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非饱和矿堆溶液渗流迟滞与毛细扩散行为表征

工程科学学报 2023年第3期45卷 359-368页

作者：王雷鸣李希雯尹升华周根茂李辉刘培正邓博纳金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山安全与健康国家重点实验室马鞍山243000 武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室武汉430205 核工业北京化工冶金研究院北京101149

为深入理解非饱和矿堆内溶浸液毛细渗流扩散以及渗流迟滞行为,本文构建适于非饱和矿堆的毛细渗流模型,利用COMSOL multiphysics有限元数值平台开展毛细渗流可视化模拟研究,并利用时域反射器(Time domain reflector,TDR)实时探测了非饱... 详细信息

为深入理解非饱和矿堆内溶浸液毛细渗流扩散以及渗流迟滞行为,本文构建适于非饱和矿堆的毛细渗流模型,利用COMSOL multiphysics有限元数值平台开展毛细渗流可视化模拟研究,并利用时域反射器(Time domain reflector,TDR)实时探测了非饱和堆内持液率变化,探索了基于Design Expert的毛细渗流过程多因素响应规律,讨论了非饱和矿堆持液率、毛细吸力、孔隙率与喷淋强度间的潜在关联机制.研究结果表明:孔隙率对矿堆持液率的影响高于喷淋强度,矿堆持液率随喷淋时间的增长收敛性增加,且孔隙率小的矿堆需要更长的时间才能达到稳态持液;不考虑溶液喷淋强度影响时,矿堆持液率与孔隙比、水力传导系数呈正相关;特别是在喷淋初期(0~20 s),喷淋强度、水力传导系数和孔隙比对矿堆持液率的影响更为显著;初步构建了考虑气液两相运移的非饱和矿堆溶液毛细渗流模型;毛细吸力的变化对孔隙率较小的矿堆更敏感;喷淋强度较大、孔隙比越小时,矿堆底部的毛细吸力越大,更易达到稳态持液状态.

关键词：非饱和矿堆流体流动行为渗流迟滞毛细吸力持液率 COMSOL multiphysics

矿震震源时空分布的分形特性与活动性预测——以新疆阿舍勒铜矿为例

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岩石力学与工程学报 2019年第A01期38卷 3036-3044页

作者：赵聪聪唐绍辉覃敏郭晓强焦文宇刘畅长沙矿山研究院有限责任公司金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012

基于分形理论的分形维数与岩体破坏活动规律之间有着密切联系。为研究岩体破坏时空分维值变化规律,揭示岩体破坏的实质,达到预测预报的目的,利用盒维数计算的方法分析阿舍勒铜矿微震监测系统的震源定位数据并聚类分析其时空分布规律与... 详细信息

基于分形理论的分形维数与岩体破坏活动规律之间有着密切联系。为研究岩体破坏时空分维值变化规律,揭示岩体破坏的实质,达到预测预报的目的,利用盒维数计算的方法分析阿舍勒铜矿微震监测系统的震源定位数据并聚类分析其时空分布规律与生产活动、开拓工程等之间的关系。首先,震源定位时空分布特征与分维值存在显著相关性;其次,在球覆盖半径为5时,时间空间分维值和无标度区间拟合程度最优,即根据分维值变化趋势预测预判岩体破坏过程的准确性最高。最后,时间、空间分维变化具有同趋势性并且和能量释放情况联系密切,更有利于实际工程应用。

关键词：采矿工程震源定位分形理论盒维数前兆信息对比分析微地震活动性

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服装材料对矿用通风服降温效果的影响试验

中国安全科学学报 2022年第12期32卷 174-180页

作者：游波刘剑锋张艺馨施式亮刘何清鲁义湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000

为探明服装材料对矿用通风服降温效果的影响特征,选取人体皮肤温度、微环境温度、微环境湿度作为降温效果评价指标,基于人工环境试验舱以及试验测量仪器,通过在不同劳动强度、不同通风量的工况下进行真人受训试验收集、分析试验数据,对... 详细信息

为探明服装材料对矿用通风服降温效果的影响特征,选取人体皮肤温度、微环境温度、微环境湿度作为降温效果评价指标,基于人工环境试验舱以及试验测量仪器,通过在不同劳动强度、不同通风量的工况下进行真人受训试验收集、分析试验数据,对比3种服装材料的降温效果,并分析人体与服装之间微环境气候。结果表明:3款矿用通风服降温效果为莫代尔纤维型>纯棉型>硅胶型,平均降温幅度约为2.0、1.5、1.0℃。微环境温度、湿度都有较明显的降低,微环境内湿度为纯棉型>莫代尔纤维型>硅胶型,微环境内温度为莫代尔纤维型<纯棉型<硅胶型。

