过渡金属离子促进煤自燃机理的量子化学计算 被引量：4

1

作者 王福生 孙玮 +3 位作者 张渝 张朝阳 高东 卓建坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2347-2359,共13页

为研究低温氧化条件下典型过渡金属离子对煤自燃的影响,对褐煤(HM)、气煤(QM)、肥煤(FM)进行过渡金属离子的测定,选取过渡金属离子中含量较多且氧化性较强的Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)为研究对象。采用量子化学计算方法,分析了电荷分布、... 为研究低温氧化条件下典型过渡金属离子对煤自燃的影响,对褐煤(HM)、气煤(QM)、肥煤(FM)进行过渡金属离子的测定,选取过渡金属离子中含量较多且氧化性较强的Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)为研究对象。采用量子化学计算方法,分析了电荷分布、前线轨道和拉普拉斯键级,证明了活性位点的存在。探究了有无过渡金属离子情况下,Ar—CH_(2)—CH_(3)到Ar—CO—CH_(3)的2种反应历程进行模型优化、过渡态计算和IRC验证,得到热力学相关参数。计算结果表明,无过渡金属离子参与的反应决速步的活化能垒为164.18 kJ/mol,有过渡金属离子反应决速步活化能垒为158.72 kJ/mol,过渡金属离子对总反应速度影响效果不显著。Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)参与下,反应的总放热量分别为1535.52、1834.97、365.93 kJ/mol,其数值均大于氧气分子氧化脂肪烃所放出的热量(319.93 kJ/mol),氧化脂肪烃中C—H的自由能垒分别为42.79、4.30、117.29 kJ/mol,其值都小于氧气分子氧化C—H反应的活化能值(146.38 kJ/mol),过渡金属离子对C—H氧化能力从高到低的顺序为Mn(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ),反应过程中伴随着·OH和H_(+)的生成,在后续反应中,会进一步与煤结构发生反应,加快煤自燃过程;为验证模拟结果的准确性,采用程序升温气相色谱联用仪对4种不同煤样的CO气体产物出现的时间和体积分数进行测定,发现4种煤样出现CO气体产物的温度点相近,添加锰离子的煤样在90℃时产生了CO,其余3种煤样在100℃出现CO气体产物,CO气体产物体积分数从大到小的顺序为Mn(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和原煤样,这与计算得到的结果相一致,随着温度的升高,Mn(Ⅲ)对于提高CO生成速率效果逐渐减弱,铁离子和铜离子催化煤自燃效果逐渐显著,实验结果与模拟结果具有一定的相关性,相比于氧气分子,煤中过渡金属离子更容易与C—H发生氧化反应,不仅使自由基链式反应更早发生,还增加了反应的放热量和·OH和H_(+)的生成量,从而促进煤自燃。 展开更多

关键词 过渡金属离子 煤自燃 量子化学 活化能 自由能

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超细粉磨活化河北某磷矿粉机理研究 被引量：2

2

作者 单志伟 李国峰 +1 位作者 李凤久 刘立伟 《中国矿业》 北大核心 2020年第12期109-115,共7页

本文采用行星式球磨机对河北省某地磷矿粉进行干式粉磨,考察了不同磨矿时间条件下粉磨产品的颗粒形貌、结晶程度、比表面积以及表面自由能,系统分析了超细粉磨过程中磷矿粉性质变化规律及其与枸溶率的关系。结果表明:随着粉磨时间由0mi... 本文采用行星式球磨机对河北省某地磷矿粉进行干式粉磨,考察了不同磨矿时间条件下粉磨产品的颗粒形貌、结晶程度、比表面积以及表面自由能,系统分析了超细粉磨过程中磷矿粉性质变化规律及其与枸溶率的关系。结果表明:随着粉磨时间由0min延长至180min,粗粒级磷矿粉逐渐粉碎为细小颗粒,磷灰石结晶程度明显降低、无定形化增加,磷矿粉比表面积与表面自由能分别由0.67m^2/g和24.08mN/m增加至5.06m^2/g和38.69mN/m。磷矿粉比表面积及表面自由能与枸溶率呈较强正相关,枸溶率由9.14%大幅增加至61.68%。上述研究结果对丰富超细粉磨活化磷矿粉理论基础具有一定的意义。 展开更多

