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尾矿的特性、灾害及其资源潜力 被引量：15
1
作者 王昆 张峥 +4 位作者 KAREN A.HUDSON-EDWARDS 杨鹏 诸利一 杨修志 陈志翔 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第8期216-227,共12页
尾矿是矿石磨细选别后残余的固体废弃物,尾矿物理化学特性及尾矿库的常规地表堆存共同导致尾矿库存在较大的安全与环境风险。低品位矿体高强度开采趋势下,我国尾矿年排放量维持在10亿t以上的高位,累计堆存规模超200亿t,细粒尾矿堆存方... 尾矿是矿石磨细选别后残余的固体废弃物,尾矿物理化学特性及尾矿库的常规地表堆存共同导致尾矿库存在较大的安全与环境风险。低品位矿体高强度开采趋势下,我国尾矿年排放量维持在10亿t以上的高位,累计堆存规模超200亿t,细粒尾矿堆存方式、潜在灾害防治及综合利用面临新挑战,采选新技术装备及政策利好因素推动尾矿资源潜力亟待释放。因此,以尾矿物理化学特性、排放堆存方法、溃坝灾害、尾矿资源潜力为主线,综述了尾矿物理化学特性、尾矿堆存形式、尾矿溃坝灾害防治等方面的研究进展,系统梳理了尾矿空区充填、尾矿制备材料、尾矿二次利用、超积累植物提取金属元素、尾矿固碳等资源综合利用方法,可为研究者及工业界系统全面地重新审视尾矿废弃物特性、尾矿库灾害防治、矿产可持续开发利用提供启示。 展开更多
关键词 尾矿库 溃坝灾害 环境危害 尾矿综合利用
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四川什邡式磷矿床中、重稀土元素富集规律及资源潜力——以绵竹清平磷矿为例 被引量：3
2
作者 代作文 谢玉玲 +2 位作者 徐航航 曲云伟 秦绪岩 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1175-1187,共13页
什邡式磷矿床是我国重要的磷矿类型,其以矿床规模大、矿石磷品位高和富含稀土元素为特征。然而,对该类型矿床中稀土元素的富集规律及资源潜力尚缺乏详细的研究。本文以四川绵竹典型的什邡式磷矿床——清平磷矿为研究对象,在野外地质调... 什邡式磷矿床是我国重要的磷矿类型,其以矿床规模大、矿石磷品位高和富含稀土元素为特征。然而,对该类型矿床中稀土元素的富集规律及资源潜力尚缺乏详细的研究。本文以四川绵竹典型的什邡式磷矿床——清平磷矿为研究对象,在野外地质调研基础上,对矿区含磷层(磷块岩层、深灰色和褐红色富硫-磷-铝-锶层)和顶、底板岩石(白云岩)开展系统的显微岩相学、扫描电镜/能谱分析和全岩地球化学分析,探索矿床中稀土元素的分布和富集特征,并在此基础上揭示四川什邡式磷矿床中伴生的稀土资源潜力。结果显示,清平磷矿顶、底板白云岩稀土元素(La~Lu+Y)含量低(平均13.6×10^(-6)),磷块岩稀土元素含量中等(平均280.0×10^(-6)),而富硫-磷-铝-锶层稀土元素高度富集(平均2053.9×10^(-6)),尤其是褐红色富硫-磷-铝-锶层(高达3257.2×10^(-6))。结合前人已有的分析数据,四川什邡式磷矿床中的富硫-磷-铝-锶层的稀土元素含量平均为2259.4×10^(-6),最高达3286.8×10^(-6),其中的中、重稀土元素(Sm~Lu+Y)平均为1276.9×10^(-6),最高达2213.0×10^(-6),在稀土元素总量中的占比高,达55.1%,远高于华南离子吸附型稀土矿、织金磷矿中伴生的稀土元素以及富稀土元素的深海沉积物。初步估算,四川什邡式磷矿床伴生的总稀土元素潜在资源量达25.2万吨,其中的中、重稀土元素含量达15.6万吨,仅富硫-磷-铝-锶层中伴生的中、重稀土元素就高达9.6万吨。因此,四川什邡式磷矿床具有重要的经济和社会价值,对其中的中、重稀土元素的开发利用将有望缓解我国中、重稀土元素资源短缺的现状。 展开更多
关键词 什邡式磷矿床 清平磷矿 稀土元素 绵竹 四川
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面向新标准的矿山资源储量三维评估体系 被引量：2
3
作者 李嘉平 侯杰 +2 位作者 李国清 赵威 盛宝丽 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第1期109-115,共7页