关键词：服装材料矿用通风服受训试验微气候降温效果

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基于SVM的粗骨料膏体性能预测及优选方法

中国有色金属学报 2022年第11期32卷 3517-3527页

作者：王雷鸣尹升华闫泽鹏崔贺佳刘培正邓博纳北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 金属矿山安全与健康国家重点实验室马鞍山243000 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 绿色化工过程教育部重点实验室武汉430205 首钢集团有限公司矿业公司唐山064400

膏体充填能够改变矿区周围岩石的应力状态,减少矿区周围的环境问题,在国内外地下矿山得到广泛应用。膏体合理配比的确定需要进行大量实验,亟需寻找一种简单有效的方法去对膏体的性能进行预测。对此,本文开展了27组配比的强度和坍落度测... 详细信息

膏体充填能够改变矿区周围岩石的应力状态,减少矿区周围的环境问题,在国内外地下矿山得到广泛应用。膏体合理配比的确定需要进行大量实验,亟需寻找一种简单有效的方法去对膏体的性能进行预测。对此,本文开展了27组配比的强度和坍落度测试,采用PSO、Grid和GA算法优化后的支持向量机(SVM)进行训练,对比分析预测结果对算法进行优选。基于算法模型进行膏体性能预测,采用极差分析手段揭示了不同影响因素对充填体性能的影响,最后采用线性规划原理得到了最佳配比参数。结果表明:核函数的参数c和惩罚系数g随算法不同而变化,不能作为评判预测精度的依据。Grid算法和PSO算法可以分别对坍落度和强度进行精准预测。由于膏体中自由水含量的影响导致坍落度受粗骨料-尾砂比和浓度的影响较大。不同龄期条件下水泥掺量和浓度对充填体强度的影响始终处于主导地位,随着龄期增加粗骨料“骨架”效应逐渐显现。以金川矿山实际充填需求为例,获得其最低成本配比条件为水泥掺量为280 kg/m~3,粗骨料-尾砂质量比为1∶1,废石-棒磨砂比为1∶1.44。

关键词：膏体充填支持向量机极差分析线性规划配比优化

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矿用通风服微空间环境变化特征研究

中国安全科学学报 2022年第5期32卷 185-193页

作者：游波毛聪施式亮刘何清鲁义李敏湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000

为揭示矿用通风服微空间传热特征,探讨通风服对着装人体的局部降温效果,研究服装微空间热量来源,分析通风服局部传热机制,通过数值模拟与真人受训试验分析环境温度、进气管通风量、进气管路结构对人体皮肤温度及微空间气候环境的影响。... 详细信息

为揭示矿用通风服微空间传热特征,探讨通风服对着装人体的局部降温效果,研究服装微空间热量来源,分析通风服局部传热机制,通过数值模拟与真人受训试验分析环境温度、进气管通风量、进气管路结构对人体皮肤温度及微空间气候环境的影响。结果表明:工作环境温度对人体皮肤温度和微空间环境温度的影响显著,而进气管通风量对人体皮肤温度及微空间环境温度影响不敏感,但对微空间内部环境的风速影响较大;入口风量每增加5 m^(3)/h,人体皮肤温度及微空间环境温度仅降低0.1~0.2℃,随着入口风量的增加,服装微空间内风速加大,人体皮肤吹风感加强,热舒适性增加。通过试验发现通风量为10 m^(3)/h,降温效果最优。

关键词：矿用通风服微空间传热特征数值模拟受训试验局部降温

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岩爆数据库管理系统开发及应用

工程科学学报 2022年第5期44卷 865-875页

作者：姚志宾牛文静张宇胡磊张伟东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室沈阳110819

针对深部岩体工程科学前沿的岩爆研究难题,分析了制约其动态定量及智能化预警研究的挑战性问题.为突破挑战问题制约,采用面向对象的B/S+C/S结构,建立了岩爆数据库管理系统,包含岩爆案例数据库、微震波形数据库、微震时序数据库,具备多... 详细信息

针对深部岩体工程科学前沿的岩爆研究难题,分析了制约其动态定量及智能化预警研究的挑战性问题.为突破挑战问题制约,采用面向对象的B/S+C/S结构,建立了岩爆数据库管理系统,包含岩爆案例数据库、微震波形数据库、微震时序数据库,具备多工程管理、详细数据采集、查询分析、结果导出等功能的岩爆数据库管理系统,成功实现了多工程、多源岩爆灾害信息的详细采集与有效管理.利用多个具有岩爆灾害的深埋岩体工程,对岩爆数据库管理系统进行了应用,取得了较好的效果.结果表明建立的岩爆数据库管理系统具有较好的适用性,可为不同工程岩爆类比研究、岩爆智能预警研究等提供科学、可靠的数据基础与参考.