关键词 磷矿粉 超细粉磨 活化机理 枸溶率

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范各庄矿近距离煤层开采工作面巷道布置研究 被引量：15

3

作者 孙胜 赵春景 +1 位作者 贺健宇 薛福祥 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期12-18,共7页

为了保证范各庄矿7、8、9、12煤近距离煤层开采中上下煤及邻近工作面巷道支护稳定及优化采面布置,通过底板滑移线理论计算,得出上下层工作面巷道合理内错距离为2~3倍巷宽,12煤3125S面与上覆面间距较大,经受采动破坏较小,8煤2285S面和9煤... 为了保证范各庄矿7、8、9、12煤近距离煤层开采中上下煤及邻近工作面巷道支护稳定及优化采面布置,通过底板滑移线理论计算,得出上下层工作面巷道合理内错距离为2~3倍巷宽,12煤3125S面与上覆面间距较大,经受采动破坏较小,8煤2285S面和9煤3191S面受采动影响较大。UDEC模拟显示,7煤首采后形成显著的煤柱应力区,底层煤中峰值应力可达原岩应力的3~4倍,下层工作面巷道应内错避开布置,8煤至12煤开采可对上覆煤柱区大幅卸压,应力峰值为2~2.5倍原岩应力。临近工作面巷道采用6~12m煤柱,上下工作面巷道内错9.8~11.0m,实现了巷道和采面支护稳定,从而为近距离煤层工作面设计优化与衔接规划提供了关键依据。 展开更多

关键词 近距离煤层 工作面巷道布置 采动影响 煤柱应力区

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基于改进EMD的爆破振动信号降噪方法研究 被引量：3

4

作者 闫鹏 张云鹏 +1 位作者 周倩倩 杨曦 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期212-220,共9页

针对经验模态分解(EMD)算法存在端点效应和降噪效果不佳的问题,依据延拓—分解—聚类—降噪—重构思想,提出了改进EMD的爆破振动信号降噪方法。该方法联合了综合相似指数同时兼顾延拓信号的形状和幅值相似性的特点、K-means算法的聚类... 针对经验模态分解(EMD)算法存在端点效应和降噪效果不佳的问题,依据延拓—分解—聚类—降噪—重构思想,提出了改进EMD的爆破振动信号降噪方法。该方法联合了综合相似指数同时兼顾延拓信号的形状和幅值相似性的特点、K-means算法的聚类特性以及小波包的降噪优势,不仅可以有效抑制端点效应,也具有良好的降噪效果。研究结果表明:在仿真信号端点效应抑制试验中,与多项式拟合和边界局部特征延拓方法相比,改进EMD方法的能量误差和均方误差最小。在实测爆破振动信号降噪中,与EMD和变分模态分解(VMD)方法相比,改进EMD方法的信噪比(20.94 dB)最大,均方根误差(0.0031)最小。改进EMD方法不仅可以较好保存中低频(0~200 Hz)信号能量,对200 Hz以上高频噪声也具有良好滤除效果。 展开更多

关键词 经验模态分解(EMD) 爆破振动信号 端点效应 K-MEANS算法 小波包 降噪

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软岩巷道锚注卸支护技术应用与优化 被引量：8

5

作者 刘树弟 刘建庄 +1 位作者 杨拓 李准 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期20-23,共4页