为了解决《固体矿产资源储量分类》(GB/T 17766—2020)发布所引起的资源储量数据衔接与转化、原有储量评估方式不适用等问题,构建了一套基于三维矿业软件的矿山企业资源储量评估新体系。在分析新分类标准特点及其变动内容的基础上,梳理... 为了解决《固体矿产资源储量分类》(GB/T 17766—2020)发布所引起的资源储量数据衔接与转化、原有储量评估方式不适用等问题,构建了一套基于三维矿业软件的矿山企业资源储量评估新体系。在分析新分类标准特点及其变动内容的基础上,梳理了矿山企业资源储量数字化评估流程,以新旧标准对应关系为基准建立了资源储量分类转化模型,运用三维矿业软件实现了资源储量数据更新。研究了与新分类方式相匹配的储量估算方法并完成地质资源建模,提出了三维环境下资源量划分准则,完成了新旧标准过渡和新标准解读及应用,实现了资源储量评估模式的全面升级。以山东某地下金属矿山的地质资源数据为基础展开体系验证,借助矿业软件实现了历史数据更新和对新增资源储量的全面评估。研究表明:所构建的新标准储量管理体系,从新旧标准过渡及新标准解读应用两方面实现了现代矿山标准变化背景下的储量信息化管理,为其他类似地下金属矿山提供了借鉴。 展开更多
关键词 资源储量 资源评估 储量分类 矿业软件 地质建模
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面向新标准的矿山资源储量管理系统研发与应用 被引量：4
4
作者 郭广军 李国清 +4 位作者 李嘉平 王建刚 于倩倩 赵威 盛宝丽 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第1期90-98,共9页
针对新标准发布后矿山资源储量信息化管理现状,通过梳理新储量分类标准下的储量管理流程,提出将矿业软件与管理系统相结合的资源储量管理模式。在进行系统需求分析的基础上,对系统主要功能模块及数据流转过程进行了梳理与设计,基于新标... 针对新标准发布后矿山资源储量信息化管理现状,通过梳理新储量分类标准下的储量管理流程,提出将矿业软件与管理系统相结合的资源储量管理模式。在进行系统需求分析的基础上,对系统主要功能模块及数据流转过程进行了梳理与设计,基于新标准内容完成采场储量管理流程更新,以资源储量信息化管理功能需求及数据需求为依据,运用软件工程技术建立适用于矿山生产实际的储量管理系统。基于Python GUI编程语言完成各个功能和窗体的设计,形成可交互的系统界面,对其中控件添加槽函数并完成程序打包,形成了储量管理信息化工具。通过数据互通提高资源储量数据的科学可靠性,并结合时间轴实现储量数据的动态管理,实现了新旧标准转换、资源储量分级、三维可视化展示、储量管理、报表生成、用户管理等功能,充分发挥了矿业软件资源储量估算优势,形成满足矿山当前需求的储量管理方法及工具,对矿山后续储量划分起到指导作用,为后续矿山开拓、采准等工作奠定了基础。 展开更多
关键词 新储量分类标准 地质资源 储量管理 系统研发
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沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践 被引量：2
5
作者 谭云亮 张修峰 +4 位作者 范德源 刘学生 朱斯陶 牟宗龙 陈洋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期209-223,共15页
无煤柱(或小煤柱)开采已得到广泛应用,随着开采深度增加,当侧空覆岩存在坚硬岩层时,大能量动力事件频发,冲击地压显现日趋严重,已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践开展研究,主要包括:... 无煤柱(或小煤柱)开采已得到广泛应用,随着开采深度增加,当侧空覆岩存在坚硬岩层时,大能量动力事件频发,冲击地压显现日趋严重,已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕沿空侧向覆岩结构改性防冲机理与实践开展研究,主要包括:构建了沿空工作面覆岩结构力学模型,提出了上位覆岩等效载荷估算方法,揭示了下位覆岩结构特征及演化规律;获得了沿空工作面下位覆岩运动对煤体内应力的定量表征方法,提出了以煤体的静载支承应力及关键层断裂产生的扰动应力之和与煤体强度比值大小为致灾指数的覆岩致灾关键层判识方法;定义了覆岩关键结构失稳致灾力学判据,综合分析应力状态和冲击倾向性指数对“发生冲击地压”的隶属度实现了侧空覆岩致灾风险评级;给出了侧空覆岩结构改性方法及防冲流程,并在新巨龙6305工作面开展了工程实践。结果表明,6305工作面实施侧空覆岩结构主动改性后,微震事件频次增幅33.3%,平均每个事件能量降幅23.5%;煤体应力集中程度显著降低,最大降幅约27.2%;沿空巷道围岩变形量明显减小,最大减小约104.7%;侧空覆岩致灾关键层得到消除,冲击地压的可能性等级为由“很可能”降为“不可能”。 展开更多
关键词 深部 冲击地压 沿空巷道 覆岩结构 致灾 主动改性
