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大学（教学与教育） 2024年第9期 1-2,F0002页

作者：王沉江成玉贵州大学矿业学院贵州大学矿业学院采矿工程教研室

实践教学,是巩固理论知识、加深理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台,有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。

关键词：高素质技术学生素养专业师资队伍采矿工程教学能力提升理论联系实际实践教学创新意识

架间底板拖管充填采空区浆液流动特性试验研究

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煤炭工程 2024年第2期56卷 99-104页

作者：成云海王旭东申昊黄国栩山东科技大学采矿工程研究院山东泰安271001 山东科技大学煤矿充填开采国家工程实验室山东泰安271000

为解决矿山充填与煤炭开采之间时空干涉难题,实现矿井安全、高效充填开采。结合李家壕矿井生产系统和开采条件,提出采空区架间底板拖管非胶结膏体充填技术。为确保该技术可行及充填参数的有据可依,遂建立非胶结膏体架间底板拖管充填采... 详细信息

为解决矿山充填与煤炭开采之间时空干涉难题,实现矿井安全、高效充填开采。结合李家壕矿井生产系统和开采条件,提出采空区架间底板拖管非胶结膏体充填技术。为确保该技术可行及充填参数的有据可依,遂建立非胶结膏体架间底板拖管充填采空区物理模型,以矸石和粉煤灰为骨料制备非胶结膏体充填材料,分析最大粒径和质量浓度对浆液采空区内流动特性的交互影响。研究结果表明:①浆液充填量主要受矸石粒度的影响,质量浓度主要影响浆液在采空区内的扩散速度;②随着浆液充填量的增加,采空区内的空隙逐渐趋于饱和,且渗透方式呈现出以管口为球心的半球形扩散分布;③模拟试验揭示了浆液中矸石颗粒在采空区流动扩散阻塞机理;④沿管道走向依次剖开断面,浆液中矸石级配和质量浓度有明显的分选性。

关键词：架间底板拖管非胶结膏体流动特性配比参数

我国巷道围岩注浆加固技术研究现状及发展趋势

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矿业安全与环保 2024年

作者：周宏范王国普辛保彦成云海胡琳杰中煤新集能源股份有限公司山东科技大学采矿工程研究院山东科技大学煤矿充填开采国家工程研究中心

基于我国巷道围岩注浆技术的研究现状,从巷道围岩注浆加固理论、注浆工艺、注浆材料、注浆参数、注浆效果评价5个方面进行了分析与论述。探讨了目前巷道围岩注浆加固技术存在的问题,提出了巷道围岩注浆加固技术的发展趋势:设计与开发模... 详细信息

基于我国巷道围岩注浆技术的研究现状,从巷道围岩注浆加固理论、注浆工艺、注浆材料、注浆参数、注浆效果评价5个方面进行了分析与论述。探讨了目前巷道围岩注浆加固技术存在的问题,提出了巷道围岩注浆加固技术的发展趋势:设计与开发模拟浆液扩散设备;研发价格低廉、毒害小的化学类注浆材料;建立一套注浆工艺选择标准,制订出不同注浆工艺适用条件;研发注浆参数实时监测记录仪器;建立一套完整注浆效果评价体系或研发出更先进的检测注浆效果的仪器。

关键词：注浆加固技术巷道围岩研究现状发展趋势注浆理论注浆工艺注浆材料注浆参数

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深部厚煤层回采巷道支护设计及围岩控制研究

煤矿安全 2024年第9期55卷 139-148页

作者：尚文政刘志刚游武超袁健博山东科技大学采矿工程研究院山东泰安271019 山东敬泰工程科技有限公司山东淄博255410 山东能源集团有限公司山东济南250013

为研究深部厚煤层回采巷道支护设计问题,基于唐阳煤矿432运输巷道,从安全及支护成本角度出发提出3种支护设计方案;采用理论分析、数值模拟和工程实践的方法分别研究了各方案支护参数的取值、位移变形量、塑性区及支护方案实际支护效果... 详细信息

为研究深部厚煤层回采巷道支护设计问题,基于唐阳煤矿432运输巷道,从安全及支护成本角度出发提出3种支护设计方案;采用理论分析、数值模拟和工程实践的方法分别研究了各方案支护参数的取值、位移变形量、塑性区及支护方案实际支护效果。理论分析结果表明:3种支护方案选取的锚杆锚索参数及间排距均符合理论计算值。数值模拟结果表明:支护方案Ⅰ顶底板及两帮相对位移变形量分别为77.6、103.4 mm,支护方案Ⅱ为79.7、105.5 mm,与支护方案Ⅰ相近且塑性破坏单元最少,支护方案Ⅲ位移变形量最大分别为83.8、111.1 mm;在支护效果相近的情况下,支护方案Ⅱ的支护成本仅为方案Ⅰ的64.7%。工程实践结果表明:支护方案Ⅱ的实际支护效果能实现巷道的安全支护。