针对开滦矿区深部软岩存在地应力高、构造复杂、围岩软碎、水解软化快的典型特征,通过地应力实测、岩性强度测试、微观成分测试、数值模拟等手段,查明了围岩弱化物理机制和支护失稳力学机制,通过对分次锚杆、分次注浆和卸压槽的技术优化... 针对开滦矿区深部软岩存在地应力高、构造复杂、围岩软碎、水解软化快的典型特征,通过地应力实测、岩性强度测试、微观成分测试、数值模拟等手段,查明了围岩弱化物理机制和支护失稳力学机制,通过对分次锚杆、分次注浆和卸压槽的技术优化,形成了多层锚杆、分次注浆和底角卸压强化为一体的支护技术,摸索了以表面收敛测试为节点的动态施工工法,在开滦各矿的工程应用表明,巷道表面收敛在150mm以内,锚杆承载效能发挥50%~80%,为强水化高应力软岩巷道的稳定支护提供了新方法。 展开更多

关键词 软岩巷道 锚注卸 支护技术 水解软化

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密集锚注支护技术在孤岛区石门套修中的应用 被引量：2

6

作者 刘金广 刘建庄 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期24-27,共4页

基于吕家坨矿-950二采运输石门处于深井孤岛煤柱区域,通过采用原岩应力实测和理论分析的方法评定石门周边采动应力影响范围,结果表明,石门侧方留设50m煤柱可避开应力叠加影响。同时运用FLAC^3D模拟分析了初掘架棚支护失效机制和密集锚... 基于吕家坨矿-950二采运输石门处于深井孤岛煤柱区域,通过采用原岩应力实测和理论分析的方法评定石门周边采动应力影响范围,结果表明,石门侧方留设50m煤柱可避开应力叠加影响。同时运用FLAC^3D模拟分析了初掘架棚支护失效机制和密集锚注支护方案可靠性,结果显示后者在收敛位移、塑性区发育方面效果明显。通过工程实践表明,"两层次锚杆+锚索+注浆"支护方案最大收敛位移13.5cm,实现了套修安全和支护稳定,为类似条件软岩支护提供了借鉴。 展开更多

关键词 密集锚注 支护技术 孤岛煤柱 石门套修 高应力

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阶段空场嗣后充填法凿岩硐室矿柱对顶板稳定性的影响

7

作者 向伟华 路燕泽 +5 位作者 刘志义 王社光 王立杰 甘德清 陈彦亭 杨志强 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期69-76,共8页

以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与... 以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与矿体一起崩落(方案2)条件下的顶板稳定性。结果表明:采场开采长度27~45 m时,方案2的凿岩硐室顶板失稳风险较大;采场开采长度大于45 m时,2种方案顶板均存在失稳风险;方案2会使凿岩硐室内应力集中,顶板和侧帮出现应力加速释放现象;方案1的凿岩硐室应力释放和分布较为稳定,破坏时间相对滞后;矿岩稳固性较差时,选择方案1更利于顶板稳定。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 凿岩硐室 矿柱 顶板稳定性 敏感性分析 采场结构 顶板应力

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不同氧体积分数影响预氧化煤自燃特性研究

8

作者 董宪伟 崔静 +2 位作者 董轩萌 王福生 于铭漪 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期62-69,共8页

为研究不同氧体积分数作用下预氧化煤的燃烧特性规律,以褐煤为例,设置80℃和180℃的氧化温度制取预氧化煤,采用热重实验探究不同氧体积分数下(0%,8%,15%,21%)预氧化煤自燃特性。研究结果表明:在8%的氧体积分数下,180℃预氧化煤较80℃煤... 为研究不同氧体积分数作用下预氧化煤的燃烧特性规律,以褐煤为例,设置80℃和180℃的氧化温度制取预氧化煤,采用热重实验探究不同氧体积分数下(0%,8%,15%,21%)预氧化煤自燃特性。研究结果表明:在8%的氧体积分数下,180℃预氧化煤较80℃煤特征温度点T5前移28.19℃,活化能降低13.52 kJ/mol,预氧化温度越高自燃倾向越强;80℃预氧化煤在21%的氧体积分数下活化能较0%的氧体积分数时低15.20 kJ/mol,特征温度点T7前移36.24℃,氧体积分数的升高加剧自燃风险;高温(180℃)与高氧(21%)时煤样活化能最低(50.25 kJ/mol),燃点温度及失重速率温度降幅显著,其自燃风险性最高。研究结果可为精准防控采空区遗煤自燃现象提供实验基础。 展开更多

