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动力扰动下轴向应力对深部巷道破坏特征影响研究

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矿业研究与开发 2025年第03期 10-16页

作者：李占金杨思浩李群梁锐刘紫琼胡子浩华北理工大学矿业工程学院河北省矿山绿色智能开采技术创新中心

为研究深部岩石巷道岩爆现象，采用真三轴岩爆试验机对含预制直墙半圆拱形巷道在不同轴向应力下受循环动力扰动作用诱发岩爆现象进行研究，并利用声发射技术监测巷道破坏过程。通过岩爆试验发现，初始轴向静应力越大，岩石劣化程度越高... 详细信息

为研究深部岩石巷道岩爆现象，采用真三轴岩爆试验机对含预制直墙半圆拱形巷道在不同轴向应力下受循环动力扰动作用诱发岩爆现象进行研究，并利用声发射技术监测巷道破坏过程。通过岩爆试验发现，初始轴向静应力越大，岩石劣化程度越高，岩爆所需扰动时间越短，试样累积能量速率越快，岩石岩爆越剧烈。结果表明：当轴向应力超过岩石巷道峰值应力的76.5%时，试件施加循环动力扰动后会发生岩爆现象；岩石巷道的破坏模式为张拉-剪切联合破坏，且裂纹扩展的破坏模式与轴向应力和动力扰动密切相关；利用声发射累计振铃计数描述岩石劣化程度，发现在动力扰动下岩石的劣化程度与初始轴向静应力呈正相关。

关键词：轴向应力动力扰动破坏模式损伤变量

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中关铁矿岩体质量空间分布预测

矿业研究与开发 2025年第03期 111-118页

作者：王志国吴仪慧方博然卢聚强王瑞华北理工大学矿业工程学院河北省矿山绿色智能开采技术创新中心山东省路桥集团有限公司

获取岩体稳定性级别，对矿体深度开采、围岩支护以及采空区的充填具有十分重要的意义。基于中关铁矿的工程地质条件，通过室内岩石力学基本性质试验、现场岩石力学测试、现场岩体节理调查、地应力测试等，确定了测点位置岩石基本质量BQ... 详细信息

获取岩体稳定性级别，对矿体深度开采、围岩支护以及采空区的充填具有十分重要的意义。基于中关铁矿的工程地质条件，通过室内岩石力学基本性质试验、现场岩石力学测试、现场岩体节理调查、地应力测试等，确定了测点位置岩石基本质量BQ值；利用ArcGIS软件的数据处理和空间分析功能，通过克里金插值技术建立了研究区域岩体质量的空间分布预测模型，应用该模型预测分析-230 m水平矿体的岩体质量，并进行现场实测验证。结果表明：岩体质量空间分布预测结果与实际情况具有较好的一致性，中关铁矿-230 m水平矿体基本质量BQ值为57.843～347.573,处于第Ⅳ和第Ⅴ等级，矿体质量较差，易破碎、不稳定。研究获取的岩体质量空间分布预测模型为研究岩体工程未完全揭露情况下岩体稳定性级别提供了方法，也为后续中关铁矿的安全开采提供了理论依据。

关键词：岩体基本质量 BQ空间分布 ArcGIS 克里金插值

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落锤作用下磁铁矿石冲击破碎特征的能比效应

金属矿山 2025年第02期 48-55页

作者：甘德清于泽皞刘志义孙海宽华北理工大学矿业工程学院矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心河北省矿业开发与安全技术实验室河北省矿山绿色智能开采技术创新中心

为了确定利于磁铁矿石破碎的加载能量,确保破碎粒度达标的同时提高有效能量占比,从而提高矿山破碎作业中的能量利用率。通过改变落锤冲击高度,探究了不同冲击能比下磁铁矿石的强度特征、破碎能量变化规律以及破碎粒度分布特点。研究表明... 详细信息

