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矿业工程研究生学位论文质量管理优化实践
1
作者 李沛 李建伟 曹钊 《教育教学论坛》 2025年第6期29-32,共4页
研究基于全面质量管理理论(TQM),旨在优化矿业工程研究生学位论文的审阅要点与专审办法,以提升论文质量管理水平。通过问卷和访谈调研,探明了论文审阅中专家关注的诸多重点,如既要重视研究合理性(如技术路线、关键技术等),也要重视论文... 研究基于全面质量管理理论(TQM),旨在优化矿业工程研究生学位论文的审阅要点与专审办法,以提升论文质量管理水平。通过问卷和访谈调研,探明了论文审阅中专家关注的诸多重点,如既要重视研究合理性(如技术路线、关键技术等),也要重视论文撰写本身是否能准确反映研究内容和研究逻辑。基于PDCA循环,改进了论文审阅要点,主要补充了明晰选题范围、重视行文结构合理性等要点;改进了专审办法,主要有强化审阅人职能和责任,快速审阅和详细审阅相结合,强调全面质量管理中目标导向和全员、全过程参与理念。从2023年6月外审结果看,全日制研究生通过率100%,实践结果良好,未来将持续改进审阅要点和专审办法。 展开更多
关键词 学位论文管理 论文评阅 全面质量管理理论
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地区应急人才培养模式与全产业链服务探究
2
作者 陈景序 刘雅雯 +3 位作者 赵永文 曹钊 刘业娇 李曙光 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第1期216-222,共7页
为应对地区产业发展对应急人才日益增长的需求,探索“政产学研用”融合育人方法在应急人才本硕博一体贯通式培养模式的应用。针对西部应急产业人才需求层次、核心能力评估与知识体系构建模糊等问题,通过FP-Growth算法对课程及对应能力... 为应对地区产业发展对应急人才日益增长的需求,探索“政产学研用”融合育人方法在应急人才本硕博一体贯通式培养模式的应用。针对西部应急产业人才需求层次、核心能力评估与知识体系构建模糊等问题,通过FP-Growth算法对课程及对应能力进行关联规则挖掘、划分,实现核心能力评估;以安全工程能力作对比明确能力培养侧重点,探索人才培养路径;提出以政-校-企合作形式开设产教融合、理实一体的本科“3+1/1”产业特色班、硕博层次“订单式”人才创新培养模式,通过产教融合、科教融合等协同育人方式,形成地区应急人才全产业链服务的理念。结果表明:从4层次人才需求出发划分的核心能力与课程体系间的关联程度较高;从专业侧重点和应用背景角度明确安全、应急学科培养的方向,解决人才出口同质化与能力侧重问题;所提出的地区应急人才全产业链服务的理念将教育内容与市场需求紧密对接,有助于提升学生综合素质能力,实现应急管理现代产业的区域闭环发展。 展开更多
关键词 应急技术与管理 应急人才 全产业链 人才培养 关联性分析 人才需求
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我国磷石膏污染特性、利用及环境管理研究
3
作者 白春华 王金宝 +6 位作者 李光辉 刘玉强 徐亚 钱璨 林民松 龙杰 姚光远 《环境科学研究》 北大核心 2025年第3期632-641,共10页
我国磷石膏产生区域高度集中,主要分布在长江流域,特别是湖北、云南和贵州三省,这些地区既是磷矿资源富集区,也是磷化工产业聚集地。磷石膏的特征污染物为氟化物和总磷,其利用处置对于长江经济带高质量发展具有至关重要的作用。本文梳... 我国磷石膏产生区域高度集中,主要分布在长江流域,特别是湖北、云南和贵州三省,这些地区既是磷矿资源富集区,也是磷化工产业聚集地。磷石膏的特征污染物为氟化物和总磷,其利用处置对于长江经济带高质量发展具有至关重要的作用。本文梳理了我国磷石膏产生利用与污染现状,并着重阐述湖北、云南和贵州三省磷石膏污染特性、利用和管理现状,提出了针对性建议。总体上,2015年以来,我国磷石膏年产量基本稳定在7500×104 t,主要利用途径为水泥缓凝剂、石膏建材和矿井充填及修复,且利用率逐年稳步上升。同时国家及地方层面磷石膏利用政策逐步明确了磷石膏规模化消纳途径。湖北省水运交通便利,磷石膏主要用于水泥缓凝剂和石膏建材,在2022年利用率分别为39.6%和38.7%;而云南省和贵州省位于西南部山区,磷石膏综合利用主要聚焦于矿井充填及修复领域,在2022年其利用率均超过50%。但行业发展仍面临较多问题,包括磷石膏相关污染控制技术规范缺乏,阻碍其多元化利用;磷石膏综合利用产品竞争力偏弱,限制其综合利用率提升;同时,磷石膏贮存量长期高位增长与磷石膏库服役年限日益逼近,限制行业的可持续发展。基于此,提出以下建议:健全磷石膏利用处置制度体系,促进磷石膏多元化利用;加强磷石膏利用支持政策,扶持磷石膏综合利用产品;推动磷石膏无害化处理,建立磷石膏资源暂存场。 展开更多