关键词 煤自燃 二次氧化 活化能 氧体积分数 预氧化煤

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基于岩体质量评价与分区的露天矿岩质边坡生态重建技术 被引量：20

9

作者 吴杨 夏冬 +2 位作者 梁冰 贾淯斐 杨意德 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2133-2142,共10页

露天矿岩质边坡生态恢复与重建是绿色矿山建设的重要组成部分,开展露天矿岩质边坡生态重建技术研究,对于实现我国绿色矿山建设具有重要的推动作用,岩质边坡极端恶劣的立地条件制约了该项工作的顺利开展。以研山铁矿东帮边坡为研究对象,... 露天矿岩质边坡生态恢复与重建是绿色矿山建设的重要组成部分,开展露天矿岩质边坡生态重建技术研究,对于实现我国绿色矿山建设具有重要的推动作用,岩质边坡极端恶劣的立地条件制约了该项工作的顺利开展。以研山铁矿东帮边坡为研究对象,在详细分析该边坡地层分布特征、岩性、结构面产状及风化程度的基础上,采用三维激光扫描技术,构建东帮边坡DTM模型,在三维激光扫描结果与地质平面图对比分析的基础上,将东帮边坡划分为北、中、南3个区域;根据岩石力学试验结果,结合各区域岩体结构面空间几何信息,采用BQ分类法对上述各区域岩体质量进行评价,结果为:北、中、南区岩体质量等级分别为Ⅳ级、III级和II级,以矿区公路为同区上、下半区的分界线,下半区岩体质量好于上半区;根据边坡岩体质量分级结果,在不同区域采用与该区域岩体质量等级及节理、裂隙发育情况相适应的生态重建方案,其中,北区上、下半区分别采用客土喷播技术和厚层基材喷播技术,且下半区喷播基材中的黏结剂和团粒剂含量高于上半区,中区上、下半区均采用以铁尾矿为基质的人工土壤喷播技术,南区上、下半区均采用爆破燕窝、植生孔与高保水绿化喷播相结合的岩质边坡生态重建技术方案;边坡平台在前期采用林地、草地相结合的生态重建技术,待平台上土壤熟化后,采用林地、中药种植地相结合的生态重建技术;根据边坡最终境界与新河的相对位置关系,采用疏干排水的方式降低地下水对边坡稳定性影响的同时,设计了边坡生态重建所需的滴灌系统。研究成果为露天矿岩质边坡生态重建技术方案选取提供了新思路。 展开更多

关键词 岩体质量评价 岩体分区 露天矿 岩质边坡 生态重建

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花岗岩巷道岩爆声发射信号及破裂特征实验研究 被引量：21

10

作者 张艳博 杨震 +3 位作者 姚旭龙 田宝柱 刘祥鑫 梁鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期95-104,共10页

以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成... 以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成的主要岩石破裂类型。利用该类破裂对应的声发射信号,进行巷道岩爆预测研究。研究结果表明:第1类信号具有高能量、高振铃计数、低上升时间和低主频的"两高两低"特征,对应高强度、大尺度裂纹稳定扩展;第2类信号具有高能量、高振铃计数、高上升时间和低主频的"三高一低"特征,对应高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展;第3类信号具有低能量、低振铃计数、低上升时间和低主频的"四低"特征,对应低强度、小尺度的裂纹非稳定扩展。其中,高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展是岩爆灾害形成的主要驱动力,该种破裂类型对应的"三高一低"特征信号,能够为岩爆提供早期预警信息,是岩爆灾害预警研究的重点关注对象。 展开更多

