基于正交试验的风-热耦合效应下高层建筑交叉污染模拟研究

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作者 任柯宇 刘晓平 +2 位作者 吴梅 杨满江 胡淋翔 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期439-446,454,共9页

针对高层建筑环境下的气相污染物传播问题,文章采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法并引入正交试验法进行方案设计,研究风-热耦合效应下源项位置、受热壁面温差、受热壁面位置、通风方式4种因素对高层建... 针对高层建筑环境下的气相污染物传播问题,文章采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法并引入正交试验法进行方案设计,研究风-热耦合效应下源项位置、受热壁面温差、受热壁面位置、通风方式4种因素对高层建筑单元间污染物传播路径的影响,利用极差分析得出各因素对高层建筑单元间污染物扩散影响的显著程度排序。引入无量纲参数理查森数Ri,对常规认为难以判定强制对流还是自然对流占主导地位的0.1i<10.0区间进行细分,分析各因素对高层建筑污染物传播的影响机制。结果表明,通风方式对污染物聚集的影响最为显著,而相较于0.1i<0.5情况下,0.5i<3.0和3.0i<10.0区间内受热壁面位置的影响大于受热壁面温差的影响。在该研究的双侧通风案例中,高点源位置释放的污染物扩散情况较明显,从顶层延伸到底层,单侧通风下建筑物开口处的污染物质量浓度比其他2种通风方式高出1个数量级。 展开更多

关键词 正交试验法 计算流体动力学(CFD) 高层建筑 污染物

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核质量保证在聚变实验装置建设项目中的应用研究

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作者 韦敏 段红卫 +5 位作者 黄素贞 苏津津 高建 田佳树 李巨峰 吴皖燕 《核安全》 2024年第6期41-46,共6页

聚变能资源丰富、清洁安全,是世界公认的人类未来终极能源,各发达国家正加速推进聚变能商业化的应用进程。聚变能实验装置是可控核聚变从科学研究向工程转化的重要环节,为未来聚变堆提供集成实验验证平台。本文基于聚变实验装置建设项... 聚变能资源丰富、清洁安全,是世界公认的人类未来终极能源,各发达国家正加速推进聚变能商业化的应用进程。聚变能实验装置是可控核聚变从科学研究向工程转化的重要环节,为未来聚变堆提供集成实验验证平台。本文基于聚变实验装置建设项目的特点,分析核质量保证要求在聚变实验装置建造过程中的适用性,并以ISO 9001质量管理体系标准要求为基础,引入和借鉴核质量保证要求及其管理工具和方法,探索构建适用于聚变实验装置建设过程的质量管理体系,为未来聚变工程堆和商业堆的建造质量保证提供强有力的基础。 展开更多

关键词 核质量保证 聚变实验装置 质量管理体系

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文物建筑典型木构件燃烧及火蔓延试验研究

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作者 李航 王波 +1 位作者 刘瑾洲 胡皓玮 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第2期156-162,共7页

我国多数文物建筑中存在多种形式的木构件,针对典型围合构件、屋顶构件及榫卯连接件开展燃烧及火蔓延试验,通过设置10 kW火源功率,模拟早期火灾场景下的火灾发展过程,并获得温度、热释放速率、辐射热流等参数的变化规律。研究表明,在相... 我国多数文物建筑中存在多种形式的木构件,针对典型围合构件、屋顶构件及榫卯连接件开展燃烧及火蔓延试验,通过设置10 kW火源功率,模拟早期火灾场景下的火灾发展过程,并获得温度、热释放速率、辐射热流等参数的变化规律。研究表明,在相同火源功率条件下,构件尺寸、结构、树种、火源位置等因素均会对燃烧过程产生显著影响。对于围合构件,格栅结构的存在使得木结构容易形成双侧火蔓延,且热释放速率较高,可视为木结构建筑火灾中火蔓延路径的关键影响构件。对于屋顶构件中的天花,烧穿的发生同样有助于火势蔓延。对于斗拱和榫卯连接件,由于其选用的木材尺寸相对较大,为热厚型材料,火蔓延过程相对较为缓慢,但构件结构损坏同样可能对建筑本体造成巨大影响。研究内容为识别木构件早期火灾场景下的关键影响构件提供参考。 展开更多

关键词 木构件 早期火灾 燃烧 火蔓延

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砂土压缩变形传感光缆耦合试验分析与预测模型研究 被引量：1

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作者 许时昂 张平松 +2 位作者 程刚 吴海波 张涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1570-1582,共13页

