松软煤层底板爆破致裂增透模拟试验研究及应用

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作者 高魁 王秘 +3 位作者 乔国栋 田宇 傅师贵 王有为 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期102-110,共9页

针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模... 针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模型并开展了煤层底板爆破相似模拟试验。同时使用数值模拟的研究方法对煤层底板爆破过程中煤、岩体内部的损伤及裂隙的演化过程进行补充。结果表明:松软煤层底板爆破裂纹沿爆破孔向四周岩体扩展,爆破孔位置和底板煤岩交界面以及煤层内部的破坏较为严重,产生跨界面损伤裂纹。爆炸应力波从松软煤层底板岩层传播到松软煤层时,岩体和松软煤体的交界面产生透射压缩应力波和反射拉伸应力波,透射波作用于松软煤体,使煤层裂隙增加;反射波反作用于岩体,在煤岩交界面形成交叉裂纹,使底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯通,有利于松软煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。潘一东煤矿现场应用表明,煤层底板爆破增透后瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,抽采纯量从0.06 m^(3)/min提高到1.46 m^(3)/min,增加了23.33倍;瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.50%左右,增加了3.34倍,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部松软煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。 展开更多

关键词 松软煤层 爆破增透 裂隙演化 爆炸应力波 卸压瓦斯抽采

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深部高瓦斯低渗煤层定向聚能爆破裂纹扩展规律试验研究

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作者 张鑫 刘泽功 +4 位作者 高魁 张健玉 傅师贵 乔国栋 杨帅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期217-226,共10页

针对深部高瓦斯低渗煤层爆破增透时爆破有效致裂范围较小,爆破能量利用率低的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后利用自主搭建的爆破试验平台进行了有无地应力... 针对深部高瓦斯低渗煤层爆破增透时爆破有效致裂范围较小,爆破能量利用率低的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后利用自主搭建的爆破试验平台进行了有无地应力普通爆破及地应力下不同聚能方向爆破试验研究;最后将爆破后4组试块的裂纹扩展及应力发展规律分别进行对比分析,得出爆生裂纹的扩展规律以及应力峰值的涨幅关系。研究结果表明,在裂纹扩展方面,地应力的存在对煤岩体普通爆破裂纹的扩展起抑制作用,整体裂纹扩展范围较小且呈椭圆形分布;聚能方向与水平较大主应力方向一致时,有利于定向裂纹的扩展,整体裂纹扩展范围较大;聚能方向与竖直较小主应力方向一致时,在爆破初期因聚能效应裂纹沿聚能方向扩展,在裂纹扩展后期,受地应力影响垂直方向上煤岩体受到的切向压应力较大,制约了定向裂纹的扩展,整体裂纹扩展范围较小。应力传播方面,在无地应力与加载地应力普通爆破情况下,爆破孔周围应力呈下降趋势,最高降幅达39.1%;地应力下水平方向聚能爆破相对于普通爆破时,聚能方向的应力峰值提高了72.2%。研究成果运用于深部高瓦斯低渗煤层爆破中,可以有效提高爆破能量利用率和裂纹扩展范围,对瓦斯解吸具有积极意义。 展开更多

关键词 地应力 聚能爆破 爆炸应力波 裂纹扩展范围 损伤特征

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基于相似模拟和地质力学模型试验的突出装置研制及应用 被引量：25

3

作者 高魁 刘泽功 刘健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期711-718,共8页

国内外学者对煤与瓦斯突出过程及机制进行了大量的研究,但使用的均是型煤试验,很少涉及地质构造对突出的影响,而且数据监测均未深入到煤体内部。基于相似模拟试验思想和地质力学模型试验新思路,在实验室搭建了综合考虑地应力、瓦斯压力... 国内外学者对煤与瓦斯突出过程及机制进行了大量的研究,但使用的均是型煤试验,很少涉及地质构造对突出的影响,而且数据监测均未深入到煤体内部。基于相似模拟试验思想和地质力学模型试验新思路,在实验室搭建了综合考虑地应力、瓦斯压力及煤体结构的大型石门揭煤的煤与瓦斯突出试验平台。该试验平台包括试验箱体和反力架、液压加载系统、密封系统、试验监测系统;设计了线充气和面充气系统,用来模拟煤层的瓦斯赋存差异。同时,利用该试验平台进行了石门揭构造软煤的相似模拟试验,研究了石门揭构造软煤过程中煤岩应力和位移的变化规律,以及突出过程中煤层内瓦斯压力和声发射的变化规律。结果表明,在巷道开挖过程中,掘进工作面前方存在明显的应力集中,且越靠近构造软煤应力集中现象越明显;突出发生的瞬间,在突出点附近的位移产生了突变;在突出发生前,声发射信号有一次降低;掘进工作面前方煤岩体应力释放,煤体裂隙增大,为瓦斯的快速放散提供了条件。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 相似模拟 地质构造 石门揭煤 突出装置

