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大型铝土矿山综采工作面区段回风巷围岩破坏特征实测研究
1
作者 高林 高昌思 +4 位作者 吴延平 李强 石笑天 谢家胜 徐旭 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期12-20,共9页
瓦厂坪铝土矿是国内首个采用综合机械化开采工艺的大型有色金属地下矿山。为了探究区段矿柱留设宽度对区段回风巷道围岩破坏的影响,对目前不同区段矿柱宽度留设下的1104回风巷、1106回风巷进行了现场钻孔摄像观测,得到巷道围岩的内部结... 瓦厂坪铝土矿是国内首个采用综合机械化开采工艺的大型有色金属地下矿山。为了探究区段矿柱留设宽度对区段回风巷道围岩破坏的影响,对目前不同区段矿柱宽度留设下的1104回风巷、1106回风巷进行了现场钻孔摄像观测,得到巷道围岩的内部结构及破坏情况。定性、定量分析了围岩松动圈的大小、裂隙密度,并对矿柱受力情况进行了分析。结果表明:不同位置的围岩松动圈发育程度存在显著差异,其中矿柱侧的松动圈较大,而顶板和矿壁侧的松动圈则相对较小。20 m矿柱因支承压力演化形成“双峰马鞍形”应力重构,叠加复合应力场导致巷道围岩破坏程度和深度更为显著,而10 m矿柱的非对称弧形三角结构产生“单峰”支承压力分布和低扰动应力场,使巷道围岩破坏较小。两种矿柱在采矿活动中受到了不同程度的影响,矿柱内部塑性区并未贯通,矿柱内仍然存在一定范围的弹性核区域,表明现阶段留设的20 m、10 m宽度矿柱均具有进一步优化减小的可能性。研究结果可为矿山后续开采过程中的区段矿柱留设及巷道围岩控制提供依据。 展开更多
关键词 综合机械化开采 区段矿柱 围岩松动圈 裂隙密度
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基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性影响研究及工程应用 被引量：17
2
作者 高林 刘鹏泽 +2 位作者 张盼栋 吴桂义 康向涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期73-80,共8页
倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道... 倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道围岩变形特征进行了研究。结果表明:基本顶断裂线位置对该类巷道围岩稳定性的影响程度由小到大依次为:采空区侧、煤柱上方、实体煤侧、巷道上方;基本顶断裂线位于采空区侧时,煤柱轴向、横向应力增速均小于其他情况,垂直位移也最小,煤柱变形在允许范围内,可保持后期对顶板的支承能力,对巷道维护最有利。在此基础上,以贵州某矿1511工作面回风巷为工程背景进行了工业试验,通过理论计算和现场钻孔探测综合分析得出,为避免基本顶断裂线位于煤柱上方靠巷道侧,下一步掘进时煤柱宽度应由3 m改为5 m。掘采期间断面检测结果显示,断面最大收缩率为23.3%,最大非对称变形率为5.2%,巷道整体均匀协调变形,进一步验证了研究成果的可靠性。 展开更多
关键词 围岩稳定性 半煤岩巷道 基本顶断裂位置 影响规律 沿空掘巷 煤柱宽度 倾斜煤层
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La(H_(2)O)_(10)^(3+)与Mg(H_(2)O)_(6)^(2+)在高岭石表面吸附的密度泛函计算
3
作者 张徐勇 卯松 +3 位作者 柯宝霖 章铁斌 张冬梅 伍方 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第3期553-562,共10页
离子型稀土矿是我国重要的战略性矿产资源,其稀土元素主要以离子水合物的形式吸附在高岭石等黏土矿物表面。针对稀土离子及杂质离子水合物的结构特性,探讨其在黏土矿物表面的吸附机理。基于密度泛函理论确定La^(3+)和Mg^(2+)水合离子的... 离子型稀土矿是我国重要的战略性矿产资源,其稀土元素主要以离子水合物的形式吸附在高岭石等黏土矿物表面。针对稀土离子及杂质离子水合物的结构特性,探讨其在黏土矿物表面的吸附机理。基于密度泛函理论确定La^(3+)和Mg^(2+)水合离子的稳定构型分别为La(H_(2)O)_(10)^(3+)和Mg(H_(2)O)_(6)^(2+),并计算其在高岭石铝羟基面(001)和硅氧面(001)的吸附能、态密度、电子转移情况。结果表明,La(H_(2)O)_(10)^(3+)、Mg(H_(2)O)_(6)^(2+)在高岭石铝羟基面(001)的吸附能分别为-221.19、-142.51 kJ/mol;在高岭石硅氧面(001)的吸附能分别为-96.65、-71.10 kJ/mol。La(H_(2)O)_(10)^(3+)在高岭石表面的吸附更稳定。水合离子与高岭石表面之间的电荷转移数较少,主要通过配位水中的HW、OW与高岭石表面HS、OS之间形成氢键作用而吸附。 展开更多