灾害监测、预测是地质与岩土工程领域一项极为重要的任务。分布式光纤传感技术凭借其连续、实时、抗干扰、稳定性好等优点在长距离、长周期、高隐蔽性、强突发性的灾害监测中发挥了显著的作用。然而,针对不同工程问题,评价与解决传感光... 灾害监测、预测是地质与岩土工程领域一项极为重要的任务。分布式光纤传感技术凭借其连续、实时、抗干扰、稳定性好等优点在长距离、长周期、高隐蔽性、强突发性的灾害监测中发挥了显著的作用。然而,针对不同工程问题,评价与解决传感光缆与被测岩土体协调变形问题,是精细化分析岩土体变形分布与研究演化规律的关键所在。利用自主研制的三维主动变形可控围压光缆-砂土耦合试验装置,探究了0~4.0MPa围压条件下金属基索传感光缆与粗砂介质压缩变形的协调性问题。试验结果表明:低围压条件下金属基索传感光缆与砂土压缩变形协调性较差,变形表现为非线性变化特征;随着围压增大,传感光缆与砂土耦合效果提高,变形呈现线性变化特征,当围压达到1.6MPa后,两者协调变形一致性明显提高,其形变由非线性向线性转变。基于上述变形特性,提出了一种围压曲面投影数值模型,采用非扭结边界条件的样条插值算法对非试验数据实际位移进行预测,结果表明该模型具有较好的可靠性。试验研究认为金属基索光缆用于高围压条件下砂土变形测试具有更高的准确性,研究内容可以为分布式光纤传感测试技术用于深部地层变形监测提供科学的参考依据。 展开更多

关键词 分布式光纤 岩土变形 应变传递 协调变形 数值模型

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大宗煤基固废膏体充填材料少水化配比优化研究 被引量：1

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作者 陈登红 秦海月 +1 位作者 李超 陈冉 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期146-155,共10页

为解决西部采煤区固废多、处理难的问题,以宁东矿区的脱硫石膏、粉煤灰、水泥为主要原料,对原料的微观形态及少水配比的煤基固废膏体充填材料的成分进行分析,以初期流动性、脱模后7 d和28 d的抗压强度为指标进行充填材料配比优化。设计... 为解决西部采煤区固废多、处理难的问题,以宁东矿区的脱硫石膏、粉煤灰、水泥为主要原料,对原料的微观形态及少水配比的煤基固废膏体充填材料的成分进行分析,以初期流动性、脱模后7 d和28 d的抗压强度为指标进行充填材料配比优化。设计了3因素3水平17组配比方案,建立响应面回归模型,分析单因素及多因素交互作用对少水充填材料强度和流动性的影响。研究结果表明,粉煤灰与水泥质量比是影响少水充填材料强度的重要因素,料浆质量分数是影响少水充填材料流动性的重要因素。少水配比的煤基固废膏体充填材料的最优配合比:脱硫石膏质量分数53%,粉煤灰与水泥质量比2∶1,料浆质量分数74%。波速与强度的响应关系表明,可以利用充填体的波速来预测其强度。 展开更多

关键词 煤基固废 少水充填 膏体充填材料 响应面法 水化机理

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外源有机酸对复垦土壤中重金属Cr的活化效果研究

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作者 张治国 谭雨柠 +5 位作者 郑永红 李雅婷 卢江伟 朱海东 周新伟 欧祥鹏 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第1期285-292,共8页

为了探究低分子有机酸(柠檬酸和苹果酸)对Cr污染土壤中Cr形态分布的影响,以淮南市潘一矿煤矸石山周边的复垦土壤为研究对象,通过模拟不同浓度Cr污染土壤,分析柠檬酸(CA)和苹果酸(MA)对土壤中Cr赋存形态的影响机制。结果表明:(1)随着外... 为了探究低分子有机酸(柠檬酸和苹果酸)对Cr污染土壤中Cr形态分布的影响,以淮南市潘一矿煤矸石山周边的复垦土壤为研究对象,通过模拟不同浓度Cr污染土壤,分析柠檬酸(CA)和苹果酸(MA)对土壤中Cr赋存形态的影响机制。结果表明:(1)随着外源Cr浓度的增加,土壤中Cr的活性有效提高。(2)柠檬酸和苹果酸的加入均可增加土壤中可交换态Cr的占比,即Cr的有效性得到提高,且随着柠檬酸和苹果酸浓度的升高,对土壤中Cr活化效果持续上升,柠檬酸的活化效果优于苹果酸。(3)随着老化时间的延长,有机酸对Cr的活化效果会减弱,弱结合态Cr将逐渐向强结合态Cr转化。因此,土壤重金属Cr污染修复中,可以考虑选用活化效果较好的柠檬酸作为修复辅助剂,来提升土壤Cr修复效率。研究结果可为矿区复垦土壤重金属Cr污染修复提供指导。 展开更多