关键词 磷石膏 污染特性 综合利用 环境管理
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辛基羟肟酸超声活化及其强化氟碳铈矿浮选机制研究
4
作者 王介良 任浩东 +4 位作者 赵增武 曹钊 孙韩庭 张臻悦 池汝安 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期141-147,共7页
羟肟酸类稀土浮选捕收剂存在溶解性差、解离程度低等问题,构建辛基羟肟酸(OHA)浮选氟碳铈矿体系,通过纯矿物浮选、溶液化学计算、电导率测试、矿物表面湿润性及XPS测试分析,研究了超声处理对OHA捕收性能的活化作用,及其强化氟碳铈矿浮... 羟肟酸类稀土浮选捕收剂存在溶解性差、解离程度低等问题,构建辛基羟肟酸(OHA)浮选氟碳铈矿体系,通过纯矿物浮选、溶液化学计算、电导率测试、矿物表面湿润性及XPS测试分析,研究了超声处理对OHA捕收性能的活化作用,及其强化氟碳铈矿浮选的机制。结果表明:当超声功率为200 W、处理时间为10 min时,超声场对OHA活化效果最佳,相较OHA未超声处理时氟碳铈矿浮选回收率提高20.5个百分点;超声处理能促进OHA溶解解离出更多的OHA-,增大OHA在氟碳铈矿表面的化学吸附强度,增强氟碳铈矿表面的疏水性,从而强化对氟碳铈矿的浮选。 展开更多
关键词 超声活化 辛基羟肟酸 氟碳铈矿 浮选
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煤岩瓦斯动力灾害事故统计及发生规律分析
5
作者 刘业娇 高富 +2 位作者 段泽宇 崔梦圆 周爱桃 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期180-188,共9页
为了深入分析中国煤矿瓦斯动力灾害事故特征及发生规律,采用数据统计及图表分析法,以2009—2023年中国110起煤岩瓦斯动力灾害事故为数据基础,从事故类型、事故等级、地区分布与时间分布4个维度进行梳理分析。结果表明:中国煤矿瓦斯动力... 为了深入分析中国煤矿瓦斯动力灾害事故特征及发生规律,采用数据统计及图表分析法,以2009—2023年中国110起煤岩瓦斯动力灾害事故为数据基础,从事故类型、事故等级、地区分布与时间分布4个维度进行梳理分析。结果表明:中国煤矿瓦斯动力灾害事故类型以煤与瓦斯突出为主,事故等级以较大事故为主,地区分布呈现北多南少、西南地区偏多的规律,发生时间主要集中在3月份及10—12月份;煤岩瓦斯复合动力灾害事故主要集中在开采深度500 m以下,多发生在中国中部及东部地区。从预防煤与瓦斯突出、加强应急救援能力、减少地区特征影响及加强事故多发月份管理4个方面提出安全防治措施。此次事故统计分析对煤炭企业煤岩瓦斯动力灾害安全防治及后续相关研究有着指导作用。 展开更多
关键词 煤岩瓦斯动力灾害 发生规律 事故类型 地区分布 防治措施
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混合动力矿用卡车多因素和多目标的集成优化研究
6
作者 李洪亮 尚利花 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期201-210,共10页
混合动力矿用卡车的部件参数和控制参数共同制约整车的综合性能,针对其优化涉及多因素和多目标的特点,提出了混合动力矿用卡车集成优化研究。建立以动力性为约束条件,部件参数和控制参数为优化变量,燃油经济性和系统体积最小化为目标的... 混合动力矿用卡车的部件参数和控制参数共同制约整车的综合性能,针对其优化涉及多因素和多目标的特点,提出了混合动力矿用卡车集成优化研究。建立以动力性为约束条件,部件参数和控制参数为优化变量,燃油经济性和系统体积最小化为目标的优化模型。在此基础上,构建Isight优化平台集成Matlab约束模型和AMESim整车仿真模型的优化框架,采用Pointer智能优化算法进行求解,获得了燃油经济性和系统体积最小化的最佳Pareto解集。与NSGA-Ⅱ算法和经验调试相比,Pointer智能优化算法在保证混合动力矿用卡车动力性的基础上,显著提高了燃油经济性并降低了系统体积。综合分析多变量和多目标之间的关系,获得了各优化变量对燃油经济性、系统体积最小化和动力性的耦合规律及调整方法。通过AMESim仿真分析发现,与优化前相比,优化后发动机参与驱动减少,并且更多地工作在燃油经济区,蓄能器储存和释放能量的频率和幅度增加,证明了本次提出的集成优化方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 混合动力矿用卡车 燃油经济性 系统体积最小化 Pointer智能优化算法 NSGA-Ⅱ算法
