造成围岩应力重分布导致围岩大变形破坏,而通过主动支护提供支护力可恢复或接近初始应力状态;(2)团队研发的NPR新材料较传统材料不同,可为深部围岩提供足够的支护力以恢复原岩应力状态;(3)根据工程案例分析,NPR主动支护技术在软岩隧道、断层破碎带隧道以及岩爆隧道中均表现出良好的大变形控制效果,为未来复杂地质条件下围岩大变形提供参考依据和实践基础。

关键词：隧道工程复杂地质大变形 NPR材料工程应用

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

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

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

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤与瓦斯突出局部防突措施失效判定方法

煤炭学报 2024年

作者：李成武乔朕中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

打排放孔是局部防突的主要措施，但近年来发生过多起打完防突钻孔、采取局部防突措施后仍然发生突出的事故案例。究其原因，在于防突措施未实现其预期目标，处于失效状态。而如何有效判定措施是否起到防突效果是防治事故的关键一环。因... 详细信息

打排放孔是局部防突的主要措施，但近年来发生过多起打完防突钻孔、采取局部防突措施后仍然发生突出的事故案例。究其原因，在于防突措施未实现其预期目标，处于失效状态。而如何有效判定措施是否起到防突效果是防治事故的关键一环。因此，针对此情形，以突出灾害核心要素中的地应力为着力点，提出了适用于掘进工作面的防治煤与瓦斯突出措施失效判定方法并进行应用效果分析。其主要结论如下：基于工作面应力分布特征推演了局部防突措施的失效判定方法。该方法分为两部分，其一，措施的采取未注意避免对破碎区煤体的破坏，致使其强度降低进而诱发突出；其二，应力集中带内的高应力与高瓦斯并未有效卸放，且打破了原有的动态平衡状态致使灾害的发生。利用应变软化与煤体扩容概念更精确的解算了破碎区、塑性区以及弹性区的应力、应变和宽度范围，并结合失效判定方法的内容确定了它的定量表征形式。以局部防突措施的技术要求为基础，应用失效判定方法确定了《防治煤与瓦斯突出细则》中规定的超前钻孔、松动爆破以及水力疏松措施的钻孔最佳长度。基于失效判据列举出了典型钻孔失效类型，并针对其失效机制进行了定性定量的阐述。该研究成果有助于合理布置与优化掘进工作面防突措施，增强措施防突效果。

关键词：掘进工作面局部防突措施失效判定方法应力分布特征钻孔最佳长度

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向公众的地震应激水平与影响因素评估

清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：栗婧朱经政申彤中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

多年来中国地震事故发生不断,带来了严重的事故伤亡和损失。由于公众对地震环境陌生和恐惧,易产生严重的应激反应,使地震自救知识难以发挥作用。该文通过地震场景模拟,采用呼吸和肌电测量的数据定量计算地震应激水平,通过与文献整理得... 详细信息

多年来中国地震事故发生不断,带来了严重的事故伤亡和损失。由于公众对地震环境陌生和恐惧,易产生严重的应激反应,使地震自救知识难以发挥作用。该文通过地震场景模拟,采用呼吸和肌电测量的数据定量计算地震应激水平,通过与文献整理得出的应激水平影响因素进行关联分析、回归分析,得到各影响因素的重要度排序,并依据显著因素对改善地震应激反应给出建议。实验结果表明:在生理测量的17项指标中共有12项有效指标,其中包含呼吸动作幅度的最小值、平均值、标准差、方差和平均频率,以及肌电的最大值、最小值、平均值、标准差、方差、平均绝对值和均方根值。在影响因素中,应急技能(67.9%)、地震培训(58.4%)、情绪稳定性(44.8%)、视觉反应力(39.8%)、听觉反应力(39.0%)和记忆力(30.5%)为影响公众地震应激水平的6项显著因素。该结果为研究人员提供了地震应激水平评估的实验设计与计算方法,也为公众筛选了能够有效改善地震应激反应的因素并提出了相关建议。通过有效改善应激反应,公众在地震时可以冷静应对,积极自救。

关键词：地震灾害应激反应生理测量公众安全应急科普

基于循环推进算法的采煤工作面围岩温度场数值模拟研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年

作者：秦跃平郭铭彦唐飞刘强张冀昕侯浩楠赵微中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

随着浅部赋存煤炭资源的日益枯竭，深部开采已经成为煤炭资源开发的新常态。深部高温高湿的热环境将危害作业人员健康，增加机电设备故障率，极易引发井下安全事故。高温围岩作为采煤工作面的最主要热源之一，长期以来其散热量计算依赖... 详细信息