关键词 铬污染 柠檬酸 苹果酸 赋存形态 污染修复

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不同卸荷应力路径下煤样破坏特征实验研究 被引量：7

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作者 蔚斐 张通 +3 位作者 刘文杰 谭辉 杨鑫 于祥 《工矿自动化》 北大核心 2022年第4期96-104,共9页

现有对煤样破坏特征的研究存在力学参数测试较单一、应力加载方向局限性较大等问题,在反演真实地质情况下数值模拟效果存在偏差,并且对煤岩动力灾害和冲击倾向性判定是基于现场实验进行的宏观研究,对于真三轴不同卸荷应力路径下煤样的... 现有对煤样破坏特征的研究存在力学参数测试较单一、应力加载方向局限性较大等问题,在反演真实地质情况下数值模拟效果存在偏差,并且对煤岩动力灾害和冲击倾向性判定是基于现场实验进行的宏观研究,对于真三轴不同卸荷应力路径下煤样的破坏特性机理研究较少。针对上述问题,以陕西彬长胡家河煤矿工程地质为研究背景,利用高频振动采集及孔内成像三轴动静载实验系统设计了3种不同卸荷应力路径下煤样真三轴实验,对煤样破坏特征、峰值强度特性、声发射响应特征和分形规律进行研究。结果表明:①3种不同卸荷应力路径下煤样破坏模式均为拉-剪复合破坏,煤样宏观裂纹的起裂破坏大多发生在强度相对较低的煤样中;各煤样均为轴向应力不断增加,各水平应力在逐渐降低的过程中为煤样提供了拉应力,导致不同卸荷应力路径下煤样各表面破坏形态显著不同。②3种不同卸荷应力路径下,峰值破坏阶段的应力存在明显差异,标准差达4.35 MPa,占峰值强度平均值的29.25%,当应力载荷超出3种应力路径峰值强度平均值14.87 MPa时,煤样均发生破坏。③在高静载作用下,煤样初始受载后孔隙压密,内部结构较均匀,无裂隙扩展使得在初始阶段损伤变量为0;在损伤稳定发展阶段,煤样内部孔隙达到极限状态发生破裂形成微裂隙,损伤变量为0.04~0.17;在加载过程中微裂隙迅速发育、扩展并汇集成裂隙网,煤样出现宏观破坏,煤样承载能力迅速下降,在损伤加速发展阶段损伤变量呈先急剧增加后平稳的趋势,最大损伤变量达1.0。当煤样受力失稳发生拉-剪破坏后,声发射能量出现突增现象;当声发射能量与损伤变量曲线交汇时煤样开始破裂,声发射能量与煤样破坏具有良好的耦合性。④在不同卸荷应力路径下,煤样分形维数越大,破碎程度越高。 展开更多

关键词 煤炭开采 冲击地压 卸荷应力路径 煤样破坏特征 变形强度 声发射信号 分形维数 力学损伤机理

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基于机器学习的煤与瓦斯突出预测研究进展及展望 被引量：9

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作者 薛生 郑晓亮 +2 位作者 袁亮 来文豪 张玉婷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期664-694,共31页

