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粉煤灰对烟气中CO_(2)的吸收特性及矿物相演变机理研究

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环境科学学报 2023年第2期43卷 414-423页

作者：李家碧纪龙于海 David French Mihaela Grigore 王晓龙花铭南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 CSIRO能源澳大利亚纽卡斯尔新南威尔士2304 新南威尔士大学澳大利亚悉尼新南威尔士2052 CSIRO能源澳大利亚北莱德新南威尔士2113 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209

粉煤灰矿化CO_(2)是一种极具前景的减少燃煤电厂CO_(2)排放的技术.然而,目前还缺乏从矿物学角度对碳酸化反应机理的详细认识.本研究选取了3种粉煤灰开展碳酸化实验和矿物学研究,考察碳酸化过程中温度对碳酸化能力及粉煤灰矿物学变化的影... 详细信息

粉煤灰矿化CO_(2)是一种极具前景的减少燃煤电厂CO_(2)排放的技术.然而,目前还缺乏从矿物学角度对碳酸化反应机理的详细认识.本研究选取了3种粉煤灰开展碳酸化实验和矿物学研究,考察碳酸化过程中温度对碳酸化能力及粉煤灰矿物学变化的影响.结果表明,在任一温度下,BJ粉煤灰的碳酸化率均高于YA和LY粉煤灰,这是由于BJ粉煤灰中硬石膏、钙铁石和无定形相等活性矿物相含量较高,LY粉煤灰缺少高活性的钙、镁结晶相.对YA粉煤灰而言,升高温度可显著提高透辉石、尖晶石、黑钙铁矿和方镁石的转化率.在碳酸化YA粉煤灰中同时检测出碳酸钙和碳酸镁/铁,说明除含钙相其他活性元素(Mg和Fe)也参与了碳酸化过程.因此,需要对每个粉煤灰原始材料的矿物学和操作温度进行具体的个案优化,以最大限度地提高固定CO_(2)能力和碳酸化率.结果还表明温度对不同晶型碳酸钙的形成具有重要作用.方解石在低温(40和80℃)下形成,而文石在高温(180和220℃)下形成.

关键词：粉煤灰 CO_(2)矿化矿物变化镁/铁碳酸盐

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基于抗差EKF的GNSS导航模型研究

中国矿业大学学报 2008年第4期37卷 473-477页

作者：王坚王金岭高井祥中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 澳大利亚新南威尔士大学测绘与空间信息学院悉尼新南威尔士2052 江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

给出了扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的原理,通过分析粗差在EKF模型中的传递特性,建立了新的抗差EKF模型.该模型根据多余观测分量及预测残差统计特性,构造抗差等价增益矩阵,通过迭代给出了全球导航卫星系统(GNSS)抗差导航... 详细信息

给出了扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的原理,通过分析粗差在EKF模型中的传递特性,建立了新的抗差EKF模型.该模型根据多余观测分量及预测残差统计特性,构造抗差等价增益矩阵,通过迭代给出了全球导航卫星系统(GNSS)抗差导航解.结合统计模型,对存在粗差的观测历元进行抗差估计,进一步提高模型实时运行效率.通过模拟GPS/GAL-LIEO/GLONASS多卫星导航星座及接收机平台的动态轨迹,采用加速度导航方程验证模型,对不同模型运行的时间进行比较.结果表明:在粗差存在的情况下,该模型仍能正确导航,并且改进后的模型能明显提高实时导航的效率.

关键词： GNSS 导航扩展卡尔曼滤波

基于区域划分与主控因素辨识的冲击危险性评价方法

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煤炭学报 2018年第3期43卷 607-615页

作者：陈凡曹安业窦林名井广成王常彬中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 新南威尔士大学矿业工程学院

冲击矿压机理复杂,影响因素众多,不同区域内冲击矿压影响因素种类及其权重往往存在差异。为提高冲击危险性评价的准确性与针对性,提出一种基于区域划分与主控因素辨识的冲击危险性评价方法。以砚北煤矿250204工作面为研究对象,该工作面... 详细信息

冲击矿压机理复杂,影响因素众多,不同区域内冲击矿压影响因素种类及其权重往往存在差异。为提高冲击危险性评价的准确性与针对性,提出一种基于区域划分与主控因素辨识的冲击危险性评价方法。以砚北煤矿250204工作面为研究对象,该工作面受特厚煤层、褶曲构造、采掘干扰、煤层倾角、开采深度等因素综合影响,存在严重冲击矿压威胁。研究结果表明:(1)煤层厚度、倾角及开采深度仅在局部区域对冲击危险性存在明显影响;向斜构造及采掘干扰与矿震事件分布的相关性最为密切,对冲击危险性影响强烈;(2)依照各因素的影响范围与变化趋势,进行工作面区域划分,构建基于层次分析法(AHP)的冲击矿压影响因素权重评价体系,辨识各影响因素间的权重差异;(3)构建基于因素权重差异的冲击危险指数,定量描述区域内冲击危险程度。经检验,250204工作面整体冲击危险性指数分布与矿震定位拟合程度高达92.6%,证明了评价结果的准确性。