关键词 高岭石 水合离子 结构特性 吸附机理 密度泛函理论
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考虑气、水吸附及应力的各向异性渗透率模型
4
作者 张小雨 李波波 +3 位作者 李建华 贾荔丹 丁云娜 宋浩晟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期280-290,共11页
煤层气作为非常规天然气资源,合理的开发利用有利于减少瓦斯涌出推进清洁能源低碳化发展,消除重大瓦斯事故隐患。然而,由于煤岩内部结构的各向异性及其所处的气水共存环境使瓦斯渗流行为变得十分复杂。为探究抽采过程中瓦斯渗流规律,基... 煤层气作为非常规天然气资源,合理的开发利用有利于减少瓦斯涌出推进清洁能源低碳化发展,消除重大瓦斯事故隐患。然而,由于煤岩内部结构的各向异性及其所处的气水共存环境使瓦斯渗流行为变得十分复杂。为探究抽采过程中瓦斯渗流规律,基于煤岩各向异性的结构特征及立方定律,构建考虑含水率、气体压力和应力多因素影响的各向异性渗透率模型。提出吸气膨胀参数Cs和吸水膨胀参数C_(θ),对基质吸附气体诱导的膨胀变形和基质吸附水分诱导的膨胀变形进行量化。利用公开发表的试验数据与本文渗透率模型的计算值进行对比,模型计算结果与试验数据变化规律一致,所建模型较好地反映气、水吸附与应力协同作用下瓦斯渗流特性。研究结果表明:在真三轴应力作用下,不同方向的渗透率存在差异,气体渗流表现出较强的各向异性;恒定气体压力及外应力下,渗透率随含水率的增大呈减小的变化趋势;渗透率随含水率的变化与C_(θ)随含水率的变化呈相反的趋势,与Cs随气体压力的变化呈相同的趋势;在敏感性分析中,分别对吸气膨胀参数Cs、吸水膨胀参数C_(θ)及孔隙度φ进行10%的正负扰动,发现C_(θ)对煤岩渗透率演化的影响最大,孔隙度φ对煤岩渗透率演化的影响最小。研究结果可为准确评估煤岩渗透率提供理论依据,同时也为提高瓦斯抽采率提供理论指导。 展开更多
关键词 各向异性 渗透率 含水率 应力 瓦斯抽采
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考虑裂隙粗糙度的煤岩滑脱效应及渗透率演化机制研究
5
作者 曾星艺 李波波 +3 位作者 李建华 段淑蕾 丁云娜 杨竣淞 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期120-129,共10页
为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响,选取贵州省六盘水地区煤样,首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构,通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度;在此基础上,利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙表面相... 为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响,选取贵州省六盘水地区煤样,首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构,通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度;在此基础上,利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙表面相对粗糙度,建立综合考虑应力、滑脱效应及裂隙表面相对粗糙度的煤岩表观渗透率理论模型,并探讨了裂隙表面相对粗糙度对气体滑脱系数的影响,通过煤岩渗透率的实验室测试结果进行验证和分析。研究结果表明:①通过扫描电镜试验观测到孔裂隙结构表面存在粗糙微元,同时低温氮气吸附试验结果表明,煤岩孔裂隙结构发育,存在分形特征且非均质性较强。②煤岩裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元分形维数的增大而增大。当粗糙微元分形维数恒定时,裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元的尺度比例ε的增大而减小,煤岩裂隙开度b越小,裂隙表面相对粗糙度对裂隙开度越敏感。③随着裂隙表面相对粗糙度的增大,滑脱效应增强。④在初始滑脱系数相同时,随着孔隙压力的增大,煤岩表观渗透率逐步降低而趋向平缓。滑脱效应对煤岩渗透起促进作用,滑脱系数越大,其作用效应越强。 展开更多