我国煤矿安全生产形势不断好转,但煤与瓦斯突出事故仍时有发生。煤与瓦斯突出预测不仅能指导防突措施科学的运用、减少防突措施工程量,在一定程度上也可以确保煤矿工人的作业安全。机器学习(Machine Learning, ML)是一门涉及概率论、统... 我国煤矿安全生产形势不断好转,但煤与瓦斯突出事故仍时有发生。煤与瓦斯突出预测不仅能指导防突措施科学的运用、减少防突措施工程量,在一定程度上也可以确保煤矿工人的作业安全。机器学习(Machine Learning, ML)是一门涉及概率论、统计学和计算机学等领域的交叉学科,可以挖掘突出事故和指标间的非线性关系。将机器学习用于煤与瓦斯突出预测,已得到相对广泛的关注,并随着人工智能和计算机技术的快速进步,其在突出预测领域将发挥更大作用。因此,对机器学习在煤与瓦斯突出预测中的研究进行了全面的综述,分析其在突出预测中面临的难点并展望其发展方向。首先,简述煤与瓦斯突出假说、发生机理与预测指标选择的研究现状;介绍机器学习在煤与瓦斯突出预测领域的主要研究进展,包括支持向量机(Support Vector Machines,SVM)、人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)、极限学习机(Extreme Learning Machines,ELM)和集成学习(Ensemble Learning, EL)等算法的应用,以及特征选择和缺失数据填补在数据处理等方面的创新,同时也指出了目前基于机器学习的突出预测研究面临的挑战及存在的问题,例如事故与非事故样本的不平衡、数据的指标缺失和机器学习中的小样本等;最后,展望了基于机器学习的煤与瓦斯突出预测的未来发展方向,包括改进算法性能、优化特征工程和增加样本量等。随着计算机性能的提升,有望开发出更为复杂、精准的模型,以提高对突出事故的准确预测能力。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 机器学习 突出预测 特征选择

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基于RSM-BBD的多源煤基固废胶结体配比及性能研究 被引量：3

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作者 赵新元 杨科 +3 位作者 何祥 魏祯 于祥 张继强 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期149-155,共7页

本工作采用响应面法(RSM)Box-Behnken Design(BBD)模式对脱硫石膏、气化细渣和炉底渣等多源煤基固废进行配比优选,并研究了最优配比胶结体的力学性能、孔隙结构、热稳定性、微观结构等特性。结果表明:(1)气化细渣掺量对胶结体的1 d强度... 本工作采用响应面法(RSM)Box-Behnken Design(BBD)模式对脱硫石膏、气化细渣和炉底渣等多源煤基固废进行配比优选,并研究了最优配比胶结体的力学性能、孔隙结构、热稳定性、微观结构等特性。结果表明:(1)气化细渣掺量对胶结体的1 d强度影响最大,脱硫石膏掺量对胶结体3 d和7 d强度影响最大,两种固废的交互作用对胶结体早期强度影响最显著,表现为负效应;在粉煤灰与矸石质量比为0.4∶1和质量浓度为80%的条件下,获得脱硫石膏、气化细渣和炉底渣的最优质量比为0.2∶0.1∶0.1,并分析了最优配比胶结体的压缩变形和破坏特征。(2)研究了胶结体的微观特性:胶结体内存在密集细颈型封闭孔隙,孔直径范围在5~3.7×10^(5) nm,微孔较少,以中、大孔为主;胶结体在55~65℃和90~120℃区间出现游离水和结晶水的吸热脱水反应,在600~700℃区间出现结构水、羟基水的脱除和水化产物的分解,在800℃累计失重约8%。(3)煤基固废胶结体的水化反应以水泥为主,固废之间未发生化学反应,水化产物为少量短杆状钙矾石相和薄层绒状C-S-H凝胶;钙矾石中少量Al^(3+)被Si^(4+)取代,少量SO_(4)^(2-)被CO_(3)^(2-)取代。 展开更多

关键词 煤基固废 胶结充填体 响应面法 配比优化 微观特性

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基于全永磁微波离子源钛自成靶的D-D中子源设计研究 被引量：1

10

作者 李旭 廖晨伦 +6 位作者 谢亚红 曹小岗 洪兵 梁立振 顾玉明 胡纯栋 孟献才 《真空与低温》 2024年第3期336-342,共7页

介绍了一种基于全永磁微波离子源钛自成靶技术的紧凑型氘氘(D-D)中子源,其设计中子产额为1×10^(9)s^(-1)。该D-D中子源已经进行了800 h以上的测试,系统可重复稳定运行。早期测试结果显示,系统打火频率高、中子产额低,长时间放电后... 介绍了一种基于全永磁微波离子源钛自成靶技术的紧凑型氘氘(D-D)中子源,其设计中子产额为1×10^(9)s^(-1)。该D-D中子源已经进行了800 h以上的测试,系统可重复稳定运行。早期测试结果显示,系统打火频率高、中子产额低,长时间放电后反向电子会烧蚀Al2O3陶瓷窗,导致微波耦合困难,氘等离子体无法点亮。通过在等离子体腔室中添加氮化硼(BN)保护片以及在钛靶与高压电极之间增加电子抑制电阻,有效抑制了Al2O3陶瓷窗的损伤。通过对等离子体电极孔径的优化和降低腔室压力,降低了打火频率,提高了中子的产额。系统优化后,氘离子能量为70 keV、束流强度为5 mA时,中子产额达到了2.0×10^(8)s^(-1)。在氘离子能量为97 keV、束流强度为6.6 mA时,系统中子产额达到5.2×10^(8)s^(-1)。 展开更多