关键词：冲击矿压影响因素区域分析层次分析法危险评价

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煤矿应急救援通信技术的现状与趋势

通信学报 2019年第5期40卷 163-179页

作者：胡青松杨维丁恩杰李世银李冰皓中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221008 新南威尔士大学矿物与能源资源工程学院北京交通大学电子信息工程学院北京100044 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221008

在煤矿事故后的灾区侦察和应急救援中,应急通信系统是保障人员沟通联络、确定受困人员位置、感知灾区现场态势的必备设施。提炼了煤矿应急通信系统的总体架构模型,即一个骨干、多个分支、若干专线,辅以无线通信网络的结构模式。综述了... 详细信息

在煤矿事故后的灾区侦察和应急救援中,应急通信系统是保障人员沟通联络、确定受困人员位置、感知灾区现场态势的必备设施。提炼了煤矿应急通信系统的总体架构模型,即一个骨干、多个分支、若干专线,辅以无线通信网络的结构模式。综述了主要的煤矿有线应急通信系统、无线应急通信系统、透地应急通信系统和混合应急通信系统的发展现状,分析了各种系统的关键技术和在应急救援场景中面临的挑战。探讨了煤矿应急通信技术的发展趋势,提出了基于煤矿物联网重构的应急通信新模式,讨论了该模式需要解决的关键技术,即煤矿物联网灾后重构策略、矿井事故漂移节点重定位方法、矿井事故区域的态势感知方法和灾后重构网络的数据传输方法,有望显著提高事故应急处置速度和救援效果。

关键词：煤矿事故应急救援应急通信通信网络煤矿物联网

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深部回采巷道锚固失效分析及支护对策

煤炭科学技术 2021年第8期49卷 23-29页

作者：宁义国马双文 CAO Chen 开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司河北唐山063107 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 伍伦贡大学土木、采矿与环境学院新南威尔士伍伦贡2522

针对深部回采巷道围岩变形导致锚杆支护失效的问题,提出通过改善锚杆受力状态、改变锚杆锚固方式、优化杆体形状,减少锚杆破断的方法,在此基础上,设计了1种新外形结构的螺纹钢锚杆。进行了实验室拉拔试验,结果表明:矿用右旋锚杆、左旋... 详细信息

针对深部回采巷道围岩变形导致锚杆支护失效的问题,提出通过改善锚杆受力状态、改变锚杆锚固方式、优化杆体形状,减少锚杆破断的方法,在此基础上,设计了1种新外形结构的螺纹钢锚杆。进行了实验室拉拔试验,结果表明:矿用右旋锚杆、左旋锚杆和大肋间距高强锚杆的平均拉拔力为136.9、106.1、147.6 kN,且大肋间距高强锚杆吸能效果更好。在现场试验前,先对回风巷的围岩结构进行探测,包括顶板钻孔窥视和松动圈测试,依据围岩结构探测结果,确定最终的巷道支护方案。回风巷采用原支护方案和大肋间距高强锚杆全锚支护2种方案支护,并对顶板离层和锚杆受力进行实时监测,试验结果表明:大肋间距高强锚杆支护的巷道顶板最大下沉量较原支护方案减小36.4%,顶板离层量较原支护方案降低24.1%;顶板和两帮锚杆受力的结果显示大肋间距高强锚杆支护较原支护方案锚杆受力更小,两种支护方案顶板锚杆受力最大值分别为442.9 MPa和78.1 MPa,改进方案较原支护方案降低了82.4%;其回采期间,全锚大肋间距高强锚杆支护方案与原支护方案相比,支护失效锚杆数量明显减少,这都表明全长锚固的大肋间距高强锚杆更有利于维护巷道的稳定。

关键词：锚杆支护锚固方式巷道变形深部回采

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基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警方法

采矿与安全工程学报 2020年第4期37卷 767-776页

作者：丛利曹安业周远宏王常彬陈凡董敬源谷雨黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150027 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 中国石油集团川庆钻探工程有限公司新疆分公司新疆巴州841000 新南威尔士大学矿物与能源工程学院新南威尔士州悉尼2052 上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿江苏徐州221611

冲击地压是在煤岩体内动静载叠加下超过其极限应力条件下诱发产生的,因此综合评价研究区域内动静载水平可高效评估其冲击危险程度。本文研究了矿震震动波传播过程中能量衰减特性,特别讨论了由大尺度破断引起的强矿震衰减特征,提出了以... 详细信息

冲击地压是在煤岩体内动静载叠加下超过其极限应力条件下诱发产生的,因此综合评价研究区域内动静载水平可高效评估其冲击危险程度。本文研究了矿震震动波传播过程中能量衰减特性,特别讨论了由大尺度破断引起的强矿震衰减特征,提出了以实时微震监测数据为基础的震动效应指数(SEI),用于定量评价矿震事件群对工作面附近煤岩体引起的动载扰动程度;将震动效应指数与震动波波速层析成像技术结合,基于动静载叠加原理建立了冲击危险性的综合预警方法及指标CAI。徐庄煤矿7197工作面工程应用表明:1)震动波波速层析成像结果可较准确评价由构造应力异常和工作面结构引起的静载应力集中,难以有效评估由动载引起的冲击危险性升高;2)震动效应指数描述了工作面回风巷侧和断层区域动载扰动引起冲击危险上升;3)综合预警指数CAI所反映的较高冲击危险性区域与强矿震分布及矿震活动集聚区域有较高程度吻合,验证了CAI评价指标的可靠性。论文研究可为冲击地压灾害监测预警提供依据及参考。