关键词 巷道岩爆 声发射 破裂特征 聚类分析

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基于声发射信号聚类分析和神经网络识别的岩爆预警方法实验研究 被引量：19

11

作者 张艳博 杨震 +3 位作者 姚旭龙 梁鹏 田宝柱 孙林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期89-98,共10页

开展巷道岩爆室内模拟声发射监测实验,对岩爆过程中的声发射信号进行聚类分析,得到3种类型声发射信号,优选具有岩爆前兆演化异常、能量大、数量小等特征的信号类型作为岩爆前兆特征信号。岩爆发生前,岩爆前兆特征信号开始密集出现,明显... 开展巷道岩爆室内模拟声发射监测实验,对岩爆过程中的声发射信号进行聚类分析,得到3种类型声发射信号,优选具有岩爆前兆演化异常、能量大、数量小等特征的信号类型作为岩爆前兆特征信号。岩爆发生前,岩爆前兆特征信号开始密集出现,明显的前兆异常。运用时间窗函数对岩爆前兆特征信号的时间密集性进行量化分析,提出衡量信号时序演化特征的量化指标即时间密集度f_t。岩爆发生前,前兆信号密集出现,出现了f_t≥3值,可将首次f_t≥3作为岩爆前兆信息,可将岩爆预警阈值a划定为3。基于岩爆前兆特征信号优选和预警阈值提取,借助BP神经网络,智能识取岩爆前兆特征信号,利用时间窗函数计算岩爆前兆特征信号f_t值,当岩爆前兆特征信号f_t值开始达到岩爆预警阈值(f_t≥a)时则进行岩爆灾害预警,建立了基于巷道岩爆模拟实验声发射数据的岩爆实时预警方法,为工程现场岩爆预警方法的建立提供了新思路。 展开更多

关键词 声发射(AE) 聚类分析 神经网络 岩爆预警

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深井破碎围岩巷道协同支护技术研究与应用 被引量：15

12

作者 杨东启 刘建庄 +2 位作者 王盛川 李准 薛福祥 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期32-36,共5页

为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题,提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案,运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征,FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护... 为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题,提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案,运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征,FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护及棚锚注协同支护塑性区分布,结果表明:棚锚注协同支护技术较另两种方案表现出更好的支护效果,塑性区分布范围明显减少,应力集中现象得以缓解,支护巷道模拟变形量与工程监测较为接近。工程试验表明:采用常规锚网喷支护、锚注支护巷道仍存在较大变形,不能保持长期稳定,棚锚注协同支护巷道变形明显降低,应用期间顶板下沉量较常规锚网喷支护降低了68%,两帮位移降低了52%,满足巷道支护稳定要求。棚锚注协同支护技术对深部破碎围岩巷道变形控制效果显著,尤其在掘进影响期控制围岩作用表现突出。 展开更多