随着浅部赋存煤炭资源的日益枯竭，深部开采已经成为煤炭资源开发的新常态。深部高温高湿的热环境将危害作业人员健康，增加机电设备故障率，极易引发井下安全事故。高温围岩作为采煤工作面的最主要热源之一，长期以来其散热量计算依赖于拟合经验式，缺乏科学合理的计算方法。基于傅里叶定律和能量守恒定律，建立了采煤工作面二维围岩温度场非稳态数学模型，运用有限体积法对模型进行了离散，提出了以坐标间断移动来模拟实际割煤进刀过程的循环推进新算法，显著提高了动态推进条件下高温采煤工作面围岩散热的计算精度。随后以单个节点为例详细介绍了循环推进算法流程，基于Visual Studio编程平台自主开发了数值解算程序，并结合工程背景开展了采煤工作面高温围岩温度场及散热规律的数值模拟研究与实测验证工作。结果表明：模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致，平均相对误差为6.15%；在连续循环割煤过程中，围岩温度场呈现周期性变化特征;在一个循环周期内，各区域围岩散热强度在进刀循环开始时达到峰值，随后不稳定换热系数开始快速下降，且下降趋势逐渐减缓；传统的拟合经验式忽略了割煤循环过程中围岩散热强度随时间的改变，高估了围岩散热能力；在热害严重的采煤工作面，通过适当减缓进刀速度或采用截深更浅的采煤机刀头可有效减少围岩散热。

关键词：采煤工作面围岩散热围岩温度场循环推进算法不稳定换热系数

基于RSM-BBD的复合煤岩冲击动力学特征

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2024年

作者：栾铮解北京李恒武博文李晓旭程昌昊中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为，首先借助Ф50mm的分离式霍普金森压杆系统，对复合煤岩开展冲击加载实验，探究应变率A(50～350s-1)、侧向围压B（4～16... 详细信息

深部煤岩体及煤岩组合承载结构的整体失稳是诱发矿井煤岩动力灾害的主要原因之一。为探究复合煤岩的动力学响应行为，首先借助Ф50mm的分离式霍普金森压杆系统，对复合煤岩开展冲击加载实验，探究应变率A(50～350s-1)、侧向围压B（4～16MPa）、来压比C（1～4）的影响；其次，借助Design Expert12软件，设计三因素-三水平的响应曲面实验方案，探究单一因素及因素交互作用对动抗压强度σ、能耗率k的影响；最后，基于叠加理论、Weibull分布等，构建叠加损伤本构模型。结果表明：（1）复合煤岩的力学特性受单因素及因素交互作用影响显著；单因素对σ、k影响：A＞C＞B；因素交互对σ影响：AC＞AB＞BC；因素交互对k影响：AB＞AC＞BC。（2）复合煤岩中煤组分以剪切破坏为主，宏观裂纹易发育至岩组分比例较低的区域，且三元复合煤岩的强度分布呈区域分布特征。其中，复合煤岩强度规律从小到大依次为煤组分-非交界面区域、煤组分-交界面区域、低组分-岩交界面区域、低组分-岩非交界面区域、高组分-岩交界面区域、高组分-岩非交界面区域。（3）构建的损伤本构模型可表征复合煤岩体的动力响应关系，其中理论与实验曲线拟合系数R2≥0.97。研究结果为探究采动阶段工作面的动静载叠加现象、灾害防控提供理论支撑。

关键词：复合煤岩响应面法 SHPB 破坏失稳本构模型

煤与煤系战略性金属矿产协同勘查理论与技术体系框架探讨

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年第1期49卷 479-494页

作者：曹代勇魏迎春李新张昀徐来鑫位金昊董博中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083

煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型的建立,是实现煤系战略性金属元素向金属矿产转变的前提条件,煤与煤系战略性金属矿产协同勘查基础理论与关键技术研究,则是建立协同勘查模型的核心任务。从煤系战略性金属元素的基本特点分析入手,论... 详细信息

煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型的建立,是实现煤系战略性金属元素向金属矿产转变的前提条件,煤与煤系战略性金属矿产协同勘查基础理论与关键技术研究,则是建立协同勘查模型的核心任务。从煤系战略性金属元素的基本特点分析入手,论证了实施煤与煤系战略性金属矿产协同勘查的必要性;通过对协同勘查概念演变历史的梳理,阐明了煤炭综合勘查与协同勘查的关系,认为协同勘查是综合勘查的继承和发展,强调2种或多种矿产综合勘查过程中的协调有序和科学组织,其核心是协同组织勘查工程、协同实施关键技术。在论述煤与煤系战略性金属矿产协同勘查原则的基础上,初步提出煤与煤系战略性金属矿产协同勘查理论与技术方法体系框架,作为建立煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型的基础。煤与煤系战略性金属矿产协同勘查应以煤系战略性金属元素富集成矿机制、组合类型与赋存规律研究为前提条件,以煤地质学、矿床学、地球化学、地球物理学、勘查工程学等多学科理论为基础,以精准钻探、精细物探和精细化探等关键技术构成的协同勘查技术体系为支撑,以固体矿产勘查规范等标准为工作依据,遵循固体矿产资源勘查和综合勘查及单矿种勘查的一般性原则,以及研究先行、技术有效、精细勘查、动态调整、分区施策、协调同步等原则,协同组织勘查工程、协同实施关键技术,实现煤与煤系战略性金属矿产协同勘查的最佳技术效益和最佳经济效益的平衡,在完成煤炭地质勘查任务的基础上,查明共伴生战略性金属矿产的地质特征和开发地质条件,获得相应的资源量或元素分布特征,为煤系矿产资源综合开发利用提供地质依据。煤与煤系战略性金属矿产协同勘查值得关注并深入研究的核心问题包括:协同勘查对象的确定,勘查技术的选择和协同实施,勘查工程的协同部署,资源量的科学估算。

关键词：煤系战略性金属矿产协同勘查勘查原则理论与技术体系