关键词：冲击地压微震实测动载扰动动静载叠加综合预警

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不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固力优化研究

岩土力学 2018年第4期39卷 1263-1270,1280页

作者：赵象卓张宏伟 CAO Chen 张明张怀东韩军辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000 伍伦贡大学土木、采矿与环境学院新南威尔士伍伦贡2522

为研究不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固性能的关系,基于厚壁理论,对肋间距分别为12、24、36、48 mm的左旋螺纹钢锚杆锚固试件在套筒壁厚4.5 mm和6.0 mm条件下进行拉拔试验,通过测试拉拔力、拉拔力大于100 kN的位移量、套筒周向应变、耗... 详细信息

为研究不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固性能的关系,基于厚壁理论,对肋间距分别为12、24、36、48 mm的左旋螺纹钢锚杆锚固试件在套筒壁厚4.5 mm和6.0 mm条件下进行拉拔试验,通过测试拉拔力、拉拔力大于100 kN的位移量、套筒周向应变、耗能值等参数,探讨了不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固性能的关系。试验结果表明:在不同的套筒中,即不同围岩条件下,随着肋间距的增加,锚杆拉拔力大于100 kN的位移量、套筒周向应变、拉拔耗能值相应增大;肋间距为24 mm时,锚杆拉拔力最大,相同肋间距的锚杆在围岩强度较大的条件下拉拔力较大;壁厚为4.5 mm的套筒周向应变均大于壁厚为6.0 mm的套筒,即不同围岩条件对锚杆控制其变形能力有重要影响;在不同围岩条件下,增大肋间距均可以提高锚杆的锚固性能。

关键词：厚壁理论拉拔试验螺纹钢锚杆肋间距锚固性能

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大变形巷道螺纹钢锚杆优化设计及应用研究

中国矿业大学学报 2019年第4期48卷 727-734页

作者：韩军张明张怀东 TRAN Van Cong CAO Chen REN Ting 赵象卓辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000 伍伦贡大学土木、采矿与环境学院新南威尔士州伍伦贡2520

为了解决钱家营煤矿大变形巷道支护问题,根据锚杆外形参数研究、锚杆锚固失效模式判定和锚固力残余强度分析,设计出一种新型锚杆.运用锚固力学厚壁理论,研究了不同围岩强度与实验室套筒壁厚的等效关系,并通过实验室和现场的拉拔试验对... 详细信息

为了解决钱家营煤矿大变形巷道支护问题,根据锚杆外形参数研究、锚杆锚固失效模式判定和锚固力残余强度分析,设计出一种新型锚杆.运用锚固力学厚壁理论,研究了不同围岩强度与实验室套筒壁厚的等效关系,并通过实验室和现场的拉拔试验对设计的新型锚杆和煤矿原常规左旋锚杆进行了锚固力对比测试.建立了模拟钱家营煤矿地质力学条件的锚固力测试实验模型.实验结果表明:弹性模量为10~30 GPa的围岩,径向刚度与壁厚3~10 mm的铝套筒一致;弹性模量为30~70 GPa的围岩,径向刚度与壁厚3~7 mm的钢套筒一致;新型锚杆锚固力较矿用左旋锚杆分别提高了13%和16%,吸能能力提高了15%和55%,锚固效果显著提高,更适用于钱家营煤矿大变形回采巷道锚杆支护.

关键词：大变形巷道锚杆外形优化残余强度厚壁理论拉拔试验

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分布式事件触发多自主体领导跟随一致性研究

智能系统学报 2019年第5期14卷 991-997页

作者：刘远山杨洪勇李玉玲刘凡杨怡泽鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025 新南威尔士大学电机工程与通信学院澳大利亚悉尼2052

为了提高系统的通信效率和能源利用率,减少多自主体系统硬件资源的浪费,提出了只需要自主体自身及其最近邻居节点信息的分布式事件触发控制算法。研究了带有动态领导者的二阶多自主体系统领导跟随一致性问题。应用矩阵论和现代控制理论... 详细信息

为了提高系统的通信效率和能源利用率,减少多自主体系统硬件资源的浪费,提出了只需要自主体自身及其最近邻居节点信息的分布式事件触发控制算法。研究了带有动态领导者的二阶多自主体系统领导跟随一致性问题。应用矩阵论和现代控制理论研究了在分布式事件触发机制下的二阶系统,得到了基于事件触发机制的多自主体系统协同运动的收敛条件。通过理论分析与计算表明,在此控制协议下不会存在芝诺行为,并且多自主体系统可以实现领导跟随一致性。最后,应用计算机仿真验证了本文所提控制协议的可靠性。

关键词：多自主体系统二阶系统事件触发机制芝诺行为领导跟随一致性李雅普诺夫函数计算机仿真