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一种X构型的负刚度NES抗震性能研究 被引量：1
6
作者 杨海旭 刘可宁 +1 位作者 张茂花 王海飙 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期171-182,共12页
为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所... 为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所提出的负刚度NES模型进行低周往复加载,同时采用ABAQUS有限元软件完成负刚度NES的数值模拟,系统分析弹簧运动行程长宽比、预压缩量和刚度3种参数对负刚度NES抗震性能的影响。研究结果表明:这种X构型负刚度NES比常规NES表现出更宽的频率范围;调整弹簧刚度、长宽比和弹簧预压缩量都能拓宽NES的负刚度和频率变化范围,提高NES的耗能能力和抗震性能,有助于推广非线性结构控制技术在工程中的应用。 展开更多
关键词 结构被动控制 非线性能量阱 负刚度 拟静力试验 抗震性能
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煤岩孔裂隙结构特征对其损伤演化规律影响 被引量：1
7
作者 赵怡晴 秦文静 +3 位作者 金爱兵 曹志国 刘金博 秦琨 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期90-101,共12页
煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤,从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因,探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重要... 煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤,从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因,探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重要因素,采用单轴压缩、CT电子扫描和核磁共振试验对煤岩力学性能和孔裂隙结构进行分析,通过煤岩裂隙分形维数和裂隙倾角分布特征,表征煤岩内部裂隙结构;同时结合数值模拟对不同裂隙倾角煤岩裂隙扩展和损伤演化规律进行分析。研究结果表明:①裂隙倾角分布特征为影响煤岩力学特性的主要因素,孔隙率为影响煤岩力学性质的次要因素。②结合室内试验和数值模拟,单一裂隙煤岩抗压强度高于复杂裂隙煤岩抗压强度;且当煤岩裂隙倾角以单一裂隙为主时,急倾煤岩抗压强度>缓倾煤岩抗压强度>倾斜煤岩抗压强度。③单一裂隙煤岩相较于复杂裂隙煤岩,复杂程度较低,煤岩初始损伤较低,在裂纹加速扩展阶段,储存的应变能急速剧烈释放,宏观表现为破碎程度较高的剪切破坏。④基于裂隙发育数量建立包含峰后阶段的煤岩损伤变量,煤岩损伤演化过程呈指数型增长,分为近似无损、初始损伤、损伤稳定发展阶段、损伤加速发育阶段、残余损伤阶段,该损伤规律可为矿山灾害预测提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤岩 孔裂隙结构 破裂 裂隙复杂度 损伤演化
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浓密机内细尾砂沉降脱水规律模拟研究 被引量：1
8
作者 李翠平 侯贺子 +2 位作者 阮竹恩 李雪 陈格仲 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1523-1533,共11页
为分析细尾砂粒径对浓密机内料浆沉降脱水效果的影响规律,基于计算流体力学(CFD)方法,对实验室规模的细尾砂浓密脱水过程进行模拟,研究给料井内流场特征及固相分布、沉降区内水分流动及颗粒沉降速度变化等,并建立10~50μm范围内细尾砂... 为分析细尾砂粒径对浓密机内料浆沉降脱水效果的影响规律,基于计算流体力学(CFD)方法,对实验室规模的细尾砂浓密脱水过程进行模拟,研究给料井内流场特征及固相分布、沉降区内水分流动及颗粒沉降速度变化等,并建立10~50μm范围内细尾砂的料浆固相体积分数数学模型和固体通量模型。研究结果表明:当粒径增大到50μm时,给料井中上部湍动能显著增加,湍流耗散率明显提高;随着粒径逐渐增大,沉降区流线形态会发生变化,竖直流线逐渐减少,水平流线和弯曲流线增多,旋涡数量增多且尺度变大;当粒径每增加10μm时,沉降区细尾砂沉降速度提高约0.5 mm/s;当粒径增大时,底流固相体积分数和最小固体通量均呈线性增大。该研究成果可为膏体充填技术中细尾砂高效浓密脱水提供参考。 展开更多
