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再论大采高采场顶板“组合短悬臂梁-铰接岩梁”定量化结构

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煤炭学报 2025年

作者：闫少宏路洋波尹希文徐刚中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中煤科工开采研究院有限公司

针对大采高采场“组合短悬臂梁—铰接岩梁”定量化结构进行研究。采高加大必然引起采场覆岩在横向、纵向的活动范围加大，由于采场覆岩自下而上运动以及冒落碎胀的特点，必将使采空区冒落空间在某一时间趋近于零，因此提出了对采场支架... 详细信息

针对大采高采场“组合短悬臂梁—铰接岩梁”定量化结构进行研究。采高加大必然引起采场覆岩在横向、纵向的活动范围加大，由于采场覆岩自下而上运动以及冒落碎胀的特点，必将使采空区冒落空间在某一时间趋近于零，因此提出了对采场支架产生作用力的顶板岩层是有范围的，即存在边界层并给出了边界层的概念和判断方法。随着采场的继续推进，采空区冒落的矸石将继续在上覆岩层的作用下发生蠕变而再次压缩变形，从而引起上覆岩层多次下沉传导，引起地表沉陷直至最终稳定，因此从对采场矿压显现有影响的角度将采场至地表的覆岩分为近场岩层和远场岩层。近场岩层为支架上方至边界层内的复合岩层，远场岩层为边界层至地表的复合岩层，近场岩层运动规律是采场矿压研究的重点、远场岩层运动规律是开采地表沉陷研究的重点。基于大采高采场下位复合顶板在垮落前不能触矸而呈“组合短悬臂梁”结构、其上位复合顶板岩层在采场前方煤壁、支架与直接顶联合支撑体、采空区冒落矸石支撑下在采场横向呈“铰接岩梁”结构的特点，提出了大采高采场近场岩层中直接顶、基本顶的新概念并给出了定量化判定方法，从而形成了大采高采场顶板“组合短悬臂梁—铰接岩梁”定量化结构。呈“铰接岩梁”结构的基本顶岩层一般会有一层甚至多层，取决于采高与顶板岩层的厚度、强度、层位等，其形成铰接结构的基本条件是：①基本顶可能下沉量小于其极限下沉量(△m＜△f)；②在结构面的中截面上部应力大于其抗拉强度(σt＞[Rt])且下部应力小于其抗压强度(σc＜[Rc])；③断裂步距大于其厚度的2倍。以曹家滩煤矿10m超大采高采场为工程背景，通过现场实测分析得到边界层存在的客观性。作为大采高采场“组合短悬臂梁—铰接岩梁”定量化结构理论的应用，研究确定了曹家滩煤矿10m超大采高采场设备回撤专用垛式支架的支护强度。研究成果为深入认识大采高近场岩层所成“组合短悬臂梁—铰接岩梁”结构以及对支架作用力的定量计算、采场岩层定量化控制提供了理论支持，丰富和发展了我国中厚煤层采场矿压理论。

关键词：组合短悬臂梁—铰接岩梁结构边界层近场与远场岩层极限下沉量可能下沉量

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工业草酸二甲酯合成催化剂失活原因分析

现代化工 2025年

作者：赵立红李怡恩梁旭崔发科蒋元力河南能源集团研究总院有限公司

采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、物理吸附、透射电镜和X射线荧光光谱等对来自30×104t/a乙二醇厂使用18个月的草酸二甲酯催化剂进行了分析表征，以探究其失活原因。结果表明，经过18个月工业使用，催化剂钯晶粒尺寸由2～3 nm长大到4～6... 详细信息

采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、物理吸附、透射电镜和X射线荧光光谱等对来自30×104t/a乙二醇厂使用18个月的草酸二甲酯催化剂进行了分析表征，以探究其失活原因。结果表明，经过18个月工业使用，催化剂钯晶粒尺寸由2～3 nm长大到4～6 nm，这可能是造成催化剂活性下降的主要原因。

关键词： Pd催化剂草酸二甲酯合成失活原因乙二醇工业装置

高容量锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4@C的性能研究

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储能科学与技术 2025年

作者：曾州岚尚雷胡志金王宗凡辛小超刘瑛紫金矿业新能源新材料科技(长沙)有限公司

正极补锂添加剂Li5FeO4（LFO）具有理论比容量高、成本低且无毒等优点，是发展前景广大的补锂技术之一，但其残碱值高、导电性低等问题导致其在实际使用中脱锂容量大大降低，限制了其进一步应用。针对此问题，本工作采用高温固相法制备... 详细信息