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石英石的损伤累积-断裂特性研究
7
作者 周龙旭 王嘉伟 +3 位作者 柳随年 胡轶文 李沛 曹钊 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期87-94,共8页
矿石颗粒受反复冲击而裂隙逐渐发育直至断裂是碎矿磨矿中的重要现象,可用TAVARES提出的损伤累积-断裂模型来描述。石英石作为重要的脉石矿物,其损伤累积特性值得研究。基于此,开展了石英石单颗粒冲击破碎试验,并通过对Tavares模型中的... 矿石颗粒受反复冲击而裂隙逐渐发育直至断裂是碎矿磨矿中的重要现象,可用TAVARES提出的损伤累积-断裂模型来描述。石英石作为重要的脉石矿物,其损伤累积特性值得研究。基于此,开展了石英石单颗粒冲击破碎试验,并通过对Tavares模型中的损伤系数进行系统化的分析与计算,研究了损伤累积理论在颗粒破碎过程中的重要作用,探讨了在球磨过程中颗粒损伤累积的重要性。研究表明,通过单颗粒冲击试验和数值模拟,证实了损伤累积系数γ是影响颗粒破碎行为的关键参数,γ值越小,颗粒越容易发生破碎;提出了简易的模型参数反算方法,用落重试验快速预估损伤累积系数γ,得到γ=5.7时粒度5.6~6.7 mm的石英石颗粒的破碎规律;通过对球磨机中颗粒碰撞能量频率分布的仿真分析,揭示了球磨机中矿石颗粒受到抛落冲击下的破碎主要由众多低能量碰撞的累积效应导致,单次高能冲击的贡献较小。研究结论有助于加深对石英石破碎本质的理解以及球磨机破碎机理的认识,为进一步提高球磨机的效率提供了新视角。 展开更多
关键词 石英石 损伤累积 矿石断裂 破碎概率 球磨仿真
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基于人工智能的矿用带式输送机故障诊断模型研究
8
作者 李洪亮 王庆华 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期152-160,共9页
为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理... 为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理,以降低数据的噪声和维度;然后利用隐藏层经验公式确定BP神经网络隐藏层神经元个数选取范围,在此基础上采用穷举算法和粒子群算法(PSO)组成嵌套粒子群算法(NPSO)对BP神经网络隐含层神经元个数、权值和阈值进行全局寻优,最终构建了基于PCA-NPSO-BP的智能故障诊断模型。基于实例,通过MAT-LAB软件仿真测试的结果显示,PCA-NPSO-BP故障诊断模型的诊断精度高于基于灰狼算法优化BP神经网络和基于遗传算法优化BP神经网络的诊断模型。 展开更多
关键词 带式输送机 主成分分析法 嵌套粒子群算法 BP 神经网络 故障诊断
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近距离煤层开采覆岩裂隙活化特征与隔水层稳定性
9
作者 曹健 苏海涛 +3 位作者 王超 李建伟 李亮 毛旭魏 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期153-167,共15页
