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考虑时效损伤的炭质泥页岩分数阶蠕变模型研究
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作者 徐心语 胡斌 +2 位作者 董承旺 张红军 李海英 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期141-152,共12页
为探究边坡失稳的内在致灾机理,针对软弱夹层这一重要影响因素进行研究。以炭质泥页岩软弱夹层为主要研究对象,进行炭质泥页岩的分级剪切蠕变试验,揭示其蠕变规律,确定了其不同法向应力水平下的长期强度。通过对传统Maxwell体进行改进,... 为探究边坡失稳的内在致灾机理,针对软弱夹层这一重要影响因素进行研究。以炭质泥页岩软弱夹层为主要研究对象,进行炭质泥页岩的分级剪切蠕变试验,揭示其蠕变规律,确定了其不同法向应力水平下的长期强度。通过对传统Maxwell体进行改进,将传统黏性元件替换为分数阶元件,引入考虑时效损伤的黏塑性体,建立考虑时效损伤的炭质泥页岩分数阶蠕变模型;基于1stOpt软件中的优化Levenberg-Marquardt法对炭质泥页岩试验蠕变曲线进行拟合,对模型的准确性进行了验证,并对模型进行参数敏感性分析。研究结果表明:与传统西原模型相比,改进的模型对试验数据有更好的拟合度,能够完整表征炭质泥页岩的减速、等速和加速蠕变阶段,尤其与加速蠕变阶段蠕变曲线的表征高度吻合;蠕变曲线变化由参数γ、A、v控制,材料参数A、v反映了炭质泥页岩的物理力学强度。研究结果可为含炭质泥页岩软弱夹层的边坡稳定性分析提供一定的参考。 展开更多
关键词 边坡失稳 分数阶元件模型 时效损伤 蠕变损伤模型 1stOpt 敏感性分析
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冲击荷载下磁铁矿动力学特性及破坏特征研究
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作者 牛俊超 李吉民 +6 位作者 梅林芳 任高峰 葛永翔 张聪瑞 鲁习奎 赵亮 SATIMIN NOER REFKY ADI NATA 《爆破》 北大核心 2025年第2期52-59,共8页
为探究磁铁矿开采过程中爆破破岩的能量演化及破坏形态规律,减少爆破扰动对矿柱及围岩稳定性的影响,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对磁铁矿试样开展多级强度冲击试验,以动态峰值抗压强度、破坏形态、破碎尺寸和能量耗散密度为... 为探究磁铁矿开采过程中爆破破岩的能量演化及破坏形态规律,减少爆破扰动对矿柱及围岩稳定性的影响,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对磁铁矿试样开展多级强度冲击试验,以动态峰值抗压强度、破坏形态、破碎尺寸和能量耗散密度为切入点,分析磁铁矿的动力学响应特征及各动力学参数的应变率效应。研究结果表明:磁铁矿的动态峰值抗压强度和能量耗散密度随应变率增大呈指数增长,破碎尺寸随应变率增大呈指数下降,具有明显的率相关性;磁铁矿的破坏过程分为裂隙压密阶段—弹性变形阶段—破碎阶段,动态强度增强因子DIF值随应变率的增大而增大;磁铁矿试样的破坏模式主要以劈裂破坏为主,随着应变率的增大,裂隙间的相互作用愈加明显,破坏模式从劈裂破坏转为压碎破坏。因此,在满足破碎块度要求的前提下,采用爆破破岩方式开采磁铁矿时应综合考虑冲击强度与能量耗散,以改善磁铁矿石破碎效果,论文研究成果可为磁铁矿精细化破岩、安全高效开采提供理论支撑。 展开更多
关键词 磁铁矿 分离式霍普金森压杆(SHPB) 动态峰值抗压强度 破坏形态 能量耗散 应变率效应
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典型铁矿山全工序碳排放核算研究 被引量:1
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作者 邓惠中 陈铁军 +5 位作者 万军营 周仙霖 赵飞 余为 张露 周晓军 《烧结球团》 北大核心 2024年第6期120-128,154,共10页