关键词：岩爆数据库管理系统岩爆案例数据库微震波形数据库微震时序数据库深埋隧道

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基于微震监测的地压灾害预警参数分析研究

矿冶工程 2022年第1期42卷 35-40页

作者：覃敏刘畅长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012 金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012

利用麒麟厂在1751~1031 m水平已建成的微震监测系统,通过数据采集及筛选处理,构建了有效微震事件库,并结合现场地压活动状况,从微震时间序列、空间分布与演化、定量地震学参数等方面对微震事件展开了分析研究,以确定多参量预警阀值,实... 详细信息

利用麒麟厂在1751~1031 m水平已建成的微震监测系统,通过数据采集及筛选处理,构建了有效微震事件库,并结合现场地压活动状况,从微震时间序列、空间分布与演化、定量地震学参数等方面对微震事件展开了分析研究,以确定多参量预警阀值,实现地压灾害监测预警。结果表明,麒麟厂微震监测系统的预警阀值为:时序集中度Q_(时)>1,震中集中程度Q_(空)≤100,地震学参数b≤0.20、β_(n)≥1.5和η≥1.1。

关键词：地压灾害微震监测预警阀值

基于区域正向分簇与移动节点巷道WSN路由算法

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信息与控制 2018年第3期47卷 379-384页

作者：余修武张可周利兴张枫刘琴胡沐芳南华大学湖南衡阳421001 金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000

为了适应深井巷道带状空间结构,延长井下监测系统寿命,提出基于区域正向分簇与移动节点巷道WSN路由算法(RPAPC-MN).该算法根据巷道狭长空间环境提出区域正向分簇机制,避免数据折返现象,并利用井下人员与移动设备所配备的节点来转发数据... 详细信息

为了适应深井巷道带状空间结构,延长井下监测系统寿命,提出基于区域正向分簇与移动节点巷道WSN路由算法(RPAPC-MN).该算法根据巷道狭长空间环境提出区域正向分簇机制,避免数据折返现象,并利用井下人员与移动设备所配备的节点来转发数据,减少能耗,延长网络生存周期.仿真结果表明,区域正向分簇结构与移动节点的利用能够有效减少系统能耗,延长网络寿命,在巷道环境中RPAPC-MN寿命相比能耗均衡的煤矿井下巷道WSN跨层路由协议(EBUCR)延长了10.4%,相比能量均衡的非均匀分簇路由(EEUC)延长了15.6%.

关键词：无线传感器网络区域正向分簇移动节点路由算法矿井巷道

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某铁矿新型胶凝材料配方试验研究

矿业研究与开发 2023年第3期43卷 59-64页

作者：王新宇尹贤刚康瑞海彭亮胡凡长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012 金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012

某铁矿面临着充填体强度低、充填成本高等问题,亟需研发一种高效的新型胶凝材料来提高充填体强度。为达到采矿要求,以矿山周边不同的矿渣废料为基础,开展了新型胶凝材料配方试验研究。首先采用PSD和XRF分析方法测定尾砂的粒度和化学成分... 详细信息

某铁矿面临着充填体强度低、充填成本高等问题,亟需研发一种高效的新型胶凝材料来提高充填体强度。为达到采矿要求,以矿山周边不同的矿渣废料为基础,开展了新型胶凝材料配方试验研究。首先采用PSD和XRF分析方法测定尾砂的粒度和化学成分,确定其作为充填骨料的适用性;其次基于正交试验设计理论,对充填料浆试块7 d和28 d强度结果进行极差分析和回归分析,获得胶凝材料的最优配方和回归方程;最后结合SEM分析结果,得出新型胶凝材料的反应机理,确定新型胶凝材料的最优质量配比为:矿渣∶脱硫石膏∶石灰∶熟料=65∶25∶5∶5。

关键词：极细尾砂新型胶凝材料配方正交试验回归分析