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深部采煤诱发矿震的覆岩关键层破断特征研究

岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3140-3150页

作者：邹俊鹏周祝焦玉勇张全张泉李振国中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 兖矿能源集团股份有限公司山东济宁273500

深部煤炭资源开采过程中,强矿震事件屡有发生,已经成为制约深部煤矿安全高效生产的重要原因。以东滩煤矿63_(上)06工作面为研究背景,运用PFC^(2D)数值软件模拟煤层开采过程中上覆多关键层的破坏过程,分析其采动应力场变化规律,并运用单... 详细信息

深部煤炭资源开采过程中,强矿震事件屡有发生,已经成为制约深部煤矿安全高效生产的重要原因。以东滩煤矿63_(上)06工作面为研究背景,运用PFC^(2D)数值软件模拟煤层开采过程中上覆多关键层的破坏过程,分析其采动应力场变化规律,并运用单广义位移厚梁力学理论推导多关键层破断的力学机制。结果表明:上覆关键层的破断模式分为悬空破断和悬伸破断2种;因采动应力场变化的力拱效应,煤层采动过程中上覆关键层竖直应力逐渐减小,而水平应力增加;推导了关键层悬空破断和悬伸破断前受到的最大拉应力公式和最大悬空距和悬伸距,揭示了深部采煤上覆关键层破断力学机制。研究结果对于发展和完善深部采煤覆岩运移理论具有重要的意义。

关键词：岩石力学深部煤矿关键层破断 PFC^(2D) 采动应力场变化力学机制

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硫酸直接浸出磷石膏中稀土元素的研究

无机盐工业 2024年第1期56卷 107-113页

作者：夏桂英杨柳春袁治冶湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 湘潭电化科技股份有限公司湖南湘潭411201

为弄清磷石膏(PG)中低含量稀土元素(REE)的浸出规律及磷石膏浸出后品质的改善情况,通过实验研究了用硫酸直接浸出磷石膏中REE的过程动力学及磷石膏物相的变化。研究结果发现,REE浸出率随浸出温度升高先降低后增加、随液固比增大不断增... 详细信息

为弄清磷石膏(PG)中低含量稀土元素(REE)的浸出规律及磷石膏浸出后品质的改善情况,通过实验研究了用硫酸直接浸出磷石膏中REE的过程动力学及磷石膏物相的变化。研究结果发现,REE浸出率随浸出温度升高先降低后增加、随液固比增大不断增加、随硫酸浓度增大先增加后降低。在25℃下总浸出率较高,可达25%;其中La的浸出率最高,Pr的浸出率最低。REE浸出率在0~20 min内快速增加,随后趋于平缓,整个浸出过程动力学受灰层扩散控制。伴随着REE浸出的同时,石膏表面发生溶解,在溶液过饱和时重结晶形成脱水相的针状CaSO_(4)细晶,而石膏的体相整体形貌变化较小,导致REE浸出率偏低。酸浸后样品粒径小于10μm的颗粒占14.90%,较原样增加了5.16%,磷石膏粒径变小、杂质减少。研究结果可为磷石膏的综合利用提供参考。

关键词：磷石膏稀土元素硫酸浸出石膏物相

厚硬岩层下板结构破断应力-能量场积聚演化规律

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中国矿业大学学报 2024年第4期53卷 647-663页

作者：张广超尹茂胜周广磊陶广哲张照允闫宪洋李振国吕凯山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 兖矿能源集团股份有限公司山东济宁273500

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的... 详细信息

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的关联性;建立了关键层组Ⅱ厚板结构破断力学模型,分析了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响机理,揭示了厚硬岩层破断过程中的能量积聚与释放规律;采用FLAC^(3D)数值模拟软件,探究了厚硬岩层下的应力-能量场积聚演化规律,并通过63_(上)05工作面开采过程中触发的大能量事件进行了验证.本文明确了关键层组的破断运移是导致大能量强矿震的根源,得到了关键层组最大应力σ_(max)及岩层内部弯曲弹性能E_W表达式,揭示了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响规律;明晰了工作面开采过程中厚硬岩层影响下垂直应力场、水平应力场及能量场分布特征;将63_(上)05工作面上覆厚硬岩层破断运移规律及能量“积聚-释放”演化过程划分了5个阶段,分别为关键层组Ⅰ初次积聚-释能阶段、关键层组Ⅰ与Ⅱ周期破坏阶段、关键层组Ⅲ蓄能变形阶段、关键层组Ⅲ破断沉降阶段及关键层组Ⅳ沉降变形阶段.研究成果可为深埋采场厚硬覆岩条件下动力灾害防治提供理论与技术支持.