关键词 细尾砂 粒径 浓密 重力沉降 颗粒沉降速度
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喷浆粉尘控制研究进展与展望——基于CiteSpace数据
9
作者 刘国明 侯明慧 +2 位作者 程卫民 刘建国 陈连军 《金属矿山》 北大核心 2025年第9期1-13,共13页
喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计... 喷浆技术作为巷道锚喷支护的主要手段,目前已被广泛应用于矿山掘进支护中。喷浆作业在搬运、上料、搅拌及喷射环节均会产生粉尘,是矿山开采过程中的主要尘源之一。针对目前喷浆粉尘控制技术的研究,利用CiteSpace软件对近50 a文献开展计量分析,从发文量、作者、机构、关键词共现、聚类、时区等方面对研究热点进行了归类统计。研究表明:我国对喷浆技术的研究起步相对较晚,发展历程呈现阶段性特征。①萌芽探索阶段,20世纪70年代喷射混凝土设备研发实现突破,喷浆技术逐渐在矿井巷道、边坡支护实现应用,但技术设备仍不成熟。②成长发展阶段,进入80年代后,湿喷工艺开始得到推广,但由于对安全作业的重视程度不足,粉尘危害严重、生产事故频发。③成熟增长阶段,21世纪初,国家对安全生产和职业病明确立法,喷浆作业的粉尘问题得到业内学者的持续关注和研究,喷浆粉尘控制研究在这一时期得到发展。2010年后,对喷浆机实用性的改进成为主流,文献量快速增长。④疫情低谷阶段,2018—2022年,受疫情和科研周期影响,文献量明显下滑,但长远预测,喷浆粉尘控制领域相关研究的广度及深度仍有较大发展空间,业内重视程度会越来越高。核心作者之间存在广泛的合作关系,非核心作者分布广泛且独立性较强。对喷浆粉尘控制的研究队伍以高校为主,未形成各地区机构的广泛合作。英文文献不论是作者还是机构都与中文文献高度重合,国内学者研究多侧重于工程应用。国外学者主要侧重于湿式混凝土管道输送规律及射流结构特征等方面。从关键词的演进可以看出现有研究正向喷浆设备优化改进,喷射混凝土在新材料、新环境中的应用等方向进行深度探索,研究方向不断增加。在此基础上,进一步讨论了目前喷浆粉尘控制领域研究遇到的挑战,并展望了未来发展趋势。认为该领域存在的挑战在于:明晰喷浆产尘降尘机理,研发智能化精准湿式喷浆技术,开发便携喷浆装备,强化技术工人职业化培训以及壮大研究团队,加强“产—学—研—用”协同发展、协同攻关等。下一步可通过各类试验和数值模拟分析明晰喷浆产尘降尘机理,融合人工智能机器视觉等新兴智能化技术发展喷浆粉尘精准控制方案,加强物料长距离管道输送减阻及无尘化射流理论研究,拓展多领域、多行业喷浆防尘技术应用,推进喷浆粉尘防治规范化和标准化等,深化对矿山喷浆粉尘控制方面的研究。 展开更多
关键词 粉尘 CITESPACE 喷浆 湿喷法 数据可视化 发展方向
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考虑削峰奖惩和精细化调控的多负荷主从博弈优化策略
10
作者 杨旭 张奕欣 +2 位作者 张涛 高仕航 涂壤 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期526-535,共10页
针对单一电价策略无法满足多种柔性负荷充分调度的问题,提出一种考虑削峰贡献奖惩和精细化调控的多种柔性负荷主从博弈优化策略。首先,依据各柔性负荷能达到的最大削峰贡献,制定差异化的阶梯型奖惩机制;其次,将微网运营商作为领导者,将... 针对单一电价策略无法满足多种柔性负荷充分调度的问题,提出一种考虑削峰贡献奖惩和精细化调控的多种柔性负荷主从博弈优化策略。首先,依据各柔性负荷能达到的最大削峰贡献,制定差异化的阶梯型奖惩机制;其次,将微网运营商作为领导者,将用户聚合商、精细化温度控制的空调聚合商和考虑出行随机性的电动汽车聚合商作为跟随者,构建多种柔性的主从博弈优化模型;最后,算例表明该文策略能有效挖掘多种柔性负荷的削峰潜力,在此基础上实现微网与多种柔性负荷多方收益提升。 展开更多
关键词 需求响应 主从博弈 削峰填谷 优化决策 空调
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煤自燃初期低温氧化产热特性及关键结构演变特征
11
作者 刘浩 李增华 +2 位作者 王刚 牛会永 谭波 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3518-3533,共16页