【背景】陕北侏罗纪煤田近距离煤层重复采动覆岩裂隙活化发育加剧,易导致隔水层失稳,引起地下水流失。【方法】为揭示近距离煤层开采覆岩裂隙发育特征及隔水层稳定性,采用实测统计、物理相似模拟及理论分析相结合的方法,提出基于陕北侏... 【背景】陕北侏罗纪煤田近距离煤层重复采动覆岩裂隙活化发育加剧,易导致隔水层失稳,引起地下水流失。【方法】为揭示近距离煤层开采覆岩裂隙发育特征及隔水层稳定性,采用实测统计、物理相似模拟及理论分析相结合的方法,提出基于陕北侏罗纪煤田近距离煤层保水开采的主要煤岩组合类型划分,分析重复采动裂隙活化发育规律,建立重复采动隔水层稳定性判据。【结果和结论】研究表明,依据该煤田上部近距离两层可采煤层煤-水赋存条件及地质特征,可分为薄及中厚-厚型(Ⅰ型)、厚-薄及中厚型(Ⅱ型)、厚-厚型(Ⅲ型)、薄及中厚-薄及中厚型(Ⅳ型)4种类型。得出基于上述4类条件采动覆岩上行与下行裂隙发育的隔水层破坏特征,重复采动裂采比(上行裂隙发育高度/复合采高)一般为14~30,相比上部单一煤层开采显著减小,下行裂隙发育深度为复合采高的1.6~3.0倍。建立基于重复采动裂隙发育高度(深度)的隔水层稳定性判据,当隔水层厚度大于等于重复采动裂隙发育高度、深度、安全厚度之和时,隔水层稳定,反之失稳;给出陕北侏罗纪煤田重复采动隔水层稳定性评价,包括稳定-稳定、稳定-失稳、失稳-失稳3种情况。研究成果可为陕北侏罗纪煤田近距离煤层保水开采的隔水层稳定性判据确定与控制提供理论基础。 展开更多
关键词 近距离煤层 覆岩裂隙 裂隙活化 隔水层破坏 稳定性判据
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花岗岩及细粒花岗岩声发射时频域特征分析
10
作者 王创业 隋青瑞 +2 位作者 游茹 韩天宇 刘城成 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征,对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射试验。结果表明:对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩,在峰后破坏阶段表现出较强... 为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征,对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射试验。结果表明:对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩,在峰后破坏阶段表现出较强的脆性特征;花岗岩高幅值声发射(AE)信号占比约为细粒花岗岩的2倍,花岗岩高幅值声发射信号占比更多,破坏更剧烈;主破裂发生之前细粒花岗岩的平均频率(AF)值高于花岗岩,细粒花岗岩在主破裂发生之前孕育更高占比的张拉裂纹;对试样求取主频熵值,发现主频熵值的“波动升高 波动降低”的拐点可作为试样的临界破坏前兆点;试样内部各阶段不同类型AE信号演化规律进行分析,发现在裂纹稳定扩展阶段中花岗岩出现大量低幅值中主频的声发射信号,说明花岗岩在此阶段会积累更多的损伤。 展开更多
关键词 RA-AF值 主频熵值 时频域 归一化频谱图
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氧化程度对煤泥可浮性的影响及作用机理
11
作者 李大虎 杨方家 +3 位作者 付永强 赵仁杰 杨帅豪 曹钊 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期194-201,共8页
针对煤泥氧化以后,其可浮性变差、对浮选效果产生不利影响的问题,采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、分光光度计、接触角测试、药剂吸附量测定以及煤泥单元浮选和分步释放试验等方法,研究了氧化程度对煤泥可浮性的影响及作用机... 针对煤泥氧化以后,其可浮性变差、对浮选效果产生不利影响的问题,采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、分光光度计、接触角测试、药剂吸附量测定以及煤泥单元浮选和分步释放试验等方法,研究了氧化程度对煤泥可浮性的影响及作用机理。结果表明,对于苏海图9^(#)、国裕泰拉煤和路天9^(#)三种氧化程度分别为21.10%、48.30%和53.25%的煤,氧化程度越大,其—OH和>C O等官能团和含氧的亲水性铝硅矿物越多、—CH_(3)和—CH_(2)等疏水性基团越少;煤表面氧化部分占比越高、煤表面亲水性基团越起主导作用、煤的亲水性越高、煤泥浮选效果越差。同时,煤的氧化程度增加,导致煤的接触角减小、表面疏水性变差、对柴油的吸附能力变差。采用极性-非极性复合捕收剂对不同氧化程度的煤泥进行浮选,当要求精煤灰分为10%时,与仅使用柴油相比,氧化程度中等的国裕泰拉煤可燃体回收率可由11.81%提升至43.54%。 展开更多
关键词 煤泥浮选 氧化程度 可浮性 复合药剂