关键词 微波离子源 氘氘核反应 钛自成靶 中子源

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超前工作面采动煤体损伤与孔裂隙结构演化特征研究 被引量：1

11

作者 张通 谢志争 +4 位作者 袁亮 唐明 郑凯歌 张村 毛钧林 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期981-994,共14页

我国大型盆地中赋存丰富的煤与煤层气资源,煤层开采扰动原始应力场、裂隙场,影响煤层气运移分布及工程抽采。利用研制的低场核磁共振真三轴试验系统,开展煤层开采扰动煤体应力-裂隙-损伤演化试验,监测载荷过程中T2谱、MRI信号变化及瓦... 我国大型盆地中赋存丰富的煤与煤层气资源,煤层开采扰动原始应力场、裂隙场,影响煤层气运移分布及工程抽采。利用研制的低场核磁共振真三轴试验系统,开展煤层开采扰动煤体应力-裂隙-损伤演化试验,监测载荷过程中T2谱、MRI信号变化及瓦斯抽采状况,分析不同区域煤体孔隙结构强度、损伤程度、孔隙裂隙分布与连通性的载荷响应规律。研究表明:煤体孔隙、裂隙由吸附孔(0~0.1μm,60%~74%)、渗流孔(0.1~1μm,26%~29%)和运移孔(>1μm,0%~13%)构成;载荷煤体经历了弹性、弹-塑性、塑性、损伤阶段,弹性—塑性—损伤阶段煤体孔隙度分别为4.9%—2.62%—3.1%(原岩应力区域)、2.46%—1.45%—1.8%(峰值前区域)、2.57%—1.03%—1.95%(工作面区域),煤体损伤前吸附孔向渗流孔、运移孔转变,煤体损伤过程吸附孔和运移孔向渗流孔转变,孔裂隙结构连通性增强;原岩应力区域至工作面区域煤体吸附孔、渗流孔的非均匀性、各向异性增强,运移孔的连通性与均匀性增强,孔隙度载荷响应逐渐增加,孔隙扩张、节理裂隙等显著发育,吸附孔、渗流孔及渗流孔-运移孔主导了原岩区、峰值区及工作面区煤体孔隙、裂隙变化;原岩区域煤体孔裂隙发生压缩与扩张变化形成吸附型瓦斯解析-渗流通道,峰值区域煤体剪切裂隙、拉伸裂隙充分发育形成吸附-渗流-运移型瓦斯分布通道,工作面区域煤体出现大尺度剪切裂隙且拉伸裂隙间连通性加强,形成瓦斯渗流-运移通道。瓦斯抽采过程中超前工作面瓦斯抽采经历了稳定期(原岩区域吸附-解析型瓦斯)与高峰期(峰值破损区域解析-运移型瓦斯),峰值区域煤体的破损对井下瓦斯抽采体积分数与流量产生重要影响。研究成果为煤与伴生瓦斯资源安全高效开采提供理论支撑。 展开更多

关键词 NMR在线真三轴试验 超前支承压力 煤体损伤 孔裂隙结构 瓦斯抽采

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炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究

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作者 谢强 李梁伟 +6 位作者 谢兴华 王子 陈登红 朱茂林 王汉新 杨永福 李慧 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期59-65,73,共8页

为了满足快速破碎煤基固废中大量大颗粒煤矸石的要求,利用炸药爆炸破碎方式,设计了敞口与近似密闭条件下的破碎装置,从理论与实验方面分别进行了炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究。结果表明,采用炸药爆炸产生的冲击波对煤基固... 为了满足快速破碎煤基固废中大量大颗粒煤矸石的要求,利用炸药爆炸破碎方式,设计了敞口与近似密闭条件下的破碎装置,从理论与实验方面分别进行了炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究。结果表明,采用炸药爆炸产生的冲击波对煤基固废中大颗粒煤矸石进行破碎时,由于冲击波反射破坏作用,煤矸石的破碎过程起始于外部层裂或崩落。此外,与敞口体系相比,近似密闭条件可有效提升煤矸石的破碎效果。若进一步扩大破碎装置中的煤矸石装填量,增加破碎所需的爆破药剂用量,有望大幅提升煤矸石的快速破碎能力。 展开更多