为了开展矿山企业碳排放的工序核算分析,助力矿山低碳化建设,本文以程潮矿业为我国典型铁矿山案例,通过调研收集能源和设备的现场资料,以矿业企业碳核算行业指南为基础,引入设备需要/利用系数建立额定功率与实际功率的联系到核算过程,... 为了开展矿山企业碳排放的工序核算分析,助力矿山低碳化建设,本文以程潮矿业为我国典型铁矿山案例,通过调研收集能源和设备的现场资料,以矿业企业碳核算行业指南为基础,引入设备需要/利用系数建立额定功率与实际功率的联系到核算过程,并调研单体设备实际运行时间来估算各个系统的用电量,利用碳排放因子法计算得到碳排放量,从而分析对比采矿、选矿、球团各工序及其子系统的碳排放量。结果表明:2021年程潮矿业碳排放量约为179604.15 t,吨铁精矿排放量约为0.057 t CO_(2),吨球团矿排放量约为0.096 t CO_(2),球团工序排放量约为115096.28 t CO_(2),占比达到总排放量的64.08%;从排放源角度考虑,购入电力为主要碳排放源,占比为52.51%,其次是由燃料燃烧产生的碳排放,占比为44.77%,还有少量碳酸盐分解产生的碳排放;从工序子系统角度考虑,采矿工序中提升粗碎系统的碳排放量最大,占采矿工序排放量的37.30%,选矿工序中磨选系统的碳排放量最大,占选矿工序排放量的46.90%,球团工序中焙烧冷却系统的碳排放最大,占球团工序排放量的75.80%。 展开更多
关键词 铁矿山 碳排放核算 碳排放强度
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静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制研究 被引量:1
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作者 张露伟 李吉民 +3 位作者 陈诚 任高峰 张聪瑞 赵亮 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期148-158,共11页
为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制,利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟,分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响,揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制。研究结果表明:静... 为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制,利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟,分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响,揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制。研究结果表明:静态爆破损伤区发育可以分为压实阶段、微损伤形成阶段、损伤区发育阶段、损伤区贯通阶段等4个阶段,其中损伤区发育、贯通阶段应力作用最为显著;矿体应力场及损伤区随着水化速率的增大而增加,并且在快速释能初期水化速率对应力场及损伤区影响差异性较小,快速释能后期水化速率对应力场及损伤区影响差异性显著;钻孔布置模型影响水化速率作用机制,其中单孔力学模型下水化速率促进膨胀压差异性,双孔力学模型下水化速率促进应力叠加,导向孔布置模型最为显著,初期水化速率加快应力运移,后期水化速率促进应力叠加,在时间维度和应力维度的共同作用下造成损伤区扩展、贯通;本次数值模拟和现场测试方案中,静态爆破剂水化速率1.8 MPa/min,钻孔直径113 mm,钻孔间距1000 mm,合理的孔间距与钻孔直径比η=9,导向孔布置模型可有效地致裂矿体、产生大量损伤区。该研究为提高静态爆破技术的致裂效果及施工布置提供了参考依据。 展开更多
