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题名真三轴条件下煤样冲击动力学及破坏特征实验研究
被引量：11
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作者
沈荣喜
顾周杰
王恩元
刘贞堂
刘威
王溪
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机构
中国矿业大学安全工程学院
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期2168-2178,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52074276)
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004702)。
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文摘
深部煤体多处于三向不等应力状态,为了研究冲击载荷下煤样动力学特性,通过真三轴霍普金森压杆实验系统,开展煤样动态破坏力学实验。利用该系统装置可分别对煤样提供单轴(σ1≥σ2=σ3=0)、双轴(σ1≥σ2>σ3=0)和真三轴(σ1≥σ2≥σ3≠0)预应力(其中,σ1为轴向预应力;σ2为竖直预应力;σ3为水平预应力),从而实现高应变率下煤样力学性能测试。通过对比分析单轴与真三轴静载预应力状态下煤样动态力学特征及差异性,研究了煤样动态峰值强度、峰值应变以及宏观破碎形态与三向静载预应力、应变率的关系。研究结果表明:真三轴冲击载荷下煤样力学曲线基本一致,均包含线弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段。单轴与真三轴冲击载荷下煤样峰值强度、应变具有明显的应变率效应,随着应变率的增加,单轴与真三轴冲击载荷下煤样峰值强度及峰值应变逐渐增大;比较单轴与真三轴冲击,三向静载预应力对煤样动态破坏具有明显的约束性,煤样的力学强度较单轴冲击时增大。保持σ2与σ3不变,煤样的力学峰值强度、应变随着轴向预应力σ1的增加整体呈降低趋势。随着应变率的增加,单轴冲击载荷下的煤样逐渐破碎至颗粒或粉末状,碎块平均粒径随应变率的增加线性降低;而三向静载预应力状态下的煤样呈现宏观断裂,碎块平均粒径随轴向预应力σ1的增加线性降低,但破坏程度相对单轴冲击较低。
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关键词
真三轴
SHPB
煤
应变率
冲击动力学
破裂
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Keywords
true triaxial
SHPB
coal
strain rate
impact dynamics
fracture
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分类号
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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题名我国工业粉尘爆炸事故统计及趋势分析
被引量：37
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作者
刘贞堂
周西方
林松
李晓亮
钱继发
顾周杰
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机构
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
中国矿业大学安全工程学院
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出处
《消防科学与技术》
CAS
北大核心
2020年第6期879-882,共4页
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基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目。
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文摘
为了研究空间、时间、事故次数和可燃性粉尘种类等事故相关因素的特征,总结我国粉尘爆炸事故发生的一般规律,对我国2005-2018年发生的粉尘爆炸事故进行了数据统计分析。结果表明,我国粉尘爆炸事故多发于浙、苏、粤等工业发达地区;夏冬季、交接班时刻及人体机能下降期为事故高发时间段;金属粉尘、木粉尘和食品粉尘是发生爆炸的主要粉尘,其中金属粉尘是粉尘爆炸事故的最主要类别,事故起数占比高达45.24%。研究结果有助于更有针对性地预防和控制粉尘爆炸事故,促进我国工业安全生产。
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关键词
可燃性粉尘
粉尘爆炸
统计分析
火灾调查
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Keywords
flammable dust
dust explosion
statistical analysis
fire investigation
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
X928.7
[环境科学与工程—安全科学]
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题名煤自燃气体特征及其对瓦斯爆炸下限影响实验研究
被引量：7
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作者
顾周杰
刘贞堂
刘浩雄
钱继发
林松
李晓亮
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机构
中国矿业大学安全工程学院
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
中国铁路上海局集团有限公司徐州工务段
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第11期59-64,69,共7页
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基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目
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文摘
现有研究大多从煤自燃单组分气体或部分组分混合气体角度对瓦斯爆炸极限进行分析,而对煤自燃过程中不同阶段产生的混合气体对瓦斯爆炸极限的影响分析不足,对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合致灾开展的实验研究较少。针对上述问题,通过模拟煤自燃实验装置研究了煤自燃过程中气体生成特征规律;采用20L球形爆炸装置对瓦斯混合煤自燃各个阶段生成气体进行实验,研究了煤自燃气体对瓦斯爆炸下限的影响。实验结果表明,实验煤样自燃过程中产生的可燃性气体主要为CH4,CO,C2H4,C2H6,C2H2等,其中CH4和CO体积分数最高,最高体积分数分别为0.75%和0.37%;煤自燃不同阶段产生的可燃性气体含量随自燃时间的增加和温度的升高均呈现增大趋势,煤自燃加热初期,温度小于80℃主要产生了CH4,CO可燃性气体,CO可以作为煤自燃缓慢氧化阶段的标志气体;随着自燃时间的持续,温度超过80℃后,开始产生C2H4和C2H6,随后逐渐产生C3H8气体,C2H4的出现表明煤氧化进入了加速阶段;煤氧化自燃后期,大约到220℃时出现C2H2,此时煤进入激烈氧化阶段;低体积分数的CO能抑制瓦斯爆炸,高体积分数CO能促进瓦斯爆炸,导致爆炸压力变大,爆炸下限降低;煤自燃过程中产生的混合气体增大了瓦斯爆炸压力,爆炸下限最大降低了0.55%,瓦斯爆炸的危险性变大。
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关键词
煤自燃气体特征
煤自燃与瓦斯爆炸耦合致灾
瓦斯爆炸极限
瓦斯爆炸压力
瓦斯爆炸下限
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Keywords
gas characteristics of coal spontaneous combustion
coal spontaneous combustion and gas explosion coupling disaster
gas explosion limit
gas explosion pressure
lower limit of gas explosion
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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