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爆破应力波在构造带煤岩的传播规律及破坏特征 被引量：16

4

作者 高魁 刘泽功 +1 位作者 刘健 朱飞昊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期79-86,共8页

针对煤矿井下爆破作业扰动到构造带煤岩体容易诱发煤与瓦斯突出事故的现实背景,根据爆破应力波在构造带煤岩的传播规律结合相似模拟实验和数值分析,研究应力波对构造带煤岩的损伤破坏特征及其对煤与瓦斯突出的影响作用机理。研究发现,... 针对煤矿井下爆破作业扰动到构造带煤岩体容易诱发煤与瓦斯突出事故的现实背景,根据爆破应力波在构造带煤岩的传播规律结合相似模拟实验和数值分析,研究应力波对构造带煤岩的损伤破坏特征及其对煤与瓦斯突出的影响作用机理。研究发现,爆破应力波从岩体传播到构造松软煤层时,在煤岩交界面发生了波的透射和反射;透射的压缩应力波作用于煤体,使煤层裂隙增加;反射的拉伸应力波反作用于岩体,使位于岩体内相应测点的应力值增大约1.1倍,在靠近松软煤体一侧的岩体内形成交叉网状裂纹,加大了岩体的破坏程度和破坏范围。构造松软煤体加强爆破应力波的反射拉伸和爆破振动的累积效应导致构造带煤岩交界面的煤岩体损伤严重,当煤岩体的强度不能抵抗瓦斯内能和煤岩体的弹性潜能时将会发生煤与瓦斯突出。 展开更多

关键词 爆破掘进 爆破应力波 地质构造带 松软煤层 煤与瓦斯突出

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石门揭构造软煤消突与快速成巷技术研究 被引量：7

5

作者 高魁 刘泽功 +2 位作者 刘健 康亚 黄凯峰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第11期66-68,111,共4页

分析了石门揭开构造软煤带诱发煤体突出机理,针对石门揭煤发生突出的危险性大和强度高的问题,提出了构造软煤带深孔控制预裂爆破消突和快速成巷技术,并在芦岭矿进行了现场试验。结果表明:采取深孔爆破后24 h内,抽采瓦斯的体积分数和纯... 分析了石门揭开构造软煤带诱发煤体突出机理,针对石门揭煤发生突出的危险性大和强度高的问题,提出了构造软煤带深孔控制预裂爆破消突和快速成巷技术,并在芦岭矿进行了现场试验。结果表明:采取深孔爆破后24 h内,抽采瓦斯的体积分数和纯流量长时间保持为原来的2～3倍;采用大断面U型钢棚快速成巷技术,巷道断面增加41%,保证了安全生产。在石门揭煤期间,有效杜绝了瓦斯超限和突出事故,也未出现片帮、漏顶和冒顶事故,揭煤时间缩短5～8 d。 展开更多

关键词 石门揭煤 构造软煤 煤与瓦斯突出 预裂爆破 消突

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两种含瓦斯煤样的渗透性对比试验研究 被引量：12

6

作者 高魁 刘泽功 刘健 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第8期57-59,共3页

为了解井下煤层受采动作用的影响时原岩应力升降过程中引起的煤体瓦斯渗透性变化规律,利用MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试系统,通过改变围压和瓦斯压力的方法,对比研究了成型煤样和原煤样渗透率之间的异同。试验结果表明:成型煤样和原煤样之... 为了解井下煤层受采动作用的影响时原岩应力升降过程中引起的煤体瓦斯渗透性变化规律,利用MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试系统,通过改变围压和瓦斯压力的方法,对比研究了成型煤样和原煤样渗透率之间的异同。试验结果表明:成型煤样和原煤样之间的渗透率差别很大,数值上相差在一个数量级左右;在瓦斯压力固定的条件下,原煤样渗透率随围压增大而下降的速度比成型煤样要缓慢;成型煤样和原煤样渗透率随围压和瓦斯压力改变的变化趋势基本相同,在实验室用成型煤样代替原煤样用于渗透性试验是可行的,但只能研究大致的变化规律。 展开更多