煤自燃初期氧化产热是导致煤自燃的根源,也是衡量煤自燃危险性最直接的评价指标。为了测定煤在自燃初期消耗单位氧气产生的氧化热,创新性地通过六通阀与定量环组合,精确控制向煤样罐中通入的空气量,并基于煤氧化热理论构建计算模型,测... 煤自燃初期氧化产热是导致煤自燃的根源,也是衡量煤自燃危险性最直接的评价指标。为了测定煤在自燃初期消耗单位氧气产生的氧化热,创新性地通过六通阀与定量环组合,精确控制向煤样罐中通入的空气量,并基于煤氧化热理论构建计算模型,测定煤在自燃初期不同条件下的单位耗氧氧化热。结果表明:在50℃恒温氧化条件下,LJ、WD、ZZ、XT 4种煤样消耗单位氧气产生的氧化热分别为66.94、40.76、42.82、23.31 kJ/mol。这一发现表明,煤自燃初期产生的氧化热远低于数值模拟中常用的氧化热数值300 kJ/mol,且变质程度最低的LJ煤氧化放热量最大,4种煤样都在氧化时间为40 s左右时达到了最大产热速率。为了分析自燃初期不同煤样的产热量呈现差异性的原因,通过低温氮气吸附试验测试煤样的孔隙结构,结果发现煤的孔隙结构不是决定煤氧化放热量差异的主导性因素,孔隙结构更发育只是有效促进了煤氧复合反应。而电子顺磁共振试验结果表明煤自燃初期氧化产热是由反应位点控制的动力学行为,煤样原生反应位点的数量是决定产热量的主导因素。初始氧化温度的升高使得煤中初始反应位点增多,也使得煤产生反应位点的速率加快。反应位点的本质为自由基,自由基浓度的增加速率决定了煤氧化反应的速率。 展开更多
关键词 煤自燃初期 产热特性 产热机理 孔隙结构 自由基
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基于非连续刚性短梁的盾构管片环缝变形分析
12
作者 刘洋 赵佳乐 李新龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3170-3180,共11页
为了分析盾构掘进过程中多环盾构管片沿竖向和横向的变形以及管片环缝的错台和张开量,考虑到单环管片沿轴向跨度较小且半径较大,管片环的抗弯及抗剪刚度远大于环缝处,将多环管片简化为非连续刚性短梁,其变形形式简化为2个沿隧道轴向的... 为了分析盾构掘进过程中多环盾构管片沿竖向和横向的变形以及管片环缝的错台和张开量,考虑到单环管片沿轴向跨度较小且半径较大,管片环的抗弯及抗剪刚度远大于环缝处,将多环管片简化为非连续刚性短梁,其变形形式简化为2个沿隧道轴向的线性分段函数。依据单环管片的受力平衡方程、环缝受剪导致错台、受弯导致接缝张开等条件,建立用于描述多环管片竖向和横向轨迹及环缝处弯矩和剪力的控制方程。进一步考虑到实际工程中管片壁后充填注浆、排水及充填层的固结过程,推导了荷载及基床系数线性分布情况下方程的具体形式,得到了对应的系数矩阵及常数项向量,大大简化了方程的求解过程。最后,结合环缝的抗弯及抗剪刚度,得到了管片环缝错台及张开量的计算公式。与实际工程的对比分析结果表明:该方法得到的环缝错台及张开量的解析结果与现场实测数据规律一致,误差在合理范围,解析结果可以很好地反映多环盾构管片的变形形式及环缝错台和张开量的分布规律。该方法理论依据明确、程序化较高、应用简单,可用于求解沿隧道轴向的基床系数、液相重度和不均匀注浆压力在任意分布形式下,多环盾构管片的竖向和横向变形及环缝的错台和张开量,为盾构管片壁后充填、管片拼装及防渗设计提供参考。 展开更多
关键词 盾构管片 环缝错台 环缝张开 管片轨迹 接缝防渗
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CT三维重构下砂岩热损伤机理及数值模拟验证
13
作者 赵怡晴 秦文静 +2 位作者 金爱兵 李曦豪 苏楠 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期12-21,共10页
在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT... 在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT)获取黄砂岩内部孔隙数据及三维模型,分析黄砂岩孔隙率随温度变化规律,结合数值模拟探究黄砂岩微裂纹演化规律及损伤机理,从微观层面揭示高温作用下岩石热损伤机理。结果表明:随温度升高,黄砂岩总孔隙率呈二次函数形式增长,面孔隙率均匀度随之降低;黄砂岩产生热损伤的主要因素包括高温脱水、矿物成分热分解、矿物颗粒膨胀;热分解及颗粒膨胀导致的孔隙率增加是造成热损伤的关键因素;25~400℃阶段,不同矿物颗粒膨胀挤压,导致局部应力区域出现,黄砂岩内部裂纹以晶间裂纹为主;400~800℃阶段,黄砂岩内部矿物成分相变、分解,导致局部应力区域增大,黄砂岩内部裂纹以晶内裂纹为主。以黄砂岩孔隙率定义损伤变量,构建了热作用下黄砂岩损伤演化模型,可为高温岩石力学的损伤机理研究提供理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 黄砂岩 CT扫描 三维重构 微观结构 热损伤