关键词 六盘水煤矿 吸附模型 粗糙度 滑脱效应 渗透率模型
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不同因素影响下煤岩组合锚固体锚杆锚固性能研究
6
作者 赵芳昊 高林 +3 位作者 赵爽 唐仕贤 高昌思 莫飞龙 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期132-139,共8页
为了提高煤岩巷道复杂地质条件下锚固支护效果,针对煤岩巷道支护中锚杆锚固性能的关键影响因素展开了相关研究。首先,获取了典型矿井不同煤层及顶底板岩层的物理力学参数,并结合空心包体应力解除法测得巷道地应力分布;接着,基于实测数... 为了提高煤岩巷道复杂地质条件下锚固支护效果,针对煤岩巷道支护中锚杆锚固性能的关键影响因素展开了相关研究。首先,获取了典型矿井不同煤层及顶底板岩层的物理力学参数,并结合空心包体应力解除法测得巷道地应力分布;接着,基于实测数据建立数值模型,反演掘采过程中锚杆工作环境的应力状态,确定围压范围为0~15 MPa;然后,通过室内试验系统地分析了不同煤岩强度比(1∶2、1∶3、1∶4、1∶5)、围压条件(0、5、10和15 MPa)以及穿层锚固方式(煤-岩、岩-煤)对煤岩组合锚固体锚杆承载性能的影响规律。研究结果表明:随着煤岩强度比的增加,锚杆的极限拉拔载荷显著提升,从1∶2条件下的45.4 kN增长到1∶5条件下的68.79 kN;围压增大能有效增强锚固体稳定性,极限载荷从0 MPa时的34.52 kN提升至15 MPa时的77.55 kN;煤-岩穿层方式相比于岩-煤方式具有更优的锚固性能,极限拉拔载荷较岩-煤试样提高28.3%,并且在残余承载阶段没有明显的二次破坏。 展开更多
关键词 煤岩组合锚固体 拉拔试验 锚固性能 声发射
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不同层理倾角煤岩损伤破裂机制及能量响应
7
作者 柏耀宗 李波波 +3 位作者 任崇鸿 李建华 叶平平 王恒宇 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期109-125,共17页
由于煤岩含有多种层理构造,在宏观上具有典型的横观各向同性特征,对煤岩的损伤破坏及能量演化等具有显著影响。基于能量耗散理论,推导不同层理倾角煤岩变形破坏过程的弹塑性应变、损伤变量及各能量表达式,并建立考虑不同层理倾角的能量... 由于煤岩含有多种层理构造,在宏观上具有典型的横观各向同性特征,对煤岩的损伤破坏及能量演化等具有显著影响。基于能量耗散理论,推导不同层理倾角煤岩变形破坏过程的弹塑性应变、损伤变量及各能量表达式,并建立考虑不同层理倾角的能量耗散-损伤本构模型,定量表征了层理倾角与损伤变量、各峰值能量之间的对应关系,探究了荷载作用下层理倾角对煤岩力学和能量响应特征的影响。研究结果表明:(1)不同层理倾角煤岩的能量转换均呈现阶段性演化,分别对应不同破坏阶段;在恒轴压卸围压及不同围压三轴压缩条件下,随层理倾角的增大,峰值弹性能及耗散能均表现出先减小后增大的“U”形趋势,与煤岩峰值强度随层理倾角的变化基本对应,两种条件下层理倾角分别为60°~90°、45°~90°时变化最为敏感,表现为能量角度的各向异性。(2)根据不同层理倾角煤岩能量耗散过程,进一步构建了考虑层理倾角的能量耗散-损伤本构模型,并引用公开发表的试验数据进行验证和分析,结果显示,该模型能够较好地描述不同层理倾角煤岩在常规三轴压缩、恒轴压卸围压等荷载条件下的煤岩变形破坏特征,表明所构建的模型具有较好的适用性。(3)不同层理倾角煤岩耗散能Ud与损伤变量D的演化具有较好的一致性。随轴向应变的增大,二者均经历了由缓到急再趋于平缓的过程,总体呈“S”形变化趋势;随层理倾角的增加,损伤变量D与耗散能Ud均呈现出先减小后增加的“U”形趋势,当层理倾角为90°时,煤岩峰值耗散能Ud与损伤变量D均达最大值,煤岩极易发生破坏。研究结果可为探寻矿压显现规律、煤巷帮部失稳诱发机理和防治冲击地压等矿井灾害提供参考。 展开更多