关键词 煤基固废 煤矸石 炸药爆炸 破碎效果 绿色充填

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基于优化克里金插值的煤层模型构建研究

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作者 付凯 杨科 刘飞跃 《中国矿业》 北大核心 2024年第11期175-183,共9页

为了建立精细化的地质模型,从而实现地质透明与开采工作的科学规划,进行基于优化克里金插值构建煤层模型的研究,揭露了煤层的厚度分布走向与煤炭发热量差异。首先,通过区域化变量生成原理获得具有规律性和随机性的二维区域化变量随机场... 为了建立精细化的地质模型,从而实现地质透明与开采工作的科学规划,进行基于优化克里金插值构建煤层模型的研究,揭露了煤层的厚度分布走向与煤炭发热量差异。首先,通过区域化变量生成原理获得具有规律性和随机性的二维区域化变量随机场作为模拟煤层地质条件的数据集合,并依据其变异系数的高低来表征不同的地质条件,提升了验证插值方法效果的数据质量;其次,引入蚁群-粒子群算法(ACO-PSO)对普通克里金进行优化,克服空间变异性对插值方法的影响,提高了方法的精度与鲁棒性;再次,分别以区域化随机变量数据集合与淮北杨柳煤矿10号煤层钻孔勘探的实测煤层厚度和发热量作为原始数据,对普通克里金与优化克里金插值方法进行误差对比;最后,利用优化方法建立块体模型并且结合井田边界、工作面边界线和巷道信息等约束条件构建10号煤层的煤层模型。误差对比实验结果表明:在四类变异性由低到高的区域化变量数据集中,优化方法的均方根误差分别降低了35.4%、18.4%、20.4%和15.8%;依托10号煤层的254个见煤钻孔实测煤层厚度与发热量数据的估值内推对比中,同样是优化方法的误差更低。研究结果证明,在煤层模型构建工作中,优化克里金插值方法的效果较好且应用场景更广。 展开更多

关键词 地质透明 区域化变量 克里金插值 优化算法 煤层模型

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压电材料在低温下的性能研究

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作者 侯艳青 刘小川 +3 位作者 李建军 魏鑫成 李清晨 郭绍瑞 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期910-915,共6页

针对压电换能器中压电晶片的低温应用需求,研究了频率分别为4 MHz、2.5 MHz的PZT-5陶瓷、1-3复合材料和PMN-PT弛豫单晶3种不同的压电材料在50~300 K下的机电性能。实验结果表明,PZT陶瓷、PMN-PT单晶的谐振频率F s、机电耦合系数K t在低... 针对压电换能器中压电晶片的低温应用需求,研究了频率分别为4 MHz、2.5 MHz的PZT-5陶瓷、1-3复合材料和PMN-PT弛豫单晶3种不同的压电材料在50~300 K下的机电性能。实验结果表明,PZT陶瓷、PMN-PT单晶的谐振频率F s、机电耦合系数K t在低温下具有良好的温度稳定性,变化率小于10%,1-3复合材料的F s向高频方向偏移了17.0%,其K t下降了24.4%。随着温度的降低,所有压电材料的介电性能都呈下降趋势,机械品质因数表现出不同的变化规律。低温下,压电材料表现出可逆性畴壁电荷的“冻结”,为低温压电换能器的研制以及压电材料的选择提供了参考。 展开更多

关键词 压电材料 低温 谐振频率 机电耦合系数 介电常数

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基于“三瞬”地震属性融合的煤厚预测方法研究

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作者 李蔚林 孙坤 +3 位作者 王磊 王东阳 赵传伟 吴海波 《煤炭与化工》 CAS 2024年第4期58-61,67,共5页

煤层厚度是煤及煤层气开采所关注的重要参数。本文采用“三瞬”地震属性融合的方法进行煤厚预测。通过构建煤厚变化的楔形模型,利用正演数值模拟分析揭示“三瞬”地震属性与煤厚间的映射关系。基于叠后三维地震数据体提取“三瞬”地震属... 煤层厚度是煤及煤层气开采所关注的重要参数。本文采用“三瞬”地震属性融合的方法进行煤厚预测。通过构建煤厚变化的楔形模型,利用正演数值模拟分析揭示“三瞬”地震属性与煤厚间的映射关系。基于叠后三维地震数据体提取“三瞬”地震属性,利用改进的熵权法计算3个属性的权重值,进而融合计算2层主采煤层的厚度。对比分析验证井位置的煤厚预测与揭露结果,表明利用“三瞬”地震属性融合预测煤厚是可行的,但预测精度依赖于地震资料信噪比与层位拾取精度。因此,针对高质量的叠后地震数据体,本文的方法是煤厚预测的有效手段。 展开更多