正极补锂添加剂Li5FeO4（LFO）具有理论比容量高、成本低且无毒等优点，是发展前景广大的补锂技术之一，但其残碱值高、导电性低等问题导致其在实际使用中脱锂容量大大降低，限制了其进一步应用。针对此问题，本工作采用高温固相法制备出纯相的LFO材料，并使用等离子增强型化学气相沉积法（PECVD）对LFO材料进行碳包覆处理得到LFO@C材料，分析了不同包覆时间、温度下LFO@C材料的理化性能和电化学性能。扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和能量分析谱（EDS）显示不同的PECVD碳包覆工艺会在LFO@C材料表面沉积不同的碳层结构，包覆温度为500℃、包覆时间为2h时会在材料表面沉积了一层均匀且致密的碳层。X射线衍射分析（XRD）结果表明包覆温度为500℃、包覆时间≤2h时LFO@C材料不会发生不可逆相变。碳含量和导电性分析结果表明LFO@C材料的碳含量和电导率随包覆时间的延长呈现增大后减小的趋势、随包覆温度的增加呈上升趋势。残碱值分析结果显示LFO材料的残碱值经过PECVD碳包覆改性后发生了明显的下降，且LFO@C材料的残碱值大小与其表面碳层结构相关。碳包覆改性后的LFO@C材料的电化学性能得到了极大改善，其中容量最高的LFO-5002材料在2.0～4.2V下首次充电克比容量为756.4mAh/g，不可逆容量达到623.51mAh/g，超过纯相LFO材料200mAh/g以上。分析结果表明使用PECVD可以在LFO材料颗粒表面包裹一层均匀致密的碳层，碳包覆后材料的残碱值大大降低，导电性、容量大大提升，补锂效果得到了极大改善。本工作通过碳包覆改性显著提升了正极补锂材料LFO的不可逆容量，为高容量的正极补锂材料设计提供了技术指导。

关键词：锂离子电池正极补锂添加剂 Li FeO 等离子增强型化学气相沉积法碳包覆改性

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不同影响因素对钻屑量影响规律的模拟研究

煤矿安全 2025年

作者：顾鹏王浩崔志瀛崔玉江程亚飞山东能源集团有限公司冲击地压防治研究中心兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿山东能源集团西北矿业有限公司山东科技大学能源与矿业工程学院

钻屑法是冲击地压等煤岩动力灾害危险性判定和预测的重要手段，准确获取钻屑量变化规律是了解煤体应力状态的关键。为更深入地了解钻进过程煤体破坏过程，基于弹性理论给出了钻屑量的计算公式，设计了煤体钻进模拟离散元模型，开展了不... 详细信息

钻屑法是冲击地压等煤岩动力灾害危险性判定和预测的重要手段，准确获取钻屑量变化规律是了解煤体应力状态的关键。为更深入地了解钻进过程煤体破坏过程，基于弹性理论给出了钻屑量的计算公式，设计了煤体钻进模拟离散元模型，开展了不同影响因素条件下的钻进模拟试验，提出了以离散颗粒数量间接反映钻屑量的模拟方法，揭示了不同煤体力学性质、围压以及孔径条件下离散颗粒数量的变化规律。研究结果表明：基于PFC3D所构建的离散元模型可以有效模拟钻头切削过程，模拟结果与试验所获取的规律基本一致，离散颗粒数量与钻屑量近似呈现正相关关系；依据破坏范围可近似将破坏区域划分为钻进破坏区与变形破坏区，钻进破坏区与钻杆几何特征相关，变形破坏区与煤体力学性质及围压特征相关；模型离散颗粒均值与强度系数、弹性模量系数呈现负相关关系，实际应用中还应关注煤样软硬等力学性质对钻屑指标法的影响；不同侧压系数条件下煤体离散颗粒均值近似呈现线性关系，当侧压系数由1.1增至1.4时，孔壁高位移区域由圆形逐步转变为椭圆形，离散颗粒量均值上升幅度为8.7%；不同孔径条件下煤体离散颗粒均值存在一定比例关系，当孔径由20 mm增加至32 mm时，钻孔应力集中现象提升明显，孔壁位移量显著增加，离散颗粒量分别增加17.3%、23.6%、16.7%。