为了确定利于磁铁矿石破碎的加载能量,确保破碎粒度达标的同时提高有效能量占比,从而提高矿山破碎作业中的能量利用率。通过改变落锤冲击高度,探究了不同冲击能比下磁铁矿石的强度特征、破碎能量变化规律以及破碎粒度分布特点。研究表明:磁铁矿石的冲击力时程曲线分为冲击力急速提升、平稳作用、回落、回升与震荡四个阶段,平稳作用阶段持续时间最长,可达9～10 ms,试件所受冲击强度随冲击能比增加线性升高;随冲击能比增加,磁铁矿石吸能效率先增后减,再增再减,存在吸能效率较高的能比范围,矿石吸收能、吸收能密度均呈线性趋势增加,使得矿石起裂时的裂纹由单一张拉裂纹转为拉伸剪切交织裂纹,破碎方式也由拉伸破坏逐渐转向压缩剪切破坏,磁铁矿石的破碎程度逐渐加剧;冲击能比增加降低了破碎产品的大块率,使得破碎产品粒度更加均匀,粒度分形维数线性增加,碎块平均粒径呈指数趋势减小,破碎产品细度t10以缓—急—缓的趋势增加。研究结果对优化矿山破碎机械参数、提高磁铁矿石破碎效率具有一定的指导意义。

关键词：磁铁矿石冲击能比强度变化能量特性破碎特征

基于OBE理念的掘进爆破虚拟仿真实验系统建设

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山西青年 2025年第03期 163-165页

作者：李群王晓雷华北理工大学矿业工程学院河北省矿山绿色智能开采技术创新中心

爆破工程是采矿工程专业的核心课程，爆破课程实验教学是实践教学中重要的环节。基于OBE理念，对室内爆破实验教学难以开展的问题，利用虚拟仿真、人机交互、数据库等技术，构建了以提升实践技能为导向的掘进爆破虚拟仿真实验系统，实... 详细信息

爆破工程是采矿工程专业的核心课程，爆破课程实验教学是实践教学中重要的环节。基于OBE理念，对室内爆破实验教学难以开展的问题，利用虚拟仿真、人机交互、数据库等技术，构建了以提升实践技能为导向的掘进爆破虚拟仿真实验系统，实现了“毕业要求—课程目标—教学过程—目标达成度”与虚拟仿真技术的融合。该系统能够让学生在虚拟环境中开展爆破实验，实现了掘进工作面认知、安全用具使用、安全操作技术、作业现场安全隐患排查等四个方面的教学内容。教学实践表明，虚拟仿真实验系统能够使学生独立且深度地参与爆破工程的教学实验中，激发了学生的学习兴趣，提升了实验体验和实践创新能力，有效实现了课程实验教学的目标。

关键词：爆破工程 OBE理念掘进爆破虚拟仿真

双轴+侧限条件下花岗岩单向卸荷能量耗散特征研究

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金属矿山 2025年第1期 89-96页

作者：孙光华吴柄纬韩强刘志义郭将韩凯明齐育珠华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210 河北省矿山绿色智能开采技术创新中心河北唐山063210

针对重力场和单一方向水平应力场共同作用下的深部采场开挖面卸荷破坏问题,开展了双轴+侧限条件下的花岗岩单向卸荷声发射监测力学试验,并结合信息熵理论,分析了花岗岩单向卸荷能量耗散的时空演化规律。研究表明:双轴+侧限条件下花岗岩... 详细信息

针对重力场和单一方向水平应力场共同作用下的深部采场开挖面卸荷破坏问题,开展了双轴+侧限条件下的花岗岩单向卸荷声发射监测力学试验,并结合信息熵理论,分析了花岗岩单向卸荷能量耗散的时空演化规律。研究表明:双轴+侧限条件下花岗岩单向卸荷破坏模式以剪切破坏为主,声发射RA—AF信号特征表明其破坏以张拉为辅;花岗岩声发射能量与破裂事件空间定位显示,双轴+侧限条件下加载时的应力集中现象是能量耗散聚集成核的主要原因,水平应力使能量耗散倾向于在水平应力方向分布,卸荷引起的能量耗散主要向卸荷方向传播;双轴+侧限条件下花岗岩单向卸荷全过程中的时间熵值呈“震荡—下降—震荡—急剧上升—急剧下降”发展趋势,空间熵值呈“震荡—上升—下降—震荡—急剧上升—急剧下降”发展趋势,水平应力提高了花岗岩单向卸荷时能量耗散在时空上的混乱程度,时空熵值的演化过程与声发射特征分析结果相吻合。研究成果可为地下采矿工程中岩石开挖的灾害监测与预防提供理论依据。