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疏浚淤泥固化机理及水稳性
14
作者 路维 李飞 +1 位作者 王金安 史燕南 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期9052-9060,共9页
随着中国河道清淤疏浚工程的开展,产生了大量疏浚淤泥,淤泥的处理处置逐渐引起了人们的高度重视,采用固化技术处理是解决疏浚淤泥困扰的有效方式之一。以浙江北白荡的疏浚淤泥为研究对象,通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析固化... 随着中国河道清淤疏浚工程的开展,产生了大量疏浚淤泥,淤泥的处理处置逐渐引起了人们的高度重视,采用固化技术处理是解决疏浚淤泥困扰的有效方式之一。以浙江北白荡的疏浚淤泥为研究对象,通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析固化产物,并利用X射线断层扫描成像技术(X-ray computed tomography,X-CT)、压汞(mercury injection porosimetry,MIP)试验等手段,对淤泥固化土的孔隙率和孔隙结构进行定量分析,同时探索其在浸水条件与干湿循环条件下的力学变化规律和固化机理。研究表明:固化土中方解石含量随着固化剂掺量的增加而增加,普通砂掺量的增加,提升了土体内部中小孔隙率,但总体孔隙率呈降低的趋势;水稳性试验结果显示,固化淤泥土强度和稳定性随着固化剂含量增加都得到了明显提高,随砂掺量增加呈现先增大后减小趋势。 展开更多
关键词 淤泥 固化土 孔隙率 水稳性
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抚顺西露天矿周边城区建筑物修补砂浆力学性能研究
15
作者 杨建功 路维 +4 位作者 王邵臻 王金安 李飞 胡浩聪 周家兴 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第8期87-94,共8页
为提升抚顺西露天矿周边城区受损建筑物的抗裂能力和结构稳定性,研发1种微丝镀铜钢纤维砂浆修补材料。通过既有裂缝混凝土试块的修补实验,并结合响应面分析法,构建黏结抗折强度的非线性预测模型。研究结果表明:钢纤维掺量对强度的提升... 为提升抚顺西露天矿周边城区受损建筑物的抗裂能力和结构稳定性,研发1种微丝镀铜钢纤维砂浆修补材料。通过既有裂缝混凝土试块的修补实验,并结合响应面分析法,构建黏结抗折强度的非线性预测模型。研究结果表明:钢纤维掺量对强度的提升效果最显著、减水剂掺量次之、水胶比最小。随着钢纤维掺量的增加,达到最大强度对应的水胶比逐渐由0.19上升至0.22。随着水胶比增加,达到最大强度对应的钢纤维掺量逐渐由50 kg/m^(3)上升至80 kg/m^(3),对应的减水剂掺量约为12 g/L。此外,通过抗剪强度对比试验,验证钢纤维砂浆显著优于普通砂浆,该材料可为地层变形导致的建筑物受损与开裂部件提供可靠的修补与加固解决方案。研究结果可为矿区周边受损建筑物的修补与加固工程提供技术支持,并为解决当前由地表变形导致的建筑开裂问题提供新思路。 展开更多
关键词 露天矿 微丝镀铜钢纤维砂浆 响应面模型 黏结抗折强度
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“双碳”背景下公路软土地基处理技术研究进展 被引量：2
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作者 裘友强 张留俊 +2 位作者 刘洋 刘军勇 尹利华 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期113-131,共19页