关键词 巷道支护 注浆锚杆 协同支护 破碎围岩 深部开采

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裂隙几何特征对岩石强度影响模拟实验研究 被引量：8

13

作者 张艳博 王科学 +2 位作者 姚旭龙 梁鹏 刘祥鑫 《中国矿业》 北大核心 2019年第8期141-148,共8页

为探究裂隙几何特征(倾角、长度、位置)的综合作用对岩石峰值强度的影响,对含单裂隙岩石进行单轴压缩的数值模拟实验,分析裂隙倾角、长度、位置对岩石强度特性和破裂特征的影响,同时基于多元逐步回归分析,将三者对岩石峰值强度的影响性... 为探究裂隙几何特征(倾角、长度、位置)的综合作用对岩石峰值强度的影响,对含单裂隙岩石进行单轴压缩的数值模拟实验,分析裂隙倾角、长度、位置对岩石强度特性和破裂特征的影响,同时基于多元逐步回归分析,将三者对岩石峰值强度的影响性进行评价。结果表明:倾角对新生裂纹的起裂位置与起裂时间作用明显,长度与岩石的完整性与稳定程度具有相关性,位置影响裂纹扩展规模和岩石破坏形态;裂隙倾角、长度与位置对岩石峰值强度的影响程度在不同区间内有所差异,从整体来看,由于位置影响因子较小被作为无关变量剔除,在小于45°区间内,对岩石峰值强度的影响程度大小为长度>倾角>位置,长度与倾角的影响因子为0.82、0.36,在大于45°区间内,对岩石峰值强度的影响程度大小为倾角>长度>位置,长度与倾角的影响因子为0.344、0.866,同时,建立的逐步回归模型可以有效评价岩石强度,对岩石初始损伤判定具有一定参考价值。 展开更多

关键词 岩石力学 单裂隙岩石 裂隙几何特征 峰值强度 数值模拟

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近距煤层群底板大巷掘前卸压开采技术研究 被引量：4

14

作者 薛俊国 杨拓 +2 位作者 李准 耿清友 刘建庄 《中国矿业》 北大核心 2020年第3期135-139,共5页

为合理设计钱家营矿近距煤层群底板岩石大巷层位和施工顺序,减缓动压影响,采用理论分析、数值模拟等手段对大巷合理布置位置、减压开采工作面尺寸及减压开采效果技术论证与对比研究。结果表明:底板大巷应在上方采面回采结束底板稳定后掘... 为合理设计钱家营矿近距煤层群底板岩石大巷层位和施工顺序,减缓动压影响,采用理论分析、数值模拟等手段对大巷合理布置位置、减压开采工作面尺寸及减压开采效果技术论证与对比研究。结果表明:底板大巷应在上方采面回采结束底板稳定后掘进,采面斜长至少为两倍的支承压力影响范围,巷道应布置在采面底板破裂影响范围外;钱家营矿采用180 m的9煤层卸压工作面开采,回风巷布置在12-1煤层底板岩层中,巷道两帮围岩应力降低明显,顶底板移近量为389 mm,两帮移近量为324 mm,减压开采效果良好,有利于巷道的长期维护和运营使用。 展开更多

关键词 近距离煤层群 减压开采 数值模拟 塑性区分布 应力分布

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基于FFT的巷道岩爆红外温度场频域特征实验研究 被引量：2

15

作者 姚旭龙 杨震 +3 位作者 张艳博 李昆 刘志超 李坛 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期274-279,共6页

开展室内花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像技术监测岩爆演化过程中巷道围岩红外辐射温度场变化过程;采用二维数字信号处理方法,对红外辐射温度场矩阵进行快速傅里叶变换,得到红外辐射温度场的二维频谱信号,通过计算红外辐射温度场... 开展室内花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像技术监测岩爆演化过程中巷道围岩红外辐射温度场变化过程;采用二维数字信号处理方法,对红外辐射温度场矩阵进行快速傅里叶变换,得到红外辐射温度场的二维频谱信号,通过计算红外辐射温度场二维频谱信号,定量描述岩爆过程红外温度场频谱演化特征,得到描述红外温度场频域演化特征的定量指标——红外温度场频域特征系数T。结果表明:特征系数T能够定量描述岩爆过程巷道围岩红外辐射温度场变化特征,在岩爆演化的各个时期呈现出明显的阶段性特征;岩爆平静期,T值在反复波动中小幅度增大;颗粒弹射期,T值小幅度减小;片状剥离和全面岩爆阶段,T值急速增大;岩爆发生前,T值普遍急速增大,并开始出现大于或等于0.2的值,故可将T大于或等于0.2作为岩爆即将发生的前兆信息。 展开更多