关键词 原煤样 成型煤样 渗透率 围压 瓦斯压力 渗透试验

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爆破扰动松软煤层对巷道围岩稳定性的影响 被引量：9

7

作者 高魁 刘泽功 +1 位作者 刘健 朱飞昊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期136-142,共7页

随着煤矿采掘深度的增加,爆破技术在煤矿井下的应用越来越广泛,但因爆破扰动松软煤层诱发的煤与瓦斯突出事故也不容忽视。为研究爆破扰动松软煤层的力学特征以及爆破震动效应对巷道围岩稳定性的影响,以巷道掘进爆破扰动松软煤层诱发煤... 随着煤矿采掘深度的增加,爆破技术在煤矿井下的应用越来越广泛,但因爆破扰动松软煤层诱发的煤与瓦斯突出事故也不容忽视。为研究爆破扰动松软煤层的力学特征以及爆破震动效应对巷道围岩稳定性的影响,以巷道掘进爆破扰动松软煤层诱发煤与瓦斯突出为工程背景,根据相似理论在实验室搭建了爆破模拟试验系统,通过超动态应变仪监测爆破载荷作用下试样的力学特性,结合理论分析和数值模拟探讨爆破对巷道稳定性的影响。研究发现,当爆破孔从岩层进入松软煤层,在该试验条件下产生了类似突出的破碎抛掷过程;爆破裂纹扩展是导致巷道围岩破坏的根本原因,而松软煤层的存在会加剧巷道围岩的破坏程度,促使巷道围岩的裂隙进一步扩展发育,在煤矿井下一次爆破装药量大,炮孔数目多和需要多次爆破的情况下,爆破振动的累积损伤会最终影响到巷道的稳定。研究成果对揭示井下爆破扰动构造带煤岩诱导煤与瓦斯突出的发生机理具有重要的理论价值。 展开更多

关键词 爆破掘进 爆破应力波 地质构造带 松软煤层 煤与瓦斯突出

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含瓦斯原煤样的渗透性试验研究 被引量：4

8

作者 高魁 刘泽功 刘健 《煤炭工程》 北大核心 2012年第3期99-101,共3页

为了解井下煤层受采动作用的影响,原岩应力升高与降低的过程中引起的煤体瓦斯渗透性变化规律,利用MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试系统对原煤样通过改变围压和瓦斯压力的方法,研究了渗透率与围压和瓦斯压力之间的关系。试验结果表明:围压对煤... 为了解井下煤层受采动作用的影响,原岩应力升高与降低的过程中引起的煤体瓦斯渗透性变化规律,利用MYS-Ⅰ型煤岩样渗透率测试系统对原煤样通过改变围压和瓦斯压力的方法,研究了渗透率与围压和瓦斯压力之间的关系。试验结果表明:围压对煤体渗透率的影响很大;瓦斯压力保持不变时,随着围压的增加渗透率开始下降很快,降到一定程度之后变化缓慢;在围压保持不变时,瓦斯压力与煤样渗透率之间的关系呈"V"型关系变化。 展开更多

关键词 原煤样 渗透率 围压 瓦斯压力 渗透试验

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舍饲不同生长阶段山羊小肠组织学观察 被引量：3

9

作者 高魁 姜丹 +2 位作者 赵玮 杜山 吴树清 《中国草食动物》 2010年第2期21-24,共4页

应用普通石蜡切片HE染色的方法对60只山羊的小肠进行了组织学研究,旨在为山羊的舍饲提供基础性的组织学理论依据。结果显示:小肠固有膜厚度舍饲组厚于放牧组;肠绒毛高度舍饲组高于放牧组;隐窝深度舍饲组浅于放牧组;肌层厚度舍饲组薄于... 应用普通石蜡切片HE染色的方法对60只山羊的小肠进行了组织学研究,旨在为山羊的舍饲提供基础性的组织学理论依据。结果显示:小肠固有膜厚度舍饲组厚于放牧组;肠绒毛高度舍饲组高于放牧组;隐窝深度舍饲组浅于放牧组;肌层厚度舍饲组薄于放牧组。且绒毛高度随舍饲月龄延长而有所降低,固有膜、肌层厚度的变化没有特别的规律性,隐窝深度随舍饲月龄延长而有所变浅。 展开更多