【目的】随着我国基础设施建设的大规模开展,近年来公路软土地基处理规模和深度大幅提高,公路软土地基处理新理论、新技术、新材料、新工艺不断涌现并在工程实践中得到推广应用。为了避免盲目选取公路软土地基处理技术,使成熟可靠、经... 【目的】随着我国基础设施建设的大规模开展,近年来公路软土地基处理规模和深度大幅提高,公路软土地基处理新理论、新技术、新材料、新工艺不断涌现并在工程实践中得到推广应用。为了避免盲目选取公路软土地基处理技术,使成熟可靠、经济高效的技术成果得到更加广泛的推广应用,有必要及时更新和归纳总结现阶段公路软土地基处理技术相关研究进展。【方法】在梳理我国公路软土地基处理技术发展历程的基础上,从排水固结法、复合地基法、置换法和固化剂稳定法四个方面分类阐述了近年公路软土地基处理发展起来多种极富特色且具有代表性的新技术,总结了公路软土地基处理技术若干理论成果和标准化建设情况,并提出了现阶段公路软土地基处理技术存在的不足和今后发展趋势。【结果】研究表明,基于我国国情和社会经济建设的需要,我国公路软土地基处理技术经历了从初步探索→蓬勃发展→多元化创新发展→绿色低碳发展四个阶段的发展;尽管我国公路软土地基处理技术整体水平较之前有了较大的提高,但随着我国软土地基处理规模和深度大幅提高,仍面临越来越多的挑战,例如施工机械水平限制发展,技术建造与监测不够智能化,服役韧性有待提高,安全性、环保性和经济性不够。【结论】结合国家对建造智能化及环保节能的要求,未来我国公路软土地基处理技术将持续向多方向联合技术、智能建造及智慧运维技术、绿色低碳高值化利用技术、规范化与标准化技术体系等方向发展。研究成果将为现阶段我国公路软土地基处理技术指明方向和提供参考。 展开更多
关键词 公路 软土地基处理 新技术 发展历程 标准化建设 发展趋势 影响因素 变形
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面向多装备短间隔接续的地下黄金矿调度优化研究 被引量：1
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作者 王浩 弯茂全 +3 位作者 龚韩君 李国清 侯杰 胡乃联 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第2期369-386,共18页
随着矿山开采逐渐转向深部,矿山的生产条件更加复杂且恶劣,要求矿山必须提升智能装备水平,逐渐减少现场作业人员,构建与之相匹配的高效精准的调度管控是实现矿山智能化作业的重要保障。为此,开展面向多装备短间隔接续的地下黄金矿调度优... 随着矿山开采逐渐转向深部,矿山的生产条件更加复杂且恶劣,要求矿山必须提升智能装备水平,逐渐减少现场作业人员,构建与之相匹配的高效精准的调度管控是实现矿山智能化作业的重要保障。为此,开展面向多装备短间隔接续的地下黄金矿调度优化,提升开采作业效率和安全性。分析提取了地下黄金矿开采作业多工序、多装备和复杂耦合等约束,形成符合调度要求的约束规则。通过构建装备配置与任务排布的组合优化模型,以总时长和总间隔最小为目标,将地下装备调度问题抽象为流车间调度问题。运用遗传算法完成了模型求解,在减少任务冲突和装备闲置的同时,通过短间隔调整实现了开采装备的动态精准调度。案例研究表明,在不同作业场景下,优化模型能够有效缩短整体作业时长和工序间隔,在大规模生产、多循环约束场景下开采效率达到72.57 t/h,在故障率为8%的条件下,总作业时长的延迟控制在15%以内。科学的装备配置与调度策略对于提升矿山生产能力具有重要意义,研究成果为地下黄金矿的装备调度提供了有效的优化方案,能够在保障生产接续性的基础上,提高整体作业效率和安全性。 展开更多
关键词 地下黄金矿 多装备调度 智能矿山 短间隔控制 调度优化 作业接续
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海外大型露天矿山智能化建设体系与应用实践——以拉斯邦巴斯铜矿为例 被引量：1
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作者 吴立活 Miguel Canz +3 位作者 Hermes Guevara 李国清 侯杰 张永芳 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期207-215,共9页
拉斯邦巴斯铜矿运用现代化信息技术构建覆盖“地质资源—计划管理—过程控制—安全保障—智能决策”全方位智能化建设框架,通过关键应用场景设计与应用,实现矿山生产运营的高效协同与智能管理。针对矿体赋存条件复杂、开采规模庞大、作... 拉斯邦巴斯铜矿运用现代化信息技术构建覆盖“地质资源—计划管理—过程控制—安全保障—智能决策”全方位智能化建设框架,通过关键应用场景设计与应用,实现矿山生产运营的高效协同与智能管理。针对矿体赋存条件复杂、开采规模庞大、作业地点分散等问题,应用矿床地质建模、三维可视化及无人机技术,实现矿山全生命周期的地质资源精细化管控。在此基础上优化开采工艺,应用精准定位及智能卡调技术,实现大规模高陡边坡的精准穿孔、控制爆破以及矿岩运输。构建了以超前预防为目标,全面覆盖人、机、环、管,与生产过程深度融合的矿山安全监测预警体系,显著提升了矿山的安全作业水平。通过云平台和数据湖技术实现多源异构数据融合,应用机器学习算法构建数据分析与决策模型,为矿山管理者科学决策提供有力支持。拉斯邦巴斯铜矿智能化建设成果对于国内大型露天矿山智能化建设具有一定的示范作用。 展开更多