关键词：厚硬岩层强矿震岩层破断厚板结构能量积聚

微粉吸附技术在焙烧炉烟气处理中的研究与应用

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炭素技术 2024年第1期43卷 72-74页

作者：刘春龙张斌山东晨阳新型碳材料股份有限公司山东济宁272000

传统焙烧烟气净化系统,采用电捕焦油器+湿式脱硫+湿式电除尘的工艺技术路线,该工艺设备使用年限较长,存在着设备腐蚀、电捕冲洗水二次污染、电捕着火、电捕净化效率逐渐降低、维修量大、捕集下来的焦油属于危险废物,难以处理等问题,且... 详细信息

传统焙烧烟气净化系统,采用电捕焦油器+湿式脱硫+湿式电除尘的工艺技术路线,该工艺设备使用年限较长,存在着设备腐蚀、电捕冲洗水二次污染、电捕着火、电捕净化效率逐渐降低、维修量大、捕集下来的焦油属于危险废物,难以处理等问题,且该工艺对高致癌物质苯并芘没有好的处理效果,不能实现长期稳定达标排放。而采用微粉吸附技术除去烟气中的颗粒物和沥青烟,同时不再产生固体废物、危险废物,实现环保超低排放的目标。

关键词：焙烧炉微粉吸附烟气处理

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氯酸盐分解工艺技术优化

中国氯碱 2024年第7期 6-10,64页

作者：张凯鹏仇建锋刘伟李祥纵济宁中银电化有限公司山东济宁

介绍了电解装置产生氯酸盐的原因、危害及氯酸盐分解的原理、工艺流程,并分析了氯酸盐分解装置运行中存在的问题,进行了技术改进,总结了相关数据。

关键词：离子膜电解氯酸盐分解技术改进

基于顶板结构特征的冲击危险性评价方法及应用

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 121-131页

作者：王超张广超赵西坡周广磊张勇吕凯兖矿能源集团股份有限公司山东济宁272000 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

目前煤矿普遍采用的冲击危险性评价方法忽视了岩层层位、厚度等对冲击危险性评价结果的影响,致使现有冲击危险性评价体系对不同地层结构下顶板冲击危险性评价准确度不足。根据采空区覆岩破坏程度,建立了全悬顶结构、半悬顶结构及完全移... 详细信息

目前煤矿普遍采用的冲击危险性评价方法忽视了岩层层位、厚度等对冲击危险性评价结果的影响,致使现有冲击危险性评价体系对不同地层结构下顶板冲击危险性评价准确度不足。根据采空区覆岩破坏程度,建立了全悬顶结构、半悬顶结构及完全移动结构3类顶板结构力学模型,分析了各类顶板结构类型下的应力传递机制,提出了基于3类顶板结构与实测矿震数据相结合的动静载叠加应力计算方法及考虑顶板结构特征的冲击危险性评价指标及评价方法,并分析了岩层强度系数、关键层厚度以及岩层下沿距工作面距离对冲击特征参数p的影响规律;依托鄂尔多斯市某矿2201工作面、济宁市某矿63上06工作面及菏泽市某矿3301工作面地层结构条件,进行了顶板岩层结构下动静载叠加应力及冲击危险性评价参数的计算,并根据计算结果进行了冲击危险性评价验证分析。

关键词：冲击地压顶板结构力学模型支承压力危险性评价

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冲击地压矿井充填工作面超前采动应力对充填体充实率的反馈机制

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1804-1818页

作者：王兆会陈明振李强王伟李增强徐德生郑晓晨孙少龙吴传平郭心洋安君琦中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 济宁市能源局山东济宁272000 兖矿能源集团股份有限公司山东煤炭科技研究院分公司山东济南250117 山东东山古城煤矿有限公司山东济宁272000 冀中能源峰峰集团有限公司梧桐庄矿河北邯郸056011