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三维离散元多级可变刚度预应力锚杆/索支护模拟研究
12
作者 吴祥业 蒙显泽 +2 位作者 王帅 王婧雅 庞政 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期149-165,共17页
为明确采动应力条件下锚杆/索支护体与围岩间的力学关系,采用理论分析、数值模拟和现场观测的方法进行了研究。建立了符合实际锚杆/索受力变形特征的多级可变刚度锚杆/索PFC3D离散元数值模型,分析了多级可变刚度预应力锚杆/索轴力分布特... 为明确采动应力条件下锚杆/索支护体与围岩间的力学关系,采用理论分析、数值模拟和现场观测的方法进行了研究。建立了符合实际锚杆/索受力变形特征的多级可变刚度锚杆/索PFC3D离散元数值模型,分析了多级可变刚度预应力锚杆/索轴力分布特征,阐明了锚杆/索的支护特性和受采动影响的受力、破断特征。研究结果表明:①基于离散元锚杆/索颗粒运动特性和接触模型特性展现工程锚杆/索受力变形特征,改变颗粒拉伸过程中平行黏结法向刚度()值控制颗粒接触刚度,实现离散元锚杆/索变刚度功能;②引入阶段临界系数作为多级可变刚度判定阈值,实现了单根轴向单排颗粒锚杆/索在受拉过程中多级刚度特性,构建了不同类型多级可变刚度离散元锚杆/索模型,其特征曲线符合实验室锚杆/索拉伸特性;③获得三维巷道围岩预应力锚杆/索轴力分布特征,自由段轴力基本保持不变呈圆柱状分布,锚固段轴力呈圆锥状,分界点处达到峰值;④采动应力作用下,轴力大小呈现先减小后增大的趋势,两帮相同位置锚杆轴力大小呈现非对称性特征;失效锚索周围锚杆轴力大于有效锚索周围锚杆轴力,锚杆/索轴力变化出现阶段性规律,并展现出锚杆/索拉、剪、弯、扭受力变形特征,符合现场锚杆/索破断类型。 展开更多
关键词 颗粒流 预应力锚杆/索 变刚度特性 巷道支护
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改进SSA优化BPNN的煤体瓦斯渗透率预测模型
13
作者 汪伟 崔欣超 +3 位作者 祁云 李绪萍 王璜瑞 齐庆杰 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期137-143,共7页
为更加精确地预测煤体瓦斯渗透率,进而保障煤矿安全生产,构建基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化反向传播神经网络(BPNN)的煤体瓦斯渗透率预测模型。首先,通过引入Sine混沌映射和高斯变异改进麻雀搜索算法(SSA),以增强其全局搜索能力和局... 为更加精确地预测煤体瓦斯渗透率,进而保障煤矿安全生产,构建基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化反向传播神经网络(BPNN)的煤体瓦斯渗透率预测模型。首先,通过引入Sine混沌映射和高斯变异改进麻雀搜索算法(SSA),以增强其全局搜索能力和局部寻优精度,从而优化BPNN的权值和阈值配置;然后,通过皮尔逊相关系数矩阵和核主成分分析(KPCA)处理瓦斯渗透率影响因素的数据,以提高模型的计算效率和准确性,并以累积方差达88.59%的3个主成分提取为模型输入,渗透率作为输出进行试验;最后,将该模型应用于山西某煤矿进行实例验证。结果表明:ISSA-BPNN在平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)和决定系数R^(2)等4个指标上优于粒子群算法(PSO)优化BPNN、PSO优化支持向量机(PSO-SVM)、PSO优化最小二乘支持向量机(LSSVM)及SSA优化BPNN(SSA-BPNN)模型,且相较于其他模型在测试样本中的平均绝对误差(MAE)分别降低0.0327、0.022、0.0179、0.0182;MAPE分别降低5.15%、3.14%、2.76%、2.36%;RMSE分别降低0.0316、0.0279、0.0188、0.0222;R^(2)分别提高0.0775、0.0658、0.0401、0.0493;实例验证表明模型可靠性和稳定性较高。 展开更多
关键词 改进麻雀搜索算法(ISSA) 反向传播神经网络(BPNN) 煤体瓦斯 渗透率 预测模型
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倾斜厚煤层托顶煤掘进巷冲击地压机制与防冲布巷优化研究
14
作者 吕鹏飞 耿伊健 +3 位作者 孙宇霆 王永亮 刘洋 梁野 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期106-120,共15页