关键词 山羊 小肠 组织形态学

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构造带石门揭煤诱导突出的力学特性模拟及声发射响应 被引量：17

10

作者 刘健 刘泽功 +1 位作者 高魁 马衍坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2022-2028,共7页

为揭示地质构造区域石门揭煤诱导突出的机理,运用自行研发的大型三维煤与瓦斯突出模拟试验系统,对石门揭露断层构造带煤层的过程进行了相似模拟,同步采集分析了突出全过程的应力变化规律及揭煤过程的声发射响应规律,并对构造带揭煤突出... 为揭示地质构造区域石门揭煤诱导突出的机理,运用自行研发的大型三维煤与瓦斯突出模拟试验系统,对石门揭露断层构造带煤层的过程进行了相似模拟,同步采集分析了突出全过程的应力变化规律及揭煤过程的声发射响应规律,并对构造带揭煤突出过程的能量耦合跃迁失稳过程进行了理论分析。结果表明:在构造带掘进巷道的推进过程中,巷道上方的岩层和煤层均会经历应力增大和减小的过程,但构造区域煤层的应力集中系数大于岩层区域,呈现较强的应力敏感性;在开挖时和突出的过程中,声发射信号能较好地反映煤岩动态变化;在巷道掘进过程中,构造区域煤层不断积聚弹性能和瓦斯内能,并相互耦合逐步达到能量的极限平衡状态,一旦揭煤扰动到该系统,就会引起能量的耦合跃迁失稳,从而诱发突出。 展开更多

关键词 构造带 石门揭煤 相似模拟试验 声发射 能量耦合跃迁

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张家峁煤矿综采工作面粉尘综合防治技术 被引量：29

11

作者 李玉杰 吴海龙 +1 位作者 高魁 张树川 《煤炭工程》 北大核心 2019年第3期74-78,共5页

随着煤矿机械化程度的不断提高,粉尘灾害问题日趋突出。为改变张家峁煤矿14201综采工作面粉尘浓度高的现状,提高防尘效果,利用数值模拟和现场实验,进行了工作面粉尘综合防治技术研究。研究结果表明:通过煤层注水,煤层水分平均增加了78. ... 随着煤矿机械化程度的不断提高,粉尘灾害问题日趋突出。为改变张家峁煤矿14201综采工作面粉尘浓度高的现状,提高防尘效果,利用数值模拟和现场实验,进行了工作面粉尘综合防治技术研究。研究结果表明:通过煤层注水,煤层水分平均增加了78. 1%;对工作面风流分布数值模拟发现风流驱散降低粉尘浓度作用显著,现场实测确定工作面的最佳通风除尘风速为1. 3～1. 5m/s;实施综合降尘措施后,该工作面呼吸性粉尘浓度由7. 68mg/m^3降低至2. 26mg/m^3,降幅70. 6%;总粉尘浓度由14. 41 mg/m^3降低至4. 37mg/m^3,降幅69. 7%。通过"源头治理和过程控制"的综合防尘策略,实现了矿井综合防尘一体化,降低了生产作业场所的粉尘浓度,矿井粉尘超标现象得到了有效控制。 展开更多

关键词 综采工作面 煤层注水 通风除尘 喷雾降尘

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爆破载荷作用下控制孔增透作用机理试验研究 被引量：8

12

作者 张树川 刘泽功 +2 位作者 刘健 李重情 高魁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期213-219,249,共8页

为了研究爆破载荷作用下控制孔增透作用机理,在实验室搭建爆破模拟试验系统,设计了有控制孔和无控制孔两种不同的模型试件,以煤体工程分类为依据结合构造煤物理力学特性利用相似材料配比加工制备尺寸为300 mm×300 mm×300 mm... 为了研究爆破载荷作用下控制孔增透作用机理,在实验室搭建爆破模拟试验系统,设计了有控制孔和无控制孔两种不同的模型试件,以煤体工程分类为依据结合构造煤物理力学特性利用相似材料配比加工制备尺寸为300 mm×300 mm×300 mm的两种模型试样进行爆破模拟试验。利用高速摄像仪记录试样完整的裂纹萌生、扩展、贯通直至试样破坏的全过程,采用超动态应变仪监测煤岩层的应变信号,利用网络并行电法仪CT反演爆破前后模型试件电阻率的变化,分析两种模型试件在爆破载荷作用下裂纹扩展、动态力学和电性参数特性,进一步揭示了控制孔在深孔控制爆破卸压增透中的作用。结果表明,爆破载荷在固定端("硬"材料)产生反射压缩波,在控制孔全部反射成拉伸波;爆破试样在冲击波、应力波、爆生气体的共同作用下产生两段主要波形,测点径向应变峰值与切向应变峰值相近;爆破前后煤岩电阻率产生异常变化,前后的平均异常系数为6~9。研究成果可用于现场工程实践中利用深孔控制爆破技术卸压增透防治煤与瓦斯突出等瓦斯灾害。 展开更多