关键词 层理倾角煤岩 能量演化 损伤本构方程 破裂机制
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杂质取代对菱锰矿磁性的影响研究
8
作者 张景奇 张覃 《矿冶工程》 北大核心 2025年第1期51-56,共6页
采用密度泛函理论计算了菱锰矿以及Mg、Ca、Fe原子取代Mn原子后菱锰矿晶体的电子结构以及自旋状态,通过计算磁矩说明菱锰矿晶体以及杂质原子取代后菱锰矿的磁学性质。结果表明,杂质原子Ca、Mg、Fe取代菱锰矿中Mn原子均会降低菱锰矿磁性... 采用密度泛函理论计算了菱锰矿以及Mg、Ca、Fe原子取代Mn原子后菱锰矿晶体的电子结构以及自旋状态,通过计算磁矩说明菱锰矿晶体以及杂质原子取代后菱锰矿的磁学性质。结果表明,杂质原子Ca、Mg、Fe取代菱锰矿中Mn原子均会降低菱锰矿磁性,其中Mn原子饱和磁化强度最大,其次为Fe原子,Mn^(2+)离子实-电子相对运动产生的磁场与自旋磁矩均大于 Ca^(2+)、Mg^(2+)和Fe^(2+)离子实-电子相对运动产生的磁场与自旋磁矩。 展开更多
关键词 菱锰矿 磁性 杂质取代 密度泛函理论 电子自旋 离子实
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贵州普安矿区20号煤中锂的赋存状态及逐级化学提取实验研究 被引量：9
9
作者 程晨 宋杨 +1 位作者 臧静坤 程伟 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期44-53,共10页
锂(Li)是一种重要的金属能源,近年来全球锂的需求持续增长。我国煤伴生型锂矿床的发现证明煤矿可能成为锂资源的潜在来源。以贵州普安矿区20号煤为研究对象,采用工业分析、镜下鉴定、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)... 锂(Li)是一种重要的金属能源,近年来全球锂的需求持续增长。我国煤伴生型锂矿床的发现证明煤矿可能成为锂资源的潜在来源。以贵州普安矿区20号煤为研究对象,采用工业分析、镜下鉴定、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)等方法,分析原煤及浮沉实验获得的密度分级试样的基本性质、矿物组成、元素组成及煤中Li的赋存特征。结果表明,原煤中Li含量达134.09μg/g,在6个密度级样品中,Li含量随煤样密度级的增加而增加(>1.8 g/cm3密度级样品中Li含量最高为212μg/g),重力分选可使煤中Li得到一定程度的预富集。原煤主要矿物组分包括黏土矿物、黄铁矿、方解石、石英等,基于Li与Al、Si等的相关性以及矿物微区元素含量(LA-ICP-MS)等分析,推测Li可能主要以吸附态赋存于黏土矿物中。逐级化学提取实验结果表明,煤中Li的赋存特征为水溶态(20.96%)、离子交换态(32.90%)、硅酸盐/铝硅酸盐态(22.80%)、碳酸盐/磷酸盐态(10.81%)、二硫化物态(3.92%)和残渣/有机态(2.58%),说明通过离子交换法可以从煤矸石中回收Li。该研究结果为下一步分离提取煤中Li提供了一定理论指导。 展开更多
关键词 锂 煤 密度分级 赋存状态 逐级化学提取
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高效液相色谱法测定浮选矿浆中油酸钠含量
10
作者 黄小芬 柴野 +1 位作者 陈傲傲 张覃 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期69-72,共4页
提出了高效液相色谱法测定浮选矿浆中油酸钠(NaOL)含量的快速检测方法,采用C18分析柱,以乙腈和0.02 mol/L的磷酸二氢钾(pH=2)为流动相,对比分析了标准曲线法和工作曲线法2种校正方法的测定结果。结果表明,在NaOL物质的量浓度0.005~1.0 m... 提出了高效液相色谱法测定浮选矿浆中油酸钠(NaOL)含量的快速检测方法,采用C18分析柱,以乙腈和0.02 mol/L的磷酸二氢钾(pH=2)为流动相,对比分析了标准曲线法和工作曲线法2种校正方法的测定结果。结果表明,在NaOL物质的量浓度0.005~1.0 mmol/L范围内,2种校正方法的线性相关系数均大于0.9999,对磷灰石实际浮选矿浆加标测定的回收率分别为74.44%~96.75%和95.13%~113.29%;采用空白溶液样品作为介质稀释NaOL标准物质建立的工作曲线法能一定程度降低基质效应对分析结果的影响;磷矿石实际浮选矿浆测定结果表明,该方法适用于测定浮选矿浆中捕收剂的浓度。 展开更多