为探究倾斜厚煤层掘进巷冲击地压机制及其有效的防治优化措施,以新疆某煤矿(4–5)06W胶带巷掘进发生顶板型冲击地压为背景,运用现场勘察、室内实验、力学建模及数值模拟等方法开展了研究,总结了倾斜厚煤层托顶实体煤掘进巷冲击地压显现... 为探究倾斜厚煤层掘进巷冲击地压机制及其有效的防治优化措施,以新疆某煤矿(4–5)06W胶带巷掘进发生顶板型冲击地压为背景,运用现场勘察、室内实验、力学建模及数值模拟等方法开展了研究,总结了倾斜厚煤层托顶实体煤掘进巷冲击地压显现特征,将冲击巷道破坏范围划分闭合区、严重破坏区及严重变形区,通过现场勘察确定了巷道顶煤是冲击主体,分析了煤层倾角、厚度及巷道煤岩组合对冲击地压发生的影响特征,数值反演了工程背景下的冲击动力现象,探讨了冲击地压发生的力学机制,并提出巷道继续掘进防冲优化布置及解危卸压方案。研究结果表明:(1)随煤层倾角的增大,正应力持续增大,但变化范围较小;顶板承受的切应力分为减小、缓慢增加和急速增加3个阶段;计算得出工程背景下半煤岩巷道掘进积聚的能量大于煤层巷道;(2)倾斜厚煤层托顶实体煤巷道掘进冲击机制包括3方面,①煤层倾角引发的顶板应力非均衡分布,②锚索过长导致不能充分发挥其悬吊组合作用,锚固效果较差,③倾斜下滑力与原水平应力共同作用易诱发巷道顶板煤体离层冒落;(3)提出了巷道继续掘进防冲优化方案,通过微震监测得出煤岩体积聚的能量由剧烈释放转为高频低能释放,巷道掘进冲击危险性显著降低,实现了(4–5)06W工作面剩余巷道的安全掘进。 展开更多
关键词 倾斜厚煤层 掘进巷道 冲击地压机制 防冲优化
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裂隙煤岩组合体单轴压缩力学响应及失稳机制 被引量：3
15
作者 陈光波 唐薇 +3 位作者 李谭 王创业 王二雨 张国华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2633-2652,共20页
煤岩系统中煤层与岩层之间的层间薄弱带是裂隙分布的主要区域,这些裂隙贯穿于两岩层,严重影响着煤岩系统的力学性质与工程稳定。为探究贯穿裂隙对煤岩系统力学性质的影响,对5种裂隙长度、5种裂隙角度的裂隙煤岩组合体开展轴向加载试验,... 煤岩系统中煤层与岩层之间的层间薄弱带是裂隙分布的主要区域,这些裂隙贯穿于两岩层,严重影响着煤岩系统的力学性质与工程稳定。为探究贯穿裂隙对煤岩系统力学性质的影响,对5种裂隙长度、5种裂隙角度的裂隙煤岩组合体开展轴向加载试验,结果表明:(1)随裂隙长度的增加,抗压强度、弹性模量、峰值能量、冲击能量指数呈线性减小。随裂隙角度的增大,抗压强度、弹性模量、峰值能量、冲击能量指数先减小后增大。(2)试样破坏声发射活动均经历平静期、活跃期、剧烈期3个阶段。随裂隙长度的增加,声发射累计能量先增加后减小。随裂隙角度的增大,声发射峰值能量和累计能量先增大后减小。(3)裂隙长度和角度对翼裂纹、次生倾斜裂纹、次生共面裂纹、斜裂纹、次生衍生裂纹、翼裂纹衍生裂纹、远场裂纹以及剥落现象有一定影响。(4)随裂隙长度的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐降低。随裂隙角度的增加,黏聚力和内摩擦角先减小后增大。(5)构建了考虑裂隙长度和裂隙角度的Drucker-Prager强度准则,合理性验证发现:试样误差在1.367%~5.055%合理范围之内。(6)基于耗散结构理论,分析了组合体失稳破坏机制,组合体破坏主要经历了准稳态、亚稳态、失稳、新稳态4个阶段;构建了裂隙煤岩组合体能量运移模型,分析了裂隙煤岩组合体失稳破坏过程中的能量运移规律。裂隙两端是能量积聚的主要区域,煤组分裂隙端破坏时,一部分能量运移到岩石组分裂隙端,以岩石组分破坏或变形的形式释放出去。研究结果可为探究深部煤岩力学性质、揭示煤岩动力灾害发生机制提供有益参考。 展开更多
关键词 预制裂隙 煤岩组合体 力学响应 能量运移 试验研究
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三点弯曲载荷下岩体偏置斜裂隙的应力强度因子 被引量：1
16
作者 王超 伍永平 +3 位作者 赵自豪 曹健 段会强 杨盼盼 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第2期114-122,共9页