关键词 静态爆破技术 水化速率 力学模型 应力场 损伤区
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鄂西某高磷鲕状赤铁矿煤基磁化焙烧——磁选试验研究 被引量:5
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作者 韦东 郭泽 +2 位作者 张鹏飞 路漫漫 张汉泉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第4期90-95,共6页
鄂西高磷鲕状赤铁矿因其铁矿物嵌布关系复杂,在磁化焙烧过程中还原度难以控制,极易产生“过还原”和“欠还原”现象。通过磁化焙烧温度、焙烧时间、还原剂用量、磨矿细度条件试验,查明了高磷鲕状赤铁矿最佳煤基磁化焙烧条件。结果表明:... 鄂西高磷鲕状赤铁矿因其铁矿物嵌布关系复杂,在磁化焙烧过程中还原度难以控制,极易产生“过还原”和“欠还原”现象。通过磁化焙烧温度、焙烧时间、还原剂用量、磨矿细度条件试验,查明了高磷鲕状赤铁矿最佳煤基磁化焙烧条件。结果表明:在焙烧温度为800℃、焙烧时间90 min、还原剂用量15%的条件下,使用磁选管进行选别,可以获得铁品位58%左右的铁精矿,铁回收率可达90%。磁选流程试验结果表明,对中矿进行再磨再选后,磁选精矿铁品位提高至59.42%,铁回收率为89.23%。研究结果为使用磁化焙烧—磁选工艺利用此类极难选铁矿提供了理论支撑和技术参考。 展开更多
关键词 高磷鲕状赤铁矿 磁化焙烧 中矿再磨再选 磁选
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不同种类膨润土对球团性能影响的试验与应用 被引量:4
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作者 韦东 胡钺 +2 位作者 胡梦杰 罗艳红 周仙霖 《烧结球团》 北大核心 2023年第2期52-60,共9页
膨润土特殊的层状结构与黏土特性使其成为球团矿生产的主要黏结剂,但是其主要化学成分为SiO_(2)和Al_(2)O_(3),所以向球团中添加膨润土相当于加入了酸性脉石矿物,会降低成品球的铁品位,增加生铁冶炼的成本,因此,在球团生产中应尽量降低... 膨润土特殊的层状结构与黏土特性使其成为球团矿生产的主要黏结剂,但是其主要化学成分为SiO_(2)和Al_(2)O_(3),所以向球团中添加膨润土相当于加入了酸性脉石矿物,会降低成品球的铁品位,增加生铁冶炼的成本,因此,在球团生产中应尽量降低膨润土的用量。为此,本文采用复合膨润土进行实验室小型试验和工业应用试验,分析不同种类膨润土对球团性能影响。结果表明:与常规膨润土相比,配加复合膨润土能够有效提高生球、预热球及成品球性能,其中生球落下强度从2.4次/(0.5 m)提高到4.3次/(0.5 m),爆裂温度从360℃上升到500℃以上,成品球抗压强度的提升最为明显,从3480 N/P增加到3774 N/P;复合膨润土的配比要比常规膨润土低1.0%左右,经济效益显著。 展开更多
关键词 球团 膨润土 黏结剂 烧结杯 工业试验
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利用轻质红黏土陶粒制备陶粒泡沫混凝土的研究 被引量:6
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作者 贾晓钊 雷国元 +3 位作者 宋均平 向锐 毛绍波 许彦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第7期192-196,共5页