关键词 油酸钠 高效液相色谱法 浮选 标准曲线法 工作曲线法 基质效应
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贵州某卡林型金矿的载金矿物特征及金赋存状态 被引量：1
11
作者 吴甜甜 沈智慧 +1 位作者 邱跃琴 赵宏龙 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期73-83,共11页
为合理制定提金工艺及高效回收金,采用光学显微镜下鉴定,结合化学分析、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及电子探针X射线显微分析(EPMA)等手段,研究了贵州某卡林型金矿的载金矿物特征及金赋存状态。结果表明,矿石含金4.30 g/t,w(S... 为合理制定提金工艺及高效回收金,采用光学显微镜下鉴定,结合化学分析、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及电子探针X射线显微分析(EPMA)等手段,研究了贵州某卡林型金矿的载金矿物特征及金赋存状态。结果表明,矿石含金4.30 g/t,w(S)、w(As)分别为2.97%和0.35%。S、As主要以-1价态存在,说明矿石为原生金矿。矿石主要为粒状、草莓状、生物假象、交代和条带状结构,矿石中主要硫化物为含砷黄铁矿和毒砂,主要脉石矿物为石英、碳酸盐矿物和绢云母等。含砷黄铁矿多与石英和碳酸盐矿物连生,少数被隐晶质石英和炭泥质包裹,部分呈环带或弯曲状生物遗迹特征。94.88%的金以包裹金形式存在,含砷黄铁矿为主要载金矿物,其中金分布率为75.81%。不同形态的含砷黄铁矿中Au含量高低为:细粒状>生物碎屑状>草莓状>粗粒状,Au-S、Au-As之间均无正相关性。含砷黄铁矿中均赋存有晶格金和纳米金颗粒,金整体呈不均匀稀疏浸染状分布。研究结果可为贵州及其它地区卡林型金矿预处理-浸金工艺的制定提供理论指导,有效氧化或破坏载金含砷黄铁矿和石英包裹体及防止预处理过程中金的二次包裹有利于提高金回收率。 展开更多
关键词 卡林型金矿 矿石结构 载金矿物 嵌布特征 赋存状态
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油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面吸附动力学与吸附热力学研究 被引量：4
12
作者 张景奇 张覃 卯松 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期60-67,共8页
采用TOC测量以及分子模拟方法研究了油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附动力学以及吸附热力学。吸附动力学研究结果表明,以HEDP为抑制剂时,油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附符合准二级动力学模型,油酸根离子在氟磷灰石表面... 采用TOC测量以及分子模拟方法研究了油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附动力学以及吸附热力学。吸附动力学研究结果表明,以HEDP为抑制剂时,油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附符合准二级动力学模型,油酸根离子在氟磷灰石表面的吸附速率大于在白云石表面的吸附速率。吸附热力学研究结果表明,油酸根离子在氟磷灰石和白云石孔径内和氟磷灰石(001)面以及白云石(104)面的吸附都接近Langmuir模型。相同比表面积条件下,油酸根离子在白云石表面的吸附量高于在氟磷灰石表面的吸附量,表明单位表面积内,白云石表面比氟磷灰石表面具有更多的活性位点。 展开更多
关键词 氟磷灰石 白云石 吸附动力学 吸附热力学 孔隙
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含水页岩甲烷吸附特性及热力学特征研究 被引量：2
13
作者 杨竣淞 李波波 +3 位作者 李建华 高政 宋浩晟 段淑蕾 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期95-105,共11页