关键词 “三瞬”地震属性 楔形模型 煤厚 熵权法

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基于U-Net的康普顿相机成像算法研究

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作者 宋耀洲 徐伟 +2 位作者 卢棚 金龙泉 赵丽文 《长江信息通信》 2024年第10期1-4,共4页

针对康普顿相机在稀疏投影数据成像情况下可能出现伪影等问题,文章设计了一种改进的U-net卷积神经网络,改善图像质量,该网络主要包含两个模块:解码层联合重构模块和高低频显示增强模块。首先在解码层阶段每一层引入高低频显示增强模块,... 针对康普顿相机在稀疏投影数据成像情况下可能出现伪影等问题,文章设计了一种改进的U-net卷积神经网络,改善图像质量,该网络主要包含两个模块:解码层联合重构模块和高低频显示增强模块。首先在解码层阶段每一层引入高低频显示增强模块,该模块将注意力引入图像频域从而有效增强特征信息的表达能力;再利用解码层联合重构模块将不同解码层特征信息融合,减少图像重构过程中的特征稀释。实验表明改进后的模型比基础模型在SSIM和PSNR两个指标分别最大提升了0.05和2.651 dB。 展开更多

关键词 康普顿相机 U-net 通道注意力 傅里叶变换

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深部厚硬顶板综放开采覆岩运移三维物理模拟试验研究 被引量：27

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作者 杨科 刘文杰 +3 位作者 焦彪 张庆贺 刘帅 张寨男 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期85-93,I0004,共10页

为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置... 为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置对采动覆岩位移进行实时监测,获得了厚硬顶板条件下厚煤层开采覆岩破断运移规律和"三带"动态演化特征。研究结果表明:厚硬关键层变形破断时,软弱岩层会发生协同运动,位移监测点位移量发生突增,监测点位移曲线随工作面推进呈"台阶式"变化。在一侧临空条件下,402102工作面亚关键层1(粉砂岩)初次破断步距为43 m,周期破断步距为21 m;亚关键层2(含砾粗砂岩)初次破断步距为74 m,周期破断步距为51 m;亚关键层3(中砂岩)初次破断步距为171 m。当亚关键层2发生周期性破断和亚关键层3发生初次破断时,采空区位移监测点位移量均发生增幅,覆岩发生大范围整体性运动,矿压显现较为剧烈;受402103采空区采动覆岩结构的影响,在402102工作面回采时,其回风巷侧覆岩运移较为剧烈,巷道受动压影响较大。根据位移监测点的位移量和覆岩变形碎胀因子max(Ki)的大小,对采动覆岩"三带"发育形态进行了初步判别,亚关键层1(粉砂岩)和亚关键层2(含砾粗砂岩)均处于冒落带中,且随着工作面推进,冒落带和裂隙带高度呈"台阶式"增大。 展开更多

关键词 三维相似模拟试验 光栅位移连续监测 厚煤层开采 覆岩运移

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关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能发展战略研究 被引量：13

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作者 杨科 付强 +3 位作者 袁亮 陈宁 刘钦节 杨卿干 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第3期283-292,共10页

在双碳战略目标牵引下,中国深化能源革命,目前已成为世界上最大的可再生能源发电国。为解决大规模可再生能源电力供应不稳定的难题,新型电力系统的提出与加速成长促进了抽水蓄能电站的建设与发展,但在生态红线与地形等因素约束下,传统... 在双碳战略目标牵引下,中国深化能源革命,目前已成为世界上最大的可再生能源发电国。为解决大规模可再生能源电力供应不稳定的难题,新型电力系统的提出与加速成长促进了抽水蓄能电站的建设与发展,但在生态红线与地形等因素约束下,传统抽水蓄能电站选址难题亟须解决。同时,煤炭去产能过程中形成了大量的关闭/废弃矿井与资源枯竭型城市。本研究详细概述了中国抽水蓄能电站的发展现状,分析了关闭/废弃矿井与抽水蓄能结合后对水资源压力的缓解与温室气体减排等环境效益。基于关闭/废弃矿井抽水蓄能电站不同模式,对关闭/废弃矿井抽水蓄能应用潜力展开了分析,最后提出中国废弃矿井抽水蓄能发展战略,并展望了关闭/废弃矿井+储能的多元产业愿景。 展开更多