陶粒泡沫混凝土的骨料多为页岩陶粒,为确定是否可以用轻质黏土陶粒为骨料生产出满足技术要求的陶粒泡沫混凝土,以某冶金熔剂矿开采过程产生的废弃剥离红黏土为原料制备的轻质黏土陶粒为骨料,研究了陶粒粒型系数及添加量、发泡剂添加量... 陶粒泡沫混凝土的骨料多为页岩陶粒,为确定是否可以用轻质黏土陶粒为骨料生产出满足技术要求的陶粒泡沫混凝土,以某冶金熔剂矿开采过程产生的废弃剥离红黏土为原料制备的轻质黏土陶粒为骨料,研究了陶粒粒型系数及添加量、发泡剂添加量、水灰比、玻璃纤维添加量对陶粒泡沫混凝土性能的影响。结果表明:陶粒泡沫混凝土的干表观密度和抗压强度随发泡剂添加量的增加而降低,适当降低陶粒的粒型系数及添加量、增加玻璃纤维的添加量可提高陶粒泡沫混凝土的抗压强度;在粒型系数为1.2的陶粒添加量为400 kg/m3,水泥添加量为360 kg/m3,发泡剂与水泥的质量比为0.125%,玻璃纤维与水泥的质量比为0.8%,水灰比为0.31情况下制得的混凝土试件的干密度为821.3 kg/m3,抗压强度为3.64 MPa,导热系数为0.199 W/(m·K),均达到《GB/T 23450-2009建筑隔墙用保温条板》、《JG/T 266-2011泡沫混凝土》的技术标准。 展开更多
关键词 轻质陶粒泡沫混凝土 发泡剂 玻璃纤维 添加量 水灰比 粒型系数 抗压强度 吸水率
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利用矿山废弃高塑性红黏土制备轻质陶粒的研究 被引量:4
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作者 贾晓钊 雷国元 +3 位作者 余晓东 向锐 毛绍波 季佳善 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第4期192-196,共5页
生产上多取用农田黏土制备轻质陶粒,以红黏土为主要原料的技术还未见报道。某矿山在开采过程产生大量剥离红黏土,长期堆存无法利用。以该红黏土为主要原料,添加普通黏土、化合物L、石灰石、煤粉进行轻质陶粒制备试验,考察原料配比及焙... 生产上多取用农田黏土制备轻质陶粒,以红黏土为主要原料的技术还未见报道。某矿山在开采过程产生大量剥离红黏土,长期堆存无法利用。以该红黏土为主要原料,添加普通黏土、化合物L、石灰石、煤粉进行轻质陶粒制备试验,考察原料配比及焙烧制度对烧成陶粒性能的影响。结果表明,加入适量普通黏土、化合物L可有效降低陶粒烧制过程中的炸裂率,烧成陶粒强度、表观密度随普通黏土、化合物L、煤粉的添加量及焙烧温度的增加而降低,适量添加石灰石可增强烧成陶粒强度;以红黏土、普通黏土、化合物L、石灰石、煤粉质量比为85.5∶7.0∶3.5∶3.0∶1.0混合制得陶粒生球,在105℃下干燥4 h、450℃预热30 min、1 170℃焙烧12 min,可制得轻质陶粒。工业投笼试验所得成品陶粒的关键性能指标均达到GB/T 17431.1—2010中对500级陶粒的质量要求,说明该技术具有实际生产应用价值。研究成果突破了轻质陶粒对原料的严格限制,为矿山剥离高塑性红黏土的高附加值利用提供了新途径。 展开更多
关键词 高塑性 红黏土 轻质陶粒 焙烧制度
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利比里亚邦精矿复合造块工艺研究 被引量:2
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作者 韦东 李光辉 黄三兵 《烧结球团》 北大核心 2022年第3期25-31,97,共8页
针对常规烧结工艺中利比里亚邦精矿存在制粒性能差、烧结性能差等问题,本文采用复合造块工艺从水分、燃料用量、熔剂结构、基体料、球团料等条件对其成球性能和烧结性能进行研究,并与常规烧结工艺进行对比。结果表明:复合造块工艺参数... 针对常规烧结工艺中利比里亚邦精矿存在制粒性能差、烧结性能差等问题,本文采用复合造块工艺从水分、燃料用量、熔剂结构、基体料、球团料等条件对其成球性能和烧结性能进行研究,并与常规烧结工艺进行对比。结果表明:复合造块工艺参数在基体料水分为8.5%、燃料用量为4.5%、综合料碱度为1.30、返矿外配量为25%、w(MgO)为1.5%、生石灰用量为7.8%、球团用量为40%、球团直径为8~10 mm时,利比里亚邦精矿烧结性能显著提高;与常规烧结工艺相比,复合造块成品率从67.81%提高至76.15%,转鼓强度从63.00%提高至76.82%,利用系数从1.03 t/(m·h)提高至1.41 t/(m·h),固体燃料消耗从63.81 kg/t降低至52.38 kg/t。微观结构表明,复合造块基体料矿相中针状和片状铁酸钙增多,球团料矿相以