页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基... 页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基础上,讨论了不同吸附机制对页岩中甲烷等温吸附的贡献,并通过热力学参数对比了干湿页岩中吸附热力学特性。结果表明:在气体压力变化过程中,甲烷气体吸附量呈典型的“三段式”变化。其中,水分对甲烷吸附量具有抑制作用,含水页岩吸附量显著低于干燥页岩,页岩吸附量随含水率的增大呈降低趋势。此外,温度同样对甲烷吸附具有抑制作用,当含水率恒定时,随温度升高页岩吸附能力呈降低趋势。同时,不同吸附机制对吸附量的贡献受到水分和压力的共同影响,压力和含水率越高,微孔填充吸附量对总吸附量的贡献率越低。热力学参数表明干燥页岩与含水页岩的甲烷吸附均为物理吸附,同一吸附量下,干燥页岩等量吸附热始终高于含水页岩。水分通过改变页岩非均一性占据高能吸附位点同时影响分子间作用力,综合作用下使得等量吸附热降低,进而导致含水页岩吸附能力降低。研究结果有助于页岩吸附气量的准确计算,并为页岩气藏开发方案和编制提供理论依据。 展开更多
关键词 含水页岩 吸附模型 甲烷吸附量 多重吸附机制 热力学
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起泡剂对高灰尾煤泥浮选的影响及机理研究 被引量：1
14
作者 梁云帆 程伟 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期189-193,共5页
以贵州某焦煤选厂浮选尾煤泥为研究对象,考察了甲基异丁基甲醇(MIBC)、仲辛醇、2号油、正戊醇等起泡剂对浮选尾煤泥再选提质的影响及作用机理。结果表明,用量相近时,MIBC为起泡剂所获得的浮选指标优于其他3种起泡剂。煤油用量1000 g/t、... 以贵州某焦煤选厂浮选尾煤泥为研究对象,考察了甲基异丁基甲醇(MIBC)、仲辛醇、2号油、正戊醇等起泡剂对浮选尾煤泥再选提质的影响及作用机理。结果表明,用量相近时,MIBC为起泡剂所获得的浮选指标优于其他3种起泡剂。煤油用量1000 g/t、MIBC用量350 g/t时,灰分56.90%的原煤经一粗一精一扫浮选可获得灰分11.47%、产率32.03%的合格炼焦精煤产品。利用充气法研究了4种起泡剂的起泡能力及泡沫稳定性,发现2号油起泡能力和气泡稳定性均较强,正戊醇起泡能力和气泡稳定性均较弱,MIBC和仲辛醇表现适中。利用气泡-颗粒包覆角及诱导时间测量仪进一步分析了不同起泡剂作用下气泡与煤粒黏附作用过程,发现MIBC可以提升气泡的载矿能力,缩短颗粒与气泡间的诱导时间,从而获得较好的浮选效果。 展开更多
关键词 焦煤 尾煤 煤泥浮选 起泡剂 起泡能力 包覆角 诱导时间
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考虑虚拟边界与应力耦合的页岩渗透率模型
15
作者 叶平平 李波波 +3 位作者 吴学海 宋浩晟 段淑蕾 成巧耘 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第5期166-174,共9页
为探讨页岩气开采过程中页岩渗透率的变化情况,基于毛细管层序模型,采用虚拟边界与应力耦合相结合的方法,按照一定权重系数将应力推导黏性流动和克努森扩散相加,建立了页岩纳米孔体相气体传输模型。结果表明:新建渗透率模型计算曲线与... 为探讨页岩气开采过程中页岩渗透率的变化情况,基于毛细管层序模型,采用虚拟边界与应力耦合相结合的方法,按照一定权重系数将应力推导黏性流动和克努森扩散相加,建立了页岩纳米孔体相气体传输模型。结果表明:新建渗透率模型计算曲线与试验实测值吻合较好,可以较好揭示页岩纳米孔体相气体流动情况;与Lu模型和S&D模型相比,新建模型考虑虚拟边界与应力的耦合,表观渗透率模型计算曲线与试验结果更为吻合,且能很好地反映实测值与孔隙压力所呈现的变化规律,具有较好的优越性;页岩力学参数(弹性模量、泊松比)、Langmuir应变常数及裂隙压缩系数对页岩渗透率起抑制作用,主要表现为其值越大,页岩渗透率越小;初始渗透率对页岩渗透率起促进作用,表现为其值越大,页岩渗透率越大。研究成果可为页岩气开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 页岩气开采 渗透率 虚拟边界 层序模型 应力/应变 黏性流动 克努森扩散