关键词 关闭/废弃矿井 抽水蓄能 可再生能源 潜力分析 发展战略

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饱和煤样力学及损伤特征的加载速率微观作用机制研究 被引量：6

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作者 杨科 张寨男 +4 位作者 华心祝 刘文杰 池小楼 吕鑫 王于 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期130-142,共13页

为探究煤层注水防冲解危后,工作面推进速率是否会对煤矿井下安全、高效生产造成二次影响,开展了不同加载速率下干燥及饱和煤样的单轴压缩试验,探究了饱和煤样的峰值强度、声发射能量及声发射的RA值与AF值、断口形貌、分形维数以及冲击... 为探究煤层注水防冲解危后,工作面推进速率是否会对煤矿井下安全、高效生产造成二次影响,开展了不同加载速率下干燥及饱和煤样的单轴压缩试验,探究了饱和煤样的峰值强度、声发射能量及声发射的RA值与AF值、断口形貌、分形维数以及冲击倾向性特征的加载速率效应,揭示了饱和煤样损伤破坏特征的加载速率微观作用机制。研究表明:随加载速率增大,干燥及饱和煤样峰值强度先减小后增大,加载速率0.01 mm/s为导致强度转折的临界加载速率。不同加载速率下饱和煤样宏观破坏模式均为以剪切破坏为主的拉-剪复合破坏,最大声发射能量值先减小后增大,在临界加载速率时达到最小值。饱和煤样微观剪切裂隙占比先减小后增大,在临界加载速率达到极小值。饱和煤样破裂断口形貌由长槽状裂隙向完全不规则裂隙过渡,临界加载速率是大量不规则裂隙开始出现的转折点。随加载速率增大,饱和煤样破碎的小粒径煤屑质量占比减小,大粒径煤屑质量占比增大;干燥及饱和煤样分形维数均逐渐减小,拟合曲线满足幂函数规律,且饱和煤样较干燥煤样分形维数增大。随加载速率增大,干燥及饱和煤样的KE均存在先减小后增大的规律,在临界加载速率达到极小值。煤层注水对工作面冲击地压的抑制作用要高于加载速率对工作面的诱冲作用。在临界加载速率之前,随加载速率增大,饱水煤样微裂隙内部孔隙水压力增幅较小,贡献刚度小,竞争力较弱,而裂纹扩展速率增幅较快,竞争力较强;之后孔隙水压力增幅较大,贡献刚度增大,竞争力较强,而裂纹扩展速率相对增幅较慢,竞争力较弱。不同加载速率饱和煤样在孔隙水压力和裂纹扩展速率2个因素的相互竞争下,导致其力学及损伤特征规律呈现非线性特征。 展开更多

关键词 岩石力学 加载速率 饱和煤样 声发射能量 断口形貌 分形维数 冲击倾向性 微观作用机制

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高掺量气化渣膏体充填材料强度性能研究 被引量：2

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作者 李超 陈登红 +2 位作者 曹天伟 陈冉 杨波 《煤炭工程》 北大核心 2023年第8期124-129,共6页

针对目前矿井采空区充填成本高、煤-电-化工业产生的大量以气化渣为主的煤基固废处理难的矛盾,以宁夏鸳鸯湖电厂产出的气化渣为研究对象,探究高掺量气化渣膏体充填材料的强度性能。研究以气化渣为骨料,水泥为胶凝剂,前期通过单因素试验... 针对目前矿井采空区充填成本高、煤-电-化工业产生的大量以气化渣为主的煤基固废处理难的矛盾,以宁夏鸳鸯湖电厂产出的气化渣为研究对象,探究高掺量气化渣膏体充填材料的强度性能。研究以气化渣为骨料,水泥为胶凝剂,前期通过单因素试验确定了气化渣在干料中的掺量、骨胶比、料浆浓度等3种因素的合理范围,利用响应面法设计了17组中心组合试验,探究了3因素以及3因素间的交互作用对膏体充填材料强度的影响规律,建立了3因素与7 d、14 d养护龄期时充填材料强度间的函数关系,优化了膏体充填材料的配比方案。结果表明:骨胶比是影响7 d、14 d强度的首要因素,骨胶比和料浆浓度交互对7 d强度影响最大,气化渣在干料中的掺量和骨胶比交互对14 d强度影响最大。研究得到最优配比参数为:气化渣在干料中的掺量为49.282%,骨胶比为4.554∶1,料浆浓度为81.056%。 展开更多

关键词 膏体充填材料 影响因素 响应面法 配比参数优化

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