地下巷道(硐室)顶板常因弯曲离层而破断,其破断位置与裂隙几何形态和位置密切关联。为揭示裂隙对岩层断裂的影响,建立了岩体偏置斜裂隙的三点弯曲模型,定义了裂隙的偏置系数和贯通率,分析了裂隙偏置系数、倾角和贯通率三者之间的关系,... 地下巷道(硐室)顶板常因弯曲离层而破断,其破断位置与裂隙几何形态和位置密切关联。为揭示裂隙对岩层断裂的影响,建立了岩体偏置斜裂隙的三点弯曲模型,定义了裂隙的偏置系数和贯通率,分析了裂隙偏置系数、倾角和贯通率三者之间的关系,基于力学平衡原理和σ-K关系导出了偏置斜裂隙与偏置竖裂隙应力强度因子K的关系式。同时分析了裂隙倾角、贯通率和偏置系数对应力强度因子的影响规律。该方法可为裂隙影响下巷道(硐室)顶板的张拉断裂提供判定依据。 展开更多
关键词 三点弯曲 应力强度因子 岩体 偏置斜裂隙 贯通率
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重复采动巷道围岩裂纹跨尺度演化规律及其力学机理 被引量：1
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作者 吴祥业 庞政 +3 位作者 赵善坤 张玉江 吕坤 王帅 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期579-592,共14页
为探究双巷布置工作面留巷受重复采动影响围岩破坏程度及劣化表征问题,以布尔台矿22205回风巷为工程背景,综合运用连续-离散耦合数值模拟、理论分析、现场观测等研究方法,研究叠加应力路径下巷道围岩裂纹分布状态以及微裂纹萌生、扩展... 为探究双巷布置工作面留巷受重复采动影响围岩破坏程度及劣化表征问题,以布尔台矿22205回风巷为工程背景,综合运用连续-离散耦合数值模拟、理论分析、现场观测等研究方法,研究叠加应力路径下巷道围岩裂纹分布状态以及微裂纹萌生、扩展和贯通的细-宏观跨尺度裂隙行为演化规律,阐明裂纹跨尺度演化力学机理。研究结果表明:①裂纹演化与时间阶段存在对应关系,根据数值模拟得到围岩宏观破坏4个阶段:掘进影响稳定阶段、一次采动影响阶段、一次采动后稳定阶段、二次采动影响阶段。②根据裂纹萌生、扩展和贯通呈现的“点、线、面”分布形式,得到剪切裂纹“点”状萌生、扩展形成“线”型破裂带,贯通闭合区域形成“面”型破碎区;两帮剪切裂纹发育以竖直方向为主,顶板以倾斜向上、底板以倾斜向下为主;拉伸裂纹在巷道浅部位置以“点”型裂纹与“线”型破裂带形式存在,两帮拉伸裂纹分布以水平方向为主。③叠加采动应力路径下巷道围岩主应力差决定裂纹扩展深度,主应力方向决定裂纹扩展方向,主应力差和方向共同造成巷道围岩裂纹非对称分布;裂纹从应力集中区域内萌生,导致此区域内应力集中现象向新生裂纹尖端区域转移,产生宏观裂纹,应力集中区域随最小主应力偏转方向逆时针旋转。④通过现场窥视将围岩裂隙分为裂隙充分发育、微裂隙萌生和围岩稳定区域,裂隙充分发育区域内裂隙分布复杂,由拉伸和剪切破坏导致,微裂隙萌生区域内裂隙发育形态呈现环向裂隙与轴向裂隙,主要由剪切破坏导致,围岩稳定区域内无裂纹。验证裂纹破坏形式与钻孔窥视结果基本吻合。 展开更多
关键词 采动影响 保留巷道 连续-离散耦合 裂纹发育 巷道破坏
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超临界CO_(2)发泡混凝土的制备及固碳性能研究
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作者 他旭鹏 张源 +5 位作者 万志军 曹钊 李建伟 李绪萍 陈景序 张靖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4222-4234,共13页
实现绿色低碳是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。为了实现这一目标,提出一种采用超临界CO_(2)相变发泡技术制备泡沫混凝土的方法,制备了一种兼具高孔隙结构和固碳能力的硅酸盐水泥基超临界CO_(2)发泡混凝土。研究了超临界CO_(2)对材... 实现绿色低碳是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。为了实现这一目标,提出一种采用超临界CO_(2)相变发泡技术制备泡沫混凝土的方法,制备了一种兼具高孔隙结构和固碳能力的硅酸盐水泥基超临界CO_(2)发泡混凝土。研究了超临界CO_(2)对材料干密度、孔隙结构和固碳能力的影响规律及作用机制。结果表明:超临界CO_(2)相变发泡混凝土制备过程是考虑硅酸盐水泥特性及其与CO_(2)矿化反应特性的温压动态协调过程。