关键词 煤层爆破增透 控制孔 裂隙 电阻率

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基于ASGSO-SVR模型的瓦斯传感器故障诊断 被引量：6

13

作者 黄凯峰 刘泽功 +2 位作者 王其军 杨静 高魁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期518-523,共6页

针对现行煤矿瓦斯传感器常见的卡死、冲击、漂移等故障,运用支持向量回归机建立多传感器数据融合的瓦斯浓度预测模型,详细研究影响该预测模型精度的相关参数选择方法,提出用ASGSO算法自适应优化支持向量机预测模型参数的算法,将模型预... 针对现行煤矿瓦斯传感器常见的卡死、冲击、漂移等故障,运用支持向量回归机建立多传感器数据融合的瓦斯浓度预测模型,详细研究影响该预测模型精度的相关参数选择方法,提出用ASGSO算法自适应优化支持向量机预测模型参数的算法,将模型预测结果与现场实测瓦斯浓度相比较得到残差δ,用于对瓦斯传感器故障的诊断。用现场监控数据对该方法进行离线仿真实验,得到残差信号的变化曲线。通过选择合理的阈值,判断传感器是否处于故障状态。结果表明,ASGSO算法参数优化对提高SVR预测模型的精度有很大帮助,此方法对瓦斯传感器的常见故障的诊断是正确和有效的。 展开更多

关键词 瓦斯传感器 故障诊断 ASGSO算法 支持向量回归

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烧成温度对铁尾矿墙体材料性能的影响 被引量：6

14

作者 袁蝴蝶 尹洪峰 +1 位作者 卢琳琳 高魁 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第1期166-168,共3页

研究了以90.8%的某铁尾矿、4.2%的水泥、5%的黏土为原料生产的新型墙体材料试样的物理性能、结构特征、化学成分受烧成温度的影响;比较了900℃下烧成的新型墙体材料试样与目前市场上的墙体材料的体积密度、隔热性能、耐压强度等重要性... 研究了以90.8%的某铁尾矿、4.2%的水泥、5%的黏土为原料生产的新型墙体材料试样的物理性能、结构特征、化学成分受烧成温度的影响;比较了900℃下烧成的新型墙体材料试样与目前市场上的墙体材料的体积密度、隔热性能、耐压强度等重要性能指标。研究表明9,00℃下烧成的试样基本具备新型轻质隔热墙体材料的性能。 展开更多

关键词 铁尾矿 轻质隔热 墙体材料

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不同品种肉用绵羊舍饲条件下前胃组织学变化 被引量：6

15

作者 姜丹 吴树清 +3 位作者 杜山 高魁 赵玮 徐晓敏 《中国草食动物》 2010年第3期23-26,共4页

采用组织切片方法观察研究了在相同舍饲条件下,蒙古羊、德国美利奴羊、特克塞尔羊、无角陶赛特羊和萨福克羊前胃黏膜组织学的变化。光镜观察结果表明:不同品种肉用绵羊前胃黏膜组织学结构基本相似。前胃胃壁上皮角化层厚度表现为蒙古羊... 采用组织切片方法观察研究了在相同舍饲条件下,蒙古羊、德国美利奴羊、特克塞尔羊、无角陶赛特羊和萨福克羊前胃黏膜组织学的变化。光镜观察结果表明:不同品种肉用绵羊前胃黏膜组织学结构基本相似。前胃胃壁上皮角化层厚度表现为蒙古羊最厚,其次为无角陶赛特羊,最薄的为特克塞尔羊;前胃肌层厚度以蒙古羊最厚,且与其它品种绵羊差异均显著(P<0.05);瘤胃和网胃黏膜下层厚度在不同品种羊间差异也均不显著(P>0.05);网胃和瓣胃粘膜肌层厚度以蒙古羊最厚,其次为无角陶赛特羊;瓣胃中央肌层厚度以德国美利奴羊最厚,且与其它品种羊差异显著(P<0.05)。 展开更多