关键词 巷道岩爆 红外辐射 快速傅里叶变换 频域特征

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厚大第四系边坡稳定性分析及处理措施 被引量：2

16

作者 孙文诚 张伟 +1 位作者 尹国新 杨曦 《南方农机》 2018年第21期69-70,共2页

司家营铁矿西帮边坡第四系表土厚大,并且土层含水层富水性强,易发生近似圆弧型失稳破坏,严重威胁矿山安全生产。通过对破坏形态的分析,采用Bishop法对边坡安全系数进行计算,得出三个主要区域的边坡安全系数分别为1.100、1.032和0.781。... 司家营铁矿西帮边坡第四系表土厚大,并且土层含水层富水性强,易发生近似圆弧型失稳破坏,严重威胁矿山安全生产。通过对破坏形态的分析,采用Bishop法对边坡安全系数进行计算,得出三个主要区域的边坡安全系数分别为1.100、1.032和0.781。边坡安全系数均较小,尤以区域3处边坡的稳定性最差。通过对边坡进行削坡减载,提高了边坡的稳定性。经Bishop法计算后,削坡后的边坡安全系数分别达到了1.391、1.461和1.149,基本满足边坡稳定性需要。 展开更多

关键词 第四系边坡 BISHOP法 稳定性分析 削坡减载

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基于改进EMD-小波包的爆破振动信号降噪方法研究 被引量：9

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作者 闫鹏 张云鹏 +2 位作者 侯善营 张为为 杨曦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期264-271,287,共9页

针对经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)存在模态混叠和降噪效果不佳的问题,依据分解—正交—聚类—降噪—重构的思想,提出了改进EMD-小波包的爆破振动信号降噪方法。该方法融合了核主成分分析的正交性、K-means算法的聚... 针对经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)存在模态混叠和降噪效果不佳的问题,依据分解—正交—聚类—降噪—重构的思想,提出了改进EMD-小波包的爆破振动信号降噪方法。该方法融合了核主成分分析的正交性、K-means算法的聚类特性以及小波包的降噪优势,不仅可以消除EMD的模态混叠,也具有良好的降噪效果。研究结果表明:与自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise analysis, CEEMDAN)和EMD方法相比,在模拟信号降噪试验中,改进EMD-小波包方法的信噪比(7.9 dB)最大,均方根误差(2.96)最小。在实测爆破振动信号降噪中,改进EMD-小波包方法降噪后的信号与原始信号相关系数最大为0.91。改进EMD-小波包和CEEMDAN方法的降噪效果相对理想,且改进EMD-小波包方法对10~60 Hz低频信号能量保存效果较好,对60 Hz以上中高频噪声的滤除效果最好。 展开更多

关键词 爆破振动信号 经验模态分解(EMD) 核主成分分析(KPCA) K-MEANS算法 小波包 降噪

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碱渣改性充填体早期力学特性及能量演化特征 被引量：3

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作者 孙海宽 甘德清 +2 位作者 薛振林 刘志义 张雅洁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期136-142,共7页

为探究碱渣改性充填体的早期力学特性及能量演化特征,利用WHY-600压力机开展了单轴压缩试验,分析了其抗压强度、弹性模量、破裂模式及能量变化,结合响应曲面法,对质量浓度、尾砂级配及碱渣添加量进行寻优分析。结果表明:随碱渣添加量增... 为探究碱渣改性充填体的早期力学特性及能量演化特征,利用WHY-600压力机开展了单轴压缩试验,分析了其抗压强度、弹性模量、破裂模式及能量变化,结合响应曲面法,对质量浓度、尾砂级配及碱渣添加量进行寻优分析。结果表明:随碱渣添加量增加,充填体失稳破坏位移量、单轴抗压强度、弹性模量先增大后减小,当碱渣添加量为5%时,充填体抗压强度大,抵抗变形能力强;随碱渣添加量增加,充填体耗散能、弹性变形能、峰值强度下单位体积应变能及总能量均先增加后减小;单轴压缩条件下,碱渣改性充填体破坏模式为半贯穿或贯穿的斜剪切、平行双裂隙以及倒Y型裂隙,破坏程度随碱渣添加量增加而增大;建议采用质量浓度77%、细粗尾砂级配3:7、碱渣添加量5.35%的配比来制备碱渣改性充填体,经计算其抗压强度为5.3458 MPa,能满足矿山早期生产需求。研究结果为碱渣改性材料的可行性提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 碱渣改性充填体 单轴抗压强度 能量演化特征 破裂模式 配比参数寻优