利用超临界CO_(2)相变发泡技术制备硅酸盐水泥基泡沫混凝土机理可分为CO_(2)-水泥浆液共存、CO_(2)-水泥浆液共溶、超临界CO_(2)-水泥浆液共溶、卸压发泡4个阶段。提高实验压力可以增大超临界CO_(2)-混凝土体系中的CO_(2)质量分数,降低超临界CO_(2)发泡混凝土的干密度,超临界CO_(2)发泡混凝土干密度为787.14~993.52 kg/m^(3),变化范围为8.28%~19.20%。超临界CO_(2)发泡混凝土孔隙率的发展受CO_(2)在超临界CO_(2)-混凝土体系中的扩散—溶解—反应行为影响,其孔隙率为47.87%~89.79%,增大实验压力,优化保压时间是制备高孔隙率超临界CO_(2)发泡混凝土的发展方向。超临界CO_(2)发泡混凝土泡孔总体呈均匀、规则、独立的圆孔,其孔径大致相同,约为0.2 mm。增大实验压力可以促进CO_(2)矿化反应程度,有效优化泡孔结构及分布密度。每吨超临界CO_(2)发泡混凝土骨架固碳率为6.32%~10.36%,泡孔储碳量为0.98~2.27 kg,具有明显的固碳潜力,但其制备工艺及参数仍需进一步改善。超临界CO_(2)发泡混凝土有望发展为一种近零碳矿用功能性材料,对实现煤电一体化基地源头减碳意义重大。 展开更多
关键词 绿色低碳 超临界二氧化碳 矿化封存 泡沫混凝土 矿用材料
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饱水、干燥砂岩损伤破坏声、热异常信号及敏感性耦合分析
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作者 王创业 闫宇航 +3 位作者 隋青瑞 朱黄金 游茹 郭宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3185-3196,3270,共13页
为进一步研究饱水、干燥砂岩损伤破坏异常前兆时序信号以及声、热信号的动态敏感性变化,开展不同含水状态砂岩单轴压缩试验,并实时监测砂岩内部声发射信号和表面热红外信号。研究表明:饱水砂岩热红外异常信号率先出现,声发射异常信号滞... 为进一步研究饱水、干燥砂岩损伤破坏异常前兆时序信号以及声、热信号的动态敏感性变化,开展不同含水状态砂岩单轴压缩试验,并实时监测砂岩内部声发射信号和表面热红外信号。研究表明:饱水砂岩热红外异常信号率先出现,声发射异常信号滞后出现;而干燥砂岩则相反;饱水砂岩声、热两类异常信号首次出现的时间差小于干燥砂岩,该时间差对于判断砂岩内外损伤加剧程度有重要参考意义,水减少了该时间差,增加了对饱水砂岩损伤破坏的监测难度;饱水砂岩声、热信号动态敏感性指标强弱顺序为:声-热联合信号>热红外信号>声发射信号;干燥砂岩声、热信号动态敏感性指标强弱顺序为:声-热联合信号>声发射信号>热红外信号。声-热联合信号敏感性明显高于声、热信号,因此在实际工程中分析失稳前兆时,对声、热信号耦合分析是十分有必要的。 展开更多
关键词 损伤破坏 声发射 热红外 动态敏感性
原文传递
2011—2022年煤矿热动力灾害事故特征及发生规律分析 被引量：3
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作者 刘业娇 崔梦圆 +3 位作者 段泽宇 滕婷 刘洋 李焘 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期96-102,109,共8页
基于2011—2022年全国煤矿热动力灾害事故的统计结果,采用数据统计法,按照煤矿企业性质、事故类型、事故等级和发生地区等4个方面进行综合分析,通过趋势图、柱状图及百分比图对煤矿热动力灾害事故的规律和特点进行总结,并对煤矿热动力... 基于2011—2022年全国煤矿热动力灾害事故的统计结果,采用数据统计法,按照煤矿企业性质、事故类型、事故等级和发生地区等4个方面进行综合分析,通过趋势图、柱状图及百分比图对煤矿热动力灾害事故的规律和特点进行总结,并对煤矿热动力灾害发生的原因进行深入分析。分析结果表明:近12年我国煤矿热动力灾害事故逐渐减少,以瓦斯爆炸类型为主,多以较大事故和重大事故的形式发生;乡镇煤矿企业和国有煤矿企业伤亡损失严重,情况严峻;西南地区和东北地区为事故多发地区。根据分析结果,从政策、经济、监管、企业及技术层面提出了相应的预防措施。 展开更多
关键词 煤矿热动力灾害 瓦斯爆炸 事故特征 规律分析 预防措施
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