关键词 肉用绵羊 前胃 瘤胃 网胃 瓣胃 组织学

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异位妊娠误诊为急性阑尾炎九例分析 被引量：1

16

作者 高魁 托娜 米敬轩 《临床误诊误治》 2005年第9期672-673,共2页

关键词 妊娠 输卵管 误诊 阑尾炎

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重度肝破裂纱布填塞止血4例体会

17

作者 高魁 托娜 《中国实用医药》 2008年第24期151-151,共1页

关键词 纱布填塞止血 肝破裂 手术中出血 死亡率 止血方法 止血治疗 肝周填塞

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查体粗疏导致误诊四例报告

18

作者 米敬轩 高魁 《临床误诊误治》 2006年第3期88-88,共1页

关键词 查体 误诊 阴茎头炎 尿道炎 痢疾 直肠肿瘤 肠套叠

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穿层深孔爆破在突出坚硬煤层瓦斯抽采中的应用 被引量：6

19

作者 娄亚北 冯利民 +5 位作者 刘健 刘泽功 陈舰艇 李国栋 王浩昌 高魁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第12期66-71,共6页

为解决深井突出坚硬煤层穿层钻孔瓦斯抽采效果差的问题，提出采用穿层深孔爆破进行强化抽采的方法。通过数值模拟结合理论分析，探讨了穿层爆炸应力波的界面效应，阐释了穿层爆破坚硬煤层裂隙演化作用机制。爆炸应力波在含有天然裂隙的... 为解决深井突出坚硬煤层穿层钻孔瓦斯抽采效果差的问题，提出采用穿层深孔爆破进行强化抽采的方法。通过数值模拟结合理论分析，探讨了穿层爆炸应力波的界面效应，阐释了穿层爆破坚硬煤层裂隙演化作用机制。爆炸应力波在含有天然裂隙的煤岩体复合介质中发生反射与透射，产生的压缩波与拉伸波驱动裂纹扩张，反复作用加剧煤体的破坏，裂隙不断扩展改善了煤层透气性。在赵固二矿二。煤层进行了穿层深孔爆破的现场应用，爆破后的单孔平均瓦斯抽采体积分数增大了1．04～2．77倍，平均抽采瓦斯纯量增大了1．53～3．10倍。 展开更多

关键词 穿层深孔爆破 应力波 坚硬煤层 瓦斯抽采

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爆破载荷作用下煤厚变异区损伤破坏特征实验研究 被引量：6

20

作者 朱飞昊 刘泽功 +1 位作者 高魁 刘健 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期141-148,共8页

针对地质构造区域爆破施工容易诱发煤与瓦斯突出的现实情况,建立煤岩组合弹性力学模型、根据爆炸应力波在煤岩介质中的传播与作用规律,分析了煤层变厚时原岩应力的分布特征、爆炸应力波在构造煤岩体中的传播过程,并结合相似模拟实验与... 针对地质构造区域爆破施工容易诱发煤与瓦斯突出的现实情况,建立煤岩组合弹性力学模型、根据爆炸应力波在煤岩介质中的传播与作用规律,分析了煤层变厚时原岩应力的分布特征、爆炸应力波在构造煤岩体中的传播过程,并结合相似模拟实验与数值模拟研究了爆破载荷作用下煤厚变异区的损伤破坏特征。理论分析表明,薄煤层区域承受的原岩应力高于厚煤层,且应力变化梯度随煤厚减小率的增大而增大,爆炸应力波由岩体传播至构造煤体时会发生波的透射和反射现象,反射形成的拉伸波将加剧煤岩交界面岩体侧的损伤程度;爆破模拟实验中采集得到的应力曲线,煤厚变异区岩体处的测点存在着2次较大的拉应力峰值,应力波在该处相互作用形成了叠加破坏区,破坏区同时又引导其余方向的爆生裂纹向其延伸汇集,导致岩体严重破坏。数值模拟验证了爆炸应力波在煤岩交界面上的透射和反射现象,应力云图表明应力波在煤厚渐变区的叠加作用最明显且延续时间长。研究成果对于揭示爆破扰动煤厚变异区诱发煤与瓦斯突出的机制有重要指导意义。 展开更多

关键词 煤厚变异 爆炸应力波 裂纹演化 煤与瓦斯突出 应力波叠加

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