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理... 详细信息

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理论分析、室内试验、现场实测手段探究充填开采工作面采动应力分布规律,揭示超前采动应力对充填体充实率的反馈机制,指导冲击地压矿井充实率确定。结果表明:工作面开采初期充填体充实率低于80%,坚硬顶板下沉量大,超前采动影响范围大于30 m,应力集中系数达到1.5,断层影响区采动应力影响范围和集中系数分别增至60 m和1.65,片帮冒顶等围岩失稳现象增多;实测了采空区充填体承载应力全程动态演化特征,承载应力分布曲线划分为“快速降低—短暂稳定—快速升高—缓慢降低—二次稳定”5个阶段,低充实率条件下采空区上、中、下3个区域承载应力稳定值分别为1.9、5.2、2.8 MPa;将采空区充填体划分为非充分压实区和充分压实区,构建了充填体支撑作用下坚硬顶板连续沉降模型,得到了坚硬顶板“ʅ”型沉降曲线,非充分压实区范围随充实率近似呈线性减小;试验得到充填体弹性模量和单轴抗压强度随凝固时间的演化曲线,结合顶板沉降曲线和推进速度得到工作面前后采动应力全区域分布曲线;建立了超前采动应力集中程度与充填体承载能力的负指数函数关系,揭示了超前采动应力对充填体充实率的负向反馈机制,实现充填开采降载防冲效果的定量评价;提出了充填体充实率“三位一体”协同提升措施,将1123工作面充实率升高至90%,增强了充填体承载能力,超前采动应力集中系数降至1.3,厚顶煤膨胀变形量减少至50 mm,坚硬顶板破断致冲风险显著降低。

关键词：冲击地压充填开采坚硬顶板采动应力反馈机制

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氯化苯副产盐酸的精制工艺方法研究

中国氯碱 2024年第4期 23-27页

作者：梁海军刘露刘聪张凯鹏济宁中银电化有限公司山东济宁

利用树脂吸附和脱吸附原理,对氯化苯生产过程中产生的盐酸进行脱色和去除有机物,从吸附和脱附工艺流程、树脂配比、盐酸吸附定量等方面展开分析,设计相应模拟实验进行过程探索,形成了一套比较完善的氯化苯副产盐酸精制的工艺流程。

关键词：氯化氢绝热吸收水洗液相色谱有机物吸附树脂阳离子树脂铁离子吸附柱

冷喷涂参数对7050高强铝合金轴箱体修复层组织和性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 194-204页

作者：韩晓辉姚小春曹金山管益辉张志坚王雁鑫雒晓涛中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 陕西天元智能再制造股份有限公司西安710049 西安交通大学西安710049

目的解决热加工技术修复高强铝合金存在的基材易开裂、沉积层易氧化、强度性能下降等问题,针对高速列车7050铝合金轴箱体修复需求,利用高压冷喷涂技术的低温固态沉积特性完成轴箱体同质修复。方法采用7050铝合金轴箱体样件为基材,在其... 详细信息

目的解决热加工技术修复高强铝合金存在的基材易开裂、沉积层易氧化、强度性能下降等问题,针对高速列车7050铝合金轴箱体修复需求,利用高压冷喷涂技术的低温固态沉积特性完成轴箱体同质修复。方法采用7050铝合金轴箱体样件为基材,在其表面采用高压冷喷涂技术喷涂同质粉末制备出试样,通过SEM、TEM、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验机、万能试验机,以及电化学测试等,分别研究喷涂压力、温度对修复层显微组织、硬度、剪切强度、耐蚀耐磨性能的影响规律。结果修复层组织致密,孔隙率小于0.6%,随着喷涂压力、温度的升高,可进一步降低孔隙率;修复层的平均硬度可达133.1HV0.05,低于基体平均硬度(165.6HV0.05);耐磨性与基体相当,磨损机理为塑性犁削;修复层与基体的剪切强度达到96 MPa以上;修复层的腐蚀电位(−0.77 V,***)略低于基体(−0.70 V,***),修复层与基体无电偶腐蚀倾向。结论通过高压冷喷涂技术制备了组织致密、结合良好、与基体性能相当的修复层,并采用优化的工艺参数完成了损伤轴箱体的再制造修复,经台架试验证明满足服役工况要求。

关键词：冷喷涂铝合金显微组织剪切强度耐磨性耐蚀性