关键词：巷道支护围岩控制数值模拟塑性区位移变形支护方案

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面向电铲自主装卸的矿用自卸车斗型优化

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1227-1236页

作者：谭晓丹王勇澎 Robert Hall 徐天爽黄庆学吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 太原重型机械集团有限公司矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室太原030024 南达科他州矿业理工大学采矿工程与管理学院拉皮德城57701 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

针对现有电铲自主装卸功能在料堆重构、环境感知、目标识别等领域存在技术难度的现状,从降低自主装卸作业任务难度的角度出发,本文提出了一种以载荷均衡分布为目标的矿用自卸车斗型优化方法。首先,构建了一种基于差分迭代的装卸后自卸... 详细信息

针对现有电铲自主装卸功能在料堆重构、环境感知、目标识别等领域存在技术难度的现状,从降低自主装卸作业任务难度的角度出发,本文提出了一种以载荷均衡分布为目标的矿用自卸车斗型优化方法。首先,构建了一种基于差分迭代的装卸后自卸车斗内料堆的轮廓重构方法,并对料堆质心位置进行计算;其次,建立并验证了模拟电铲装卸过程的离散元仿真方法;再次,利用离散元仿真实验,研究了不同斗型结构参数对斗内料堆质心位置的影响;最后,以横向载荷均布为目标,以纵向载荷分布、行驶安全性、斗容变化为约束对斗型进行优化。结果表明:优化后的斗型与原斗型相比,在保持装载能力和行驶安全性的前提下,极端装卸位置时的载荷分布均匀性显著提升,并具有更大的合理装卸面积和更高的作业效率。

关键词：机械设计及理论自主装卸矿用自卸车载荷分布斗型优化

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固态电池电解质碳足迹及足迹家族

新能源进展 2024年第4期12卷 482-493页

作者：刘子仪张宏亮李茜余佩雯黄凯刘磊郁亚娟北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学管理与经济学院北京100081 北京汽车研究总院有限公司北京100163 北京林业大学环境科学与工程学院北京100083 达尔豪斯大学土木与资源工程系加拿大哈利法克斯B3H4R2

近年来随着全球气候的变化,推动碳中和成为全球共识。固态电池由于具有安全性高、能量密度大、工作温度范围宽等优势,是未来电池发展的必经之路,而电解质是电池贡献碳足迹的主要部分。选择无机物、聚合物和复合物三类固态电解质共计22... 详细信息

近年来随着全球气候的变化,推动碳中和成为全球共识。固态电池由于具有安全性高、能量密度大、工作温度范围宽等优势,是未来电池发展的必经之路,而电解质是电池贡献碳足迹的主要部分。选择无机物、聚合物和复合物三类固态电解质共计22种电解质作为研究对象,对其碳足迹、水足迹、物质足迹、生态足迹和健康足迹等分别进行模拟计算,结果表明复合固态电解质、无机固态电解质和聚合物固态电解质的足迹影响值普遍遵循依次减小的规律。在所有的足迹类别中,复合固态电解质的足迹影响值均最高,不同种类无机物复合制备的电解质会对环境造成更大的影响。

关键词：固态电池固态电解质碳足迹足迹家族生命周期评价

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巷道围岩深孔反向分级注浆工艺研究

煤炭技术 2024年第5期43卷 142-147页

作者：辛保彦成云海山东科技大学资源学院山东泰安271000 山东科技大学采矿工程研究院山东泰安271019

以安徽某矿为试验矿井,针对现有分级注浆工艺及该矿使用深浅孔注浆工艺存在问题,提出一种深孔反向分级注浆工艺;通过数值模拟方法,对比了反向分级注浆工艺与深浅孔注浆工艺的注浆效果,结果表明:反向分级注浆工艺在浆液扩散、改善围岩应... 详细信息

以安徽某矿为试验矿井,针对现有分级注浆工艺及该矿使用深浅孔注浆工艺存在问题,提出一种深孔反向分级注浆工艺;通过数值模拟方法,对比了反向分级注浆工艺与深浅孔注浆工艺的注浆效果,结果表明:反向分级注浆工艺在浆液扩散、改善围岩应力等方面效果比深浅孔注浆工艺更好;研发了用于分隔深部与浅部浆液的分级隔离装置及第二级注浆的开启装置爆破阀,通过分级隔离装置的黏结强度测试、爆破阀的开启压力测试,选出了二者最佳配合使用方案;采用反向分级注浆工艺和深浅孔注浆工艺对其巷道围岩进行加固,并对注浆效果进行对比分析,结果表明:反向分级注浆工艺较深浅孔注浆工艺时间快了约43%,注浆压力提升了4 MPa,反向分级注浆工艺较深浅孔注浆工艺的注浆量增加了40%~60%。

关键词：注浆工艺反向分级注浆分级隔离装置爆破阀

具有复杂层次结构的二维离散块系岩体中摆型波与旋转波研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 424-438页

作者：姜宽卢春生戚承志王泽帆北京工业大学城市建设学部北京100124 西澳大学土木、环境与采矿工程学院澳大利亚珀斯6009 科廷大学土木与机械工程学院澳大利亚珀斯6845 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心北京100044 北京建筑大学城市交通基础设施建设北京国际科技合作基地北京100044

岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响。针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响。... 详细信息

岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响。针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响。进一步,针对摆型波的低频、低速特征,基于Bloch定理确定并求解不同层次结构中波的频散方程,研究波的频散关系及速度特征。最后,基于固体能带理论揭示摆型波低频特性的力学机制,并基于研究结果讨论摆型波及旋转波诱发冲击地压的可能性。研究表明:忽略岩体高阶层次结构将低估岩体的位移及其整体变形,计算结果偏于不安全。长波扰动作用下,高阶层次结构中第一模态摆型波(对应声学支)频散现象不显著,其传播速度降低,岩体内部高阶层次结构阻碍波的传播;其他波(对应光学支)频散现象极其显著,几乎不能独立存在并传播;低频摆型波为波的主要形式,比高阶模态波及传统的P波、S波衰减速度更慢、传播距离更远。

关键词：岩石力学块系岩体摆型波旋转波层次结构频散关系 Cosserat理论

断层切割孤立煤体应力动态特征及协同卸压技术

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煤矿安全 2024年第2期55卷 116-124页

作者：焦仕学胡兆锋万晓白光超张斌李波成云海梁记忠山东科技大学资源学院山东泰安271019 山东新巨龙能源有限责任公司山东菏泽274918 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 山东科技大学采矿工程研究院山东泰安271019

为了研究由断层切割形成的孤立煤体应力特征,防止孤立煤体应力集中区域在工作面回采期间发生冲击危险;以新巨龙煤矿6305工作面为例,建立了孤立煤体受力估算模型,得到冲击危险性指数Ic;提出了针对孤立煤体区域两侧巷道实施的“大直径钻... 详细信息

为了研究由断层切割形成的孤立煤体应力特征,防止孤立煤体应力集中区域在工作面回采期间发生冲击危险;以新巨龙煤矿6305工作面为例,建立了孤立煤体受力估算模型,得到冲击危险性指数Ic;提出了针对孤立煤体区域两侧巷道实施的“大直径钻孔卸压+爆破切顶卸压”协同卸压技术,并通过FLAC^(3D)模拟协同卸压前后孤立煤体应力动态特征。结果表明:冲击危险性指数I_(c)=2.6>1.5,即孤立煤体平均支承压力超过临界冲击阈值易发生冲击;卸压前过F_(311)断层后XF_(2)断层处回采帮采动应力突增7.85 MPa,冲击危险程度升高;卸压后孤立煤体突出部位回采帮应力平均降低25.3%,非回采帮应力平均降低12.5%,卸压区域无大能量微震事件发生,钻屑量正常,卸压效果良好。

关键词：断层切割孤立煤体采动应力微震协同卸压

地下水库真实水压环境下坝体试件力学响应与破坏特征

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岩石力学与工程学报 2024年第9期43卷 2214-2224页

作者：吕鑫何祥杨科方珏静张寨男安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 阿德莱德大学土木、环境和采矿工程学院澳大利亚阿德莱德5005

地下水库坝体在水压环境下的稳定性是废弃矿井抽水蓄能电站长期安全运行的关键。针对地下水库真实水压环境,自主设计、研制伺服轴-水压联合试验装置,分析环境水影响方式,阐明轴-水压联合作用结构演化过程,判断坝体理论强度变化趋势,开... 详细信息

地下水库坝体在水压环境下的稳定性是废弃矿井抽水蓄能电站长期安全运行的关键。针对地下水库真实水压环境,自主设计、研制伺服轴-水压联合试验装置,分析环境水影响方式,阐明轴-水压联合作用结构演化过程,判断坝体理论强度变化趋势,开展不同水压力环境坝体力学试验,确定水压对坝体试件力学性能影响规律,探讨细观断口形貌特征与宏观破坏形态。结果表明:真实水压环境对坝体试件产生水化学与水压力影响,涵盖7个方面的增强与弱化作用;试件水环境由外界围压水、贯通孔隙水、封闭孔隙水3个部分组成,在试件饱和及加载过程中水介质交互与裂纹扩展相互影响,水压力越大渗入量与影响越大;真实水压环境改变试件损伤量与有效孔隙,进而影响侧向有效应力与试件强度;随着真实水压环境的水压力增大,应力-应变曲线具有明显的屈服波动、强度先减小后增大、轴向应变则持续降低,试验机对试件的耗能逐渐减少,但耗散能占比增速加快;水压力增大后断口形貌处裂纹核数量减少,主裂纹依次为沿晶断裂-穿晶断裂-剪切破坏,细微裂纹数量增大,试件破坏形态经历张拉-张剪-剪切转变,且破坏愈加复杂,伴随崩脆声响。研究成果可提高地下水库监测评估准确性,并为废弃矿井抽水蓄能电站建设提供理论与试验依据。

关键词：采矿工程废弃矿井地下水库坝体试件真实水压环境破裂断口水压破坏机制