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不同环境因素下赤泥中重金属离子及Na^(+)、K^(+)的溶出特性
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作者 柴野 张覃 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第3期86-90,共5页
模拟自然环境,研究了赤泥中重金属离子(As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb)和Na^(+)、K^(+)的溶出特性和机制。结果表明,降低pH值、增加接触时间、升高浸出温度和增大液固比,可促进赤泥中重金属离子和Na^(+)、K^(+)的溶出;溶出后方解石、镁绿泥石... 模拟自然环境,研究了赤泥中重金属离子(As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb)和Na^(+)、K^(+)的溶出特性和机制。结果表明,降低pH值、增加接触时间、升高浸出温度和增大液固比,可促进赤泥中重金属离子和Na^(+)、K^(+)的溶出;溶出后方解石、镁绿泥石、戈硅钠铝石、磷锰铁矿等矿物的特征峰显著减弱,溶出赤泥中As、Cr、Ni、Cu、Mn、Na、K元素以As_(2)O_(3)、Cr3+、NiO、CuO、MnO、Na^(+)、K^(+)形式存在。 展开更多
关键词 酸雨 赤泥 重金属 钠 钾 溶出机制
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煤岩孔裂隙结构分形特征及渗透率模型研究 被引量：21
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作者 李波波 王斌 +3 位作者 杨康 任崇鸿 袁梅 许江 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期226-231,共6页
为探究煤岩孔裂隙结构与渗透特性的联动关系,采用扫描电镜、偏光和分形等手段分析煤岩孔裂隙结构分布特征,利用自主研发的出口端正压三轴渗流装置,开展恒定有效应力条件下孔隙压力升高的渗流试验。基于分形理论,考虑煤岩表面孔隙分布情... 为探究煤岩孔裂隙结构与渗透特性的联动关系,采用扫描电镜、偏光和分形等手段分析煤岩孔裂隙结构分布特征,利用自主研发的出口端正压三轴渗流装置,开展恒定有效应力条件下孔隙压力升高的渗流试验。基于分形理论,考虑煤岩表面孔隙分布情况对煤岩渗透率的影响机理,建立考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型,通过试验验证其合理性,对煤岩孔裂隙下分形维数和渗透率耦合进行定量分析。研究结果表明:①六盘水矿区煤岩表面含有一定数量的孔隙和裂隙,其中四角田7号煤层孔裂隙发育情况最好,具有2条清晰的宽度较大的裂隙,并伴有大量交叉微裂隙及孔隙发育,煤岩结构破坏严重;②通过盒维数法可得煤岩孔裂隙分布具有明显的分形特征,且煤岩孔隙率与分形维数呈正相关关系;③恒定有效应力条件下,煤岩渗透率随孔隙压力升高呈现先急剧降低后趋于平缓的趋势,受孔裂隙结构影响,在相同的孔隙压力下煤岩渗透率存在明显差异。煤岩表面孔裂隙结构越复杂其分形维数越大,有助于瓦斯运移,渗透率呈上升趋势;④考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型计算值与实测值吻合度较高,与前人研究成果相比,无论理论机理的适用性还是对试验点的匹配方面都更加适用,且能较好地反映孔隙压力与渗透率的联动关系。 展开更多
关键词 电镜扫描 孔裂隙结构 盒维数 渗透率 孔隙直径 孔裂隙分形特征 孔隙压力
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动压影响半煤岩上山变形机制及修复技术 被引量：5
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作者 高林 王家臣 +2 位作者 孔德中 吴桂义 马振乾 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期67-73,共7页