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缓倾斜极厚矿体高阶段采场开采顺序优化 被引量：3

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作者 甘德清 孟岐 +1 位作者 刘志义 路燕泽 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第5期28-34,共7页

为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔... 为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔一采一、隔二采一、隔三采一,并采用FLAC^(3D)建立矿体模型,对比分析各方案顶板沉降以及间柱稳定性。最后,在数值模拟基础上,综合考虑安全与产能的影响因素,构建基于层次分析与模糊综合评判法的开采顺序判断矩阵,计算得出3种方案的综合隶属度分别为0.86、0.79、0.80,确定间柱宽度15 m(隔一采一)为最优方案。工业试验结果表明,该方案在实现最大化生产能力的同时,可保持采场相对稳定。 展开更多

关键词 缓倾斜矿体 极厚矿体 开采顺序 阶段空场嗣后充填法 间柱稳定性 数值模拟 高阶段采场 间柱宽度

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粗颗粒砂砾岩内矿物颗粒和孔隙结构的非均匀性及量化表征细观试验研究 被引量：3

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作者 王帅 许莹 +2 位作者 张艳博 姚旭龙 王玲 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期832-844,共13页

岩石的非均匀性是导致其在外力作用下宏观力学性能呈现非线性的本质原因。为了研究矿物颗粒和孔隙结构对岩石非均匀性影响程度的大小,以粗颗粒砂砾岩为研究对象进行CT扫描试验,运用三维重构技术和图像阈值分割技术,三维重构矿物颗粒和... 岩石的非均匀性是导致其在外力作用下宏观力学性能呈现非线性的本质原因。为了研究矿物颗粒和孔隙结构对岩石非均匀性影响程度的大小,以粗颗粒砂砾岩为研究对象进行CT扫描试验,运用三维重构技术和图像阈值分割技术,三维重构矿物颗粒和孔隙结构,量化表征矿物颗粒和孔隙结构的特征,通过统计学的方法,分析粗颗粒砂砾岩的非均匀特性,构建岩石的非均匀性综合指数,探讨影响岩石非均匀性的关键因素。研究结果表明,孔隙形状、孔隙直径和孔隙度可以表征孔隙结构的非均匀性,孔隙直径是影响孔隙结构非均匀性的关键因素,孔隙度是影响孔隙结构非均匀性的次要因素,孔隙形状是影响孔隙结构非均匀性的非关键因素;矿物形状、矿物粒径和矿物颗粒体积分数可以表征矿物颗粒的非均匀性,矿物颗粒体积分数是影响矿物颗粒非均匀性的关键因素,矿物粒径是影响矿物颗粒非均匀性的次要因素,矿物形状是影响矿物颗粒非均匀性的非关键因素。岩石非均匀性的综合指数与矿物颗粒的非均匀性系数变化规律一致,岩石的非均匀性主要由矿物颗粒的非均匀性决定,矿物颗粒体积分数是影响岩石非均匀性的核心因素,矿物形状是影响岩石非均匀性的最小因素。量化表征岩石内矿物颗粒和孔隙结构的非均匀性可以对岩石的整体性能和稳定性进行更准确的评估,可用于预测岩体工程中存在的潜在风险,从而采取相应的预防措施,确保工程的安全和稳定。 展开更多

关键词 矿物颗粒 孔隙结构 岩石非均匀性 量化表征 CT扫描

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