关键词：钻屑量数值模拟离散颗粒数量力学分析影响因素分析

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工具在检修轧机AGC液压缸中的应用

现代商贸工业 2025年第1期 235-236页

作者：魏晓沛郑州金泉矿业设备有限公司河南郑州450000

检修时通过使用AGC液压缸更换工具,不仅大大缩短了更换下置式轧机AGC缸的检修时间,提高了设备作业率,降低了检修过程中机械伤害等安全风险,减少了人力、物力的投入,而且提高了维修人员的综合技术水平,对安全检修、高效检修、设备在精度... 详细信息

检修时通过使用AGC液压缸更换工具,不仅大大缩短了更换下置式轧机AGC缸的检修时间,提高了设备作业率,降低了检修过程中机械伤害等安全风险,减少了人力、物力的投入,而且提高了维修人员的综合技术水平,对安全检修、高效检修、设备在精度、性能都处于良好的技术状态下,满负荷、高效地运转,充分发挥设备的工作能力,具有现实的指导意义。

关键词：检修轧机 AGC缸吊具安全风险技术水平意义

挂杆和箱式烘烤烟叶吸湿特性及其影响因素研究

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2025年 1-10页

作者：董文帅赵浩宾史龙飞吴中心方青志路晓崇遆晋松刘剑君河南农业大学烟草学院河南省烟草公司河南农先锋科技股份有限公司许昌智工机械制造有限公司

【目的】探究不同装烟方式烟叶的吸湿特性及其影响因素,为烟叶回潮环节优化提供理论依据。【方法】以烟草品种Y2001为试验材料,采用挂杆烘烤和箱式烘烤烟叶进行回潮试验,通过构建吸湿动力学模型模拟吸湿过程,并探究不同装烟方式烟叶的... 详细信息

【目的】探究不同装烟方式烟叶的吸湿特性及其影响因素,为烟叶回潮环节优化提供理论依据。【方法】以烟草品种Y2001为试验材料,采用挂杆烘烤和箱式烘烤烟叶进行回潮试验,通过构建吸湿动力学模型模拟吸湿过程,并探究不同装烟方式烟叶的微观结构、理化性质及质构特性对吸湿特性的影响。【结果】挂杆烘烤烟叶吸湿能力强,箱式烘烤烟叶吸湿能力弱;随着回潮相对湿度的增大,挂杆和箱式烘烤烟叶的吸湿速率和平衡含水率均增大,其吸湿曲线符合Weibull模型。挂杆烘烤烟叶横断面孔洞大、饱满,结构疏松;箱式烘烤烟叶孔洞小、干瘪,结构紧密。挂杆烘烤和箱式烘烤烟叶的烟碱含量和钾氯比差异不显著,挂杆烘烤烟叶的总糖、还原糖、总氮含量和糖碱比显著大于箱式烘烤,而氯含量和钾含量显著小于箱式烘烤。相同含水率下,箱式烘烤烟叶的硬度值和咀嚼性大、弹性小;挂杆烘烤烟叶硬度值和咀嚼性小、弹性大。【结论】挂杆烘烤烟叶吸湿性强,烟叶结构疏松,总糖(或还原糖)含量高,提供了更多的水分吸附位点,水分容纳能力更强。箱式烘烤烟叶达到与挂杆烘烤同一柔软度时需要更多的水分。不同装烟方式烟叶的吸湿特性差异明显,有必要依据吸湿特性寻求不同回潮方式进行回潮。

关键词：烟叶回潮装烟方式吸湿特性吸湿动力学模型

矿山三维地质建模研究进展：原理、方法与应用

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煤炭科学技术 2025年

作者：张村贾胜华埜宋启中国矿业大学(北京)能源与矿业学院矿业大学(北京)内蒙古研究院北京龙软科技股份有限公司

矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构，有助于提升矿业开发的精准性和效率，减少风险并优化资源利用。本文归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法，总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状，探讨了当前三维地质建模技... 详细信息

矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构，有助于提升矿业开发的精准性和效率，减少风险并优化资源利用。本文归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法，总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状，探讨了当前三维地质建模技术面临的挑战与未来的发展趋势。三维地质建模是利用计算机三维图形技术将散布的勘探数据整合为反映地质构造及属性变化的数字化模型。这些模型可分为面模型、体模型和混合模型，同时根据用途和数据来源，又可细分为静态模型（构造模型、地层模型、属性模型）和动态模型。建模过程包括数据获取、处理和模型构建，涉及地质勘探数据、遥感数据和工程数据等多种数据来源，并通过多种插值方法弥补数据不足，国内外已经开发出多种建模软件。在矿山三维地质建模应用方面，三维建模的应用集中于矿产资源开发、采矿工程设计和矿山安全生产，通过建立准确的三维模型，提升对地下结构的认识，实现资源量计算的智能化与动态管理。三维通风模拟与可视化技术能够优化通风方案，节约成本，三维地质建模技术与自动化设备和传感技术结合，可以实现矿区实时监控、精确定位和动态调整。在矿山灾害监测中，三维地质建模技术能够进行矿山灾害的分级评价，并结合数值仿真为矿山灾害的预防和风险规避提供有效支持，保障工作人员的安全。当前三维地质建模技术存在数据处理效率低、自动化程度不足等问题，未来应结合人工智能，推动三维地质建模技术向智能化、自动化方向发展。