关键词：深部岩石力学双轴+侧限单向卸荷能量耗散信息熵

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带孔板激光喷丸应力传播及协调成形研究

激光与光电子学进展 2025年

作者：李呈伟姜高强李庆佳孟宪凯黄舒周建忠江苏大学机械工程学院浙江省激光智能装备技术创新中心

为了解决带有孔洞结构壁板单曲率成形协调性差的问题，采用数值模拟与实验验证相结合的方法，研究了激光喷丸工艺对孔洞结构成形协调性。分析了不同扫描策略下激光诱导应力波在孔洞结构附近的动态应力演变和残余应力分布。探讨了带孔板... 详细信息

为了解决带有孔洞结构壁板单曲率成形协调性差的问题，采用数值模拟与实验验证相结合的方法，研究了激光喷丸工艺对孔洞结构成形协调性。分析了不同扫描策略下激光诱导应力波在孔洞结构附近的动态应力演变和残余应力分布。探讨了带孔板成形能力大小及孔洞结构不同部位间成形曲率的一致性。结果表明：接触圆孔后，应力波衰减速度减缓，波形沿两侧半弧滑移传播，并绕过半弧。此过程中，在半弧的中心位置，沿厚度方向形成了贯穿整个厚度的交替拉/压应力波。在条带式策略下，小能量多次喷丸增强了间断孔区域的应力幅值和成形能力，并对带孔板的成形协调性具有增益效果。在环绕式喷丸下，内外围连续扫描减小了孔洞结构不连续带来的负面影响，连续的应力传播和均匀的应力分布提高了带孔板的成形能力和协调性。与条带式策略下相比，环绕式策略下的成形量提升了74.15%，子区域曲率半径偏差率降低至3.99%。

关键词：带孔板激光喷丸成形扫描策略协调成形应力传播

超级微波消解ICP-OES法测定宠物饲料中硫含量及与总蛋白质相关性分析

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光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 420-425页

作者：陈树娣李锦才陈晓燕李胜张世伟郑彦婕深圳市计量质量检测研究院广东深圳518131 国家市场监管技术创新中心(智能光电传感) 广东深圳518131

建立了超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定宠物饲料中硫含量的新方法。系统探究了超级微波消解条件对消解液中残留碳含量(RCC)和残留酸量(RA)的影响,以这两项指标为依据,有效评估了消解效果,建立了优化微波消解条件... 详细信息

建立了超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定宠物饲料中硫含量的新方法。系统探究了超级微波消解条件对消解液中残留碳含量(RCC)和残留酸量(RA)的影响,以这两项指标为依据,有效评估了消解效果,建立了优化微波消解条件的新策略。系统性研究了五种不同价态的硫形态对硫元素测定的影响,发现低价态硫标准物质在酸性条件下制备时,硫元素发射强度显著增强,而高价态硫标准物质在三种条件(酸性、中性和碱性)下制备时,硫元素发射强度均较稳定,为配制介质和硫标准物质的选择提供了有益的指导。研究发现,超级微波消解系统所创造的高温高压环境以及消解试剂的强氧化性条件,能有效消除低价态硫在酸性前处理条件下的发射强度增强效应。采用酸性条件配制高价态硫(SO_(4)^(2-))标准物质,并结合超级微波消解系统,能够实现宠物饲料中五种不同价态硫的准确测定。加标回收率为86.5%~108%,RSD值为1.69%~4.18%,检出限为6.2 mg·kg^(-1),与国家标准方法相比,该方法具有灵敏度高、成本低、绿色环保、工作效率高的优点。研究发现宠物饲料中硫含量与总蛋白质含量之间存在极显著正相关性(相关系数=0.819,p<0.01),可以为宠物饲料中总蛋白质含量的准确测定提供新思路和方向。