为解决动压影响下巷道围岩控制难题,以贵州某矿半煤岩运煤上山为工程背景,基于现场调研,明确此类巷道围岩变形的主要特征;通过数值模拟分析,得出近距离煤层群重复采动下半煤岩上山围岩塑性区、应力场与位移场的时空分布特征;通过理论分... 为解决动压影响下巷道围岩控制难题,以贵州某矿半煤岩运煤上山为工程背景,基于现场调研,明确此类巷道围岩变形的主要特征;通过数值模拟分析,得出近距离煤层群重复采动下半煤岩上山围岩塑性区、应力场与位移场的时空分布特征;通过理论分析得出煤岩分界面剪切滑移错动的发生条件;基于"叠加拱承载结构"作用原理,分析得出原"锚网喷+锚索"支护的失效机制为主压缩拱消失和次压缩拱作用受限;针对性地提出巷道修复原则及以"套棚灌浆+非对称穿层斜拉锁棚锚索"协同控制为核心的修复方案。实践表明:所提修复方案可以有效控制巷道围岩非对称大变形。 展开更多
关键词 重复采动 半煤岩巷道 煤岩分界面 套棚灌浆 锁棚锚索
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水-力耦合下煤岩力学特性及损伤本构模型研究 被引量：28
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作者 李波波 王忠晖 +3 位作者 任崇鸿 张尧 许江 李建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期315-323,332,共10页
为探究水分对煤岩力学特性的影响,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同含水率下原煤三轴压缩试验研究。基于弹性损伤力学,推导表征不同含水率下煤岩整体损伤的损伤变量,建立水-力耦合作用下煤岩分段损伤本构模型,得... 为探究水分对煤岩力学特性的影响,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同含水率下原煤三轴压缩试验研究。基于弹性损伤力学,推导表征不同含水率下煤岩整体损伤的损伤变量,建立水-力耦合作用下煤岩分段损伤本构模型,得到煤岩的变形随含水率的变化规律。结果表明:(1)不同含水率下煤岩的变形规律基本一致,破坏过程可分为峰前应力阶段、峰后应力阶段和残余阶段;(2)随着含水率增大,煤岩受水分作用峰值应力降低,泊松比增大,弹性模量均呈线性单调减小,煤岩脆性逐渐减小;(3)所建立的损伤本构模型可以较好地表征不同含水率下全应力-应变过程中的变形特征,适用于分析不同含水率下煤体三轴压缩应力应变问题;(4)损伤修正系数q和损伤本构系数n共同决定了损伤本构模型的曲线形状,q反映了煤岩残余变形的特征,n反映了应力-应变曲线的峰后不同的软化程度。 展开更多
关键词 煤岩 损伤 含水率 本构关系 水-力耦合
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磷矿浮选废水结垢物硫酸钙与阻垢剂作用机理研究 被引量：5
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作者 韩正伟 刘志红 +1 位作者 张覃 孟亚鸽 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期102-105,110,共5页
采用浊度法研究了阻垢剂氨基三甲叉磷酸(ATMPA)对模拟磷矿废水结垢物Ca SO4·2H2O的阻垢性能及作用机理。通过测定模拟废水结垢诱导时间,确定ATMPA对Ca SO4·2H2O结晶成核率、晶体形态和达到结晶临界条件下晶核参数的影响;测定... 采用浊度法研究了阻垢剂氨基三甲叉磷酸(ATMPA)对模拟磷矿废水结垢物Ca SO4·2H2O的阻垢性能及作用机理。通过测定模拟废水结垢诱导时间,确定ATMPA对Ca SO4·2H2O结晶成核率、晶体形态和达到结晶临界条件下晶核参数的影响;测定试验前后Ca SO4·2H2O的Zeta电位变化,考察阻垢剂与Ca SO4·2H2O吸附作用对Ca SO4·2H2O Zeta电位的影响;利用SEM观察Ca SO4·2H2O晶体形貌变化。结果表明,随着ATMPA用量增加,Ca SO4·2H2O结晶诱导时间由14 min延长到169 min,表面能和成核率降低,Zeta电位由正电位逐渐减小至负电位。ATMPA使Ca SO4·2H2O结晶临界晶核半径由6.1×10-8cm增大到6.5×10-8cm,激光粒度分析结果映证了ATMPA改变晶体粒度组成,使Ca SO4·2H2O的晶格产生了畸变,晶体从有规则致密结构的针状晶体变为松软扁平状的不定型晶体。 展开更多
关键词 磷矿 浮选废水 结垢 阻垢剂 CaS04·2H20
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