关键词：矿业开发三维地质建模资源预测开采设计灾害预警人工智能

基于矩阵位移法的超长工作面顶板挠度分布研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：邢有望李明忠张金虎闫汝瑜刘江斌煤炭科学研究总院开采研究分院中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司北京天玛智控科技股份有限公司中国矿业大学(北京) 陕西陕煤曹家滩矿业有限公司

为了探究顶板条件、巷帮条件及支护条件对超长工作面顶板挠度变化的影响，同时将梁模型理论应用于指导液压支架设计，以小保当二号井132202超长工作面为背景，根据实际生产中液压支架、巷帮及顶板关系，建立支持在弹性支座上的二维连续... 详细信息

为了探究顶板条件、巷帮条件及支护条件对超长工作面顶板挠度变化的影响，同时将梁模型理论应用于指导液压支架设计，以小保当二号井132202超长工作面为背景，根据实际生产中液压支架、巷帮及顶板关系，建立支持在弹性支座上的二维连续梁模型，基于位移法对梁模型单元进行编码并计算杆单元的单元刚度矩阵，利用单元集成法计算含有弹性支座的超长梁模型整体刚度矩阵及节点等效载荷，通过矩阵位移法求解全梁挠度分布及杆端内力计算公式，从而得到支架支护反力。在此基础上，分别对支架宽度、数目、等效刚度、工作面长度、巷帮刚度、顶板弹性模量、截面惯性矩及随动岩层产生的载荷大小取不同值，来观察其对全梁挠度分布的影响。使用三次多项式对挠度曲线一侧的起点至最大峰值段进行精确拟合。使用插入了桩结构单元充当支护的3DEC数值模拟结果及现场电液控监测数据进行验证。验证结果做到了理论计算、数值模拟与现场数据三者的统一，表明二维梁模型能够在一定程度上解释超长工作面三峰值来压特征，同时工作面一侧到临近高峰值段的挠度曲线符合三次多项式分布规律。研究深化了梁模型在采场方面的应用，为超长工作面支架工作阻力预测提供了方向，研究结果有助于为超长工作面液压支架设计提供理论指导。

关键词：采矿工程液压支架超长工作面矩阵位移法 3DEC数值模拟

豫西九丈沟金矿床方解石激光原位U-Pb年代学特征及地质意义

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矿产勘查 2025年

作者：秦军强董文超曲伟勋周宇乐叶帅斌刘炳瑞嵩县山金矿业有限公司河南城建学院河南理工大学

方解石脉作为热液活动过程中广泛发育且较为重要的直接产物之一，对于限定矿床成矿年龄具有重要的指示意义。目前方解石激光原位U-Pb同位素测年技术起步较晚，仅被应用于流体运动、成岩演化、构造活动历史等方面的研究，在金属矿床年代... 详细信息

方解石脉作为热液活动过程中广泛发育且较为重要的直接产物之一，对于限定矿床成矿年龄具有重要的指示意义。目前方解石激光原位U-Pb同位素测年技术起步较晚，仅被应用于流体运动、成岩演化、构造活动历史等方面的研究，在金属矿床年代学研究中的应用实例鲜有报道。前期部分学者对于九丈沟金矿开展了一定的理论研究，但集中于矿床成矿物质来源、构造控矿特征等方面，对于矿床的成矿年龄一直未有报道，制约了对矿床成因的深入认识。基于此，本文通过对九丈沟金矿床热液期方解石脉样品进行激光原位U-Pb同位素年代学研究，研究结果显示样品的同位素年龄集中在44Ma，是新生代热液活动下的产物，指示九丈沟矿床具有多期次热液活动叠加的特点，该矿床在燕山期热液活动事件之后还受到了新生代构造运动伴随的热液活动事件影响，其强度与燕山期相比较弱，虽有可能在局部富集成矿，但规模有限，不作为矿区主要的找矿方向。

关键词：方解石激光原位U-Pb 九丈沟金矿河南嵩县