关键词：超级微波消解超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) 宠物饲料硫总蛋白质相关性

视觉感知数据驱动的产品造型智能生成设计方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2025年

作者：王愫刘月林孙利燕山大学艺术与设计学院河北省智能工业设计技术创新中心

为了更准确地把握用户对于产品的视觉感知规律和造型偏好，智能化生成符合用户需求的产品造型设计方案，提出一种利用稳定扩散模型将视觉感知数据与产品造型生成融合的设计方法. 首先通过K-modes聚类和KNN算法对用户进行集群细分和所... 详细信息

为了更准确地把握用户对于产品的视觉感知规律和造型偏好，智能化生成符合用户需求的产品造型设计方案，提出一种利用稳定扩散模型将视觉感知数据与产品造型生成融合的设计方法. 首先通过K-modes聚类和KNN算法对用户进行集群细分和所属集群智能化识别; 然后根据设计特征的视觉感知模式，使用眼动追踪技术获得用户对产品元素和语义2个特征层的视觉感知数据，分别构建面向不同用户集群的元素特征和语义特征微量数据集; 最后基于DreamBooth和LoRA的多网络组合架构对稳定扩散模型微调训练，建立先元素特征生成和后语义特征生成的产品造型生成的复合模型. 以电动车为例进行实例的结果表明，模型训练时间为2 h，单次运行模型的时间小于1 min，视觉综合评估分数比其他模型整体高出1.24%～2.09%，元素特征的匹配程度结果的相对误差大多小于0.08，表明所提方法在设计效率和需求匹配度方面的优势; 针对不同用户集群，该方法仅需少量样本，即可实现从用户特征信息到用户需求文本再到产品造型设计方案的一站式生成.

关键词：产品造型生成式设计视觉感知眼动追踪稳定扩散模型

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大直径深孔分段爆破切井掏槽方式优化

工程爆破 2025年第01期 17-23+88页

作者：路燕泽王立杰连欢超杨曦于兴社尹爱民河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司河北省复杂铁矿低碳智能高效开采技术创新中心华北理工大学矿业工程学院

为提升掏槽效率，对大直径深孔分段爆破成井掏槽方式进行优化。选取4种模型进行破裂区域大小理论计算，利用ANSYS/LS-DYNA数值软件开展单孔爆破以及不同掏槽方式下的爆破模拟试验，以爆破破裂区域连通性和连通空间大小为指标进行分析。... 详细信息

为提升掏槽效率，对大直径深孔分段爆破成井掏槽方式进行优化。选取4种模型进行破裂区域大小理论计算，利用ANSYS/LS-DYNA数值软件开展单孔爆破以及不同掏槽方式下的爆破模拟试验，以爆破破裂区域连通性和连通空间大小为指标进行分析。结果表明：当单孔爆破后，可将周围破碎岩体划分为4个区域：压碎(缩)区、破碎区、破裂区和弹性振动区。其中，压碎区及破碎区可以认为是有效破裂区，掏槽效果与有效破裂区范围的大小相关；将损伤区与塑性变形区考虑为破裂区域时，由理论计算破裂区域半径与炮孔半径之比分别为9.403,8.438,数值模拟分析显示两者比值为8～10,表明模拟结果准确；对比2种掏槽方式并结合工程应用，桶形掏槽成本高且难以满足生产需求，螺旋掏槽爆破后整体效果优于桶形掏槽，建议矿山选取螺旋掏槽进行大直径深孔分段爆破切井。研究结果从多种理论方法出发，结合数值模拟定义有效破裂区，并开展工程实践验证，为大直径深孔分段爆破切井掏槽方式的选取提供了依据。

关键词：大直径深孔分段爆破切井桶形掏槽螺旋掏槽数值模拟