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基于FBG监测的充填管道堵塞识别试验研究

光通信研究 2025年

作者：吴玉意杨雅雯刘成勇柴敬张丁丁马晨阳古文哲丁自伟秋丰岐中煤能源研究院有限责任公司中国矿业大学矿业工程学院西安科技大学能源学院西安科技大学教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室

【目的】充填管道在泵送压力的作用下长期处于应力状态，堵塞等动态扰动作用易引起管输结构变形和爆管等灾害，为预防充填管道堵塞及衍生灾害，文章提出了一种基于光纤光栅（FBG）监测的充填管道堵塞识别新方法，达到提前预测充填管道... 详细信息

【目的】充填管道在泵送压力的作用下长期处于应力状态，堵塞等动态扰动作用易引起管输结构变形和爆管等灾害，为预防充填管道堵塞及衍生灾害，文章提出了一种基于光纤光栅（FBG）监测的充填管道堵塞识别新方法，达到提前预测充填管道堵塞、为应急抢救预留足够时间并及时挽救社会资源财产的目的。【方法】基于流致振动理论，阐释了充填管道内三向应力受力机制，通过阀门控制堵塞位置及堵塞程度，开展不同堵塞程度下的基于FBG监测的管道堵塞应变试验，反演再现了10余种工况堵塞破坏的应变演化过程，分析管道堵塞状态下堵管时间点前后、位置前后基于FBG监测的管道外壁面应变变化情况及原因，为后续试验的进行与分析提供了基础。【结果】文章研究试验中，未堵塞状态下，初始注浆压力为0.1 MPa时，管道的应变均值与管输距离呈线性关系，且稳定在0-12με范围内，管输距离2.5、9.1和16.5 m处应变时域结果显示，应变每经过35 s左右会达到峰值；堵塞状态下，应变均值随管输距离的增加呈缓慢增加的趋势，但在管输距离9.1 m（堵塞点）处突然减小，应变骤降点与实际堵塞点的设置一致。【结论】文章提出了一种有效的基于FBG监测的充填管道堵塞识别方法，实现了对管道堵塞事故的识别及定位，为充填管道堵塞识别的工程应用提供一定的理论指导，对未来在一定程度上将减少能源损失和环境污染，保护人民生命财产安全。

关键词：充填管道光纤光栅监测应力分布堵塞识别定位

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选铁尾矿蒸压灰砂砖试验研究

新型建筑材料 2011年第9期38卷 51-53,78页

作者：张全宏刘理根裴业虎徐教勇廖永初武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 广水市松立矿业有限责任公司湖北广水432700

利用选铁尾矿,添加粗粒河砂,按m(尾矿)∶m(河砂)∶m(石灰)=74∶15∶11配比,外加占石灰质量2%的磷石膏,成型压力20 MPa,蒸汽压力1.0 MPa,升温2.5 h、恒温8 h、自然降温3 h,制得密度为1900～2000 kg/m3、平均抗压强度为21.5 MPa的灰砂砖,... 详细信息

利用选铁尾矿,添加粗粒河砂,按m(尾矿)∶m(河砂)∶m(石灰)=74∶15∶11配比,外加占石灰质量2%的磷石膏,成型压力20 MPa,蒸汽压力1.0 MPa,升温2.5 h、恒温8 h、自然降温3 h,制得密度为1900～2000 kg/m3、平均抗压强度为21.5 MPa的灰砂砖,抗压强度达到GB 11945—2006《蒸压灰砂砖》标准规定的MU20级砖的要求。

关键词：铁尾矿灰砂砖墙体材料抗压强度

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黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响

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煤炭科学技术 2025年

作者：宋世杰阮豪王双明陈宝灯李源红刘露张家杰西安科技大学地质与环境学院西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式，引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响，选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0～10cm、10～20cm、20～30cm的采动... 详细信息

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式，引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响，选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0～10cm、10～20cm、20～30cm的采动地裂缝作为研究对象，采集其周边水平距离0～80cm的表层土壤，测定土壤机械组成、＞0.25mm水稳性团聚体、有机质等5个国内外学者普遍关注的土壤抗冲性影响因子和土壤抗冲系数，揭示采动地裂缝周围土壤理化特性指标及抗冲系数的变化规律，构建陕北采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数的预测模型。结果表明：①采动地裂缝周围表层土壤在冲刷作用下产生的泥沙流失量会随冲刷时间的增加呈现“速增（0～1min）、缓增（1～3min）、稳持（3～10min）”3阶段的变化过程，冲刷产生的泥沙流失量主要来自于3min以内，其贡献率超过90%；②采动地裂缝会产生大幅降低周围表层土壤抗冲性的效应，最大降幅为32.1%，且采动地裂缝宽度越大，越靠近地裂缝，该效应越明显；③土壤抗冲系数与砂粒质量分数呈极显著负相关（p0.25mm水稳性团聚体、有机质质量分数呈极显著正相关（p0.25mm水稳性团聚体质量分数可作为陕北采动地裂缝发育区土壤抗冲性的主控因素；④以采动地裂缝宽度、距裂缝水平距离为变量，构建了采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数预测模型，计算发现当水平距离超过158cm时，采动地裂缝对周围表层土壤抗冲性的影响基本消失，其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤水蚀性防控的靶向区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。

关键词：采动地裂缝土壤抗冲性土壤侵蚀原状土陕北煤矿区

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三维断层模型的MT倾子响应数值模拟

物探与化探 2025年

作者：林兴龙顾观文牛兴国武晔王顺吉王英杰曹来防灾科技学院地球科学学院河北省地震动力学重点实验室廊坊市地球探测与信息技术重点实验室内蒙古有色地质矿业(集团)物探勘查有限责任公司

倾子矢量作为大地电磁测深法中的一个重要参数,适用于推断介质横向不均匀的断裂构造。地下断层构造一般具有三维性和复杂性的特点,为了揭示三维断层模型的大地电磁倾子响应特征,本文基于矢量有限元法开展了三维断层模型的大地电磁倾子... 详细信息

倾子矢量作为大地电磁测深法中的一个重要参数,适用于推断介质横向不均匀的断裂构造。地下断层构造一般具有三维性和复杂性的特点,为了揭示三维断层模型的大地电磁倾子响应特征,本文基于矢量有限元法开展了三维断层模型的大地电磁倾子响应数值模拟。首先,通过理论模型试算,并与前人的有限元法计算结果对比,验证了三维倾子正演计算程序的正确性。在此基础上,分别对直立断层、正断层、逆断层和走滑断层4种典型的三维断层模型进行正演模拟,获得倾子响应的实部、虚部、振幅和相位。模拟结果表明:在两种极化模式下,倾子实部、虚部和振幅响应特征对4种不同类型断层的性质、走向、倾向等信息反映效果明显,同时又表现了断层横向不均匀的边界位置,可作为判别断层类型和特征的重要依据;相比于倾子实部、虚部和振幅的响应特征,倾子相位响应特征较为复杂,难以有效反映断层特征信息。

关键词：大地电磁测深三维断层模型倾子矢量矢量有限元数值模拟