关键词 海外矿产资源 大型露天矿 拉斯邦巴斯铜矿 智能矿山 应用场景
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掺塑性膨胀剂的全尾砂胶结充填体体积变化率试验研究及机理分析 被引量：1
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作者 张敏哲 王贻明 +3 位作者 吴爱祥 王剑 王志凯 刘树龙 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期167-178,共12页
为解决矿山充填采场接顶率偏低和接顶效果较差的问题,采用响应面法,研究了在充填料浆中掺加塑性膨胀剂时,料浆质量分数、胶固粉掺量和塑性膨胀剂掺量对全尾砂胶结充填体体积变化率的影响规律;并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析... 为解决矿山充填采场接顶率偏低和接顶效果较差的问题,采用响应面法,研究了在充填料浆中掺加塑性膨胀剂时,料浆质量分数、胶固粉掺量和塑性膨胀剂掺量对全尾砂胶结充填体体积变化率的影响规律;并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析了塑性膨胀剂对充填体的作用机理;通过现场工业试验,验证了掺塑性膨胀剂充填体的膨胀接顶效果。研究结果表明:塑性膨胀剂掺量对充填体体积变化率的影响程度最大,料浆质量分数次之,胶固粉掺量最小;不掺塑性膨胀剂的充填体在所有龄期均是沉缩的;塑性膨胀剂掺量存在一个临界值,使充填体由沉缩特性转变为膨胀特性;塑性膨胀剂可使充填体在塑性阶段产生膨胀,补偿充填体早期沉缩;膨胀变形主要发生在养护龄期3 d以内, 3 d以后趋于稳定;掺加塑性膨胀剂未改变充填体水化产物种类,但能使充填体内部生成大量的膨胀性矿物钙矾石,导致内部结构疏松而引起膨胀;现场实测值与试验实测值较吻合,不掺塑性膨胀剂的充填体体积变化率为–3.45%,塑性膨胀剂掺量为6×10^(–4)的充填体体积变化率为3.04%。研究成果可为矿山充填接顶技术及应用提供参考。 展开更多
关键词 充填接顶 塑性膨胀剂 响应面法 体积变化率 微观结构
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酸性SiO_(2)纳米流体对煤体润湿性及瓦斯解吸的影响机理 被引量：1
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作者 柳先锋 李闯 +4 位作者 聂百胜 何学秋 贾雪祺 何承毅 韩涵 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3307-3321,共15页
添加纳米流体可改变煤体化学结构进而增润煤体影响瓦斯解吸过程。为探究酸性SiO_(2)纳米流体对煤粉增润机理和对瓦斯解吸的作用规律,试验配置了不同质量浓度和pH的酸性SiO_(2)纳米流体改性煤样,利用接触角测量试验从宏观角度探究酸性SiO... 添加纳米流体可改变煤体化学结构进而增润煤体影响瓦斯解吸过程。为探究酸性SiO_(2)纳米流体对煤粉增润机理和对瓦斯解吸的作用规律,试验配置了不同质量浓度和pH的酸性SiO_(2)纳米流体改性煤样,利用接触角测量试验从宏观角度探究酸性SiO_(2)纳米流体作用对煤体润湿性的影响,采用甲烷解吸动态试验系统,研究不同pH及不同SiO_(2)纳米流体质量浓度的浸润溶液作用时改性煤样甲烷解吸规律;使用傅立叶红外光谱分析仪和扫描电镜从微观角度分析酸性SiO_(2)纳米流体对煤粉的增润机理及煤体瓦斯解吸促进机制。结果表明:选取合适的质量浓度的SiO_(2)纳米流体和弱酸性环境对煤体增润强化效果具有促进作用,浸润溶液处于SiO_(2)纳米流体质量浓度为2.0%、pH为3的弱酸性环境时,测量接触角为25.2°,与原煤接触角相比减小74.5°;瓦斯解吸量由6.960 7 mL/g增加至13.279 4 mL/g;且伴随着试验中弱酸酸性环境的增强和SiO_(2)纳米流体质量浓度的增加,接触角逐渐减小,煤体由疏水性逐渐向亲水性转变,润湿作用效果增强,瓦斯解吸促进作用增强;含氧官能团作为影响煤体润湿性的主要基团,其吸收峰总面积与煤水接触角呈负相关关系、与煤体瓦斯解吸量和瓦斯解吸率呈正相关关系;且在不同条件下的改性煤样表面形貌也发生了变化。合理选择酸性SiO_(2)纳米流体浸润煤体,可增强煤体润湿性,易于实现煤尘高效降除,促进瓦斯解吸过程,强化瓦斯抽采效果。 展开更多
关键词 酸性环境 纳米流体 增润 瓦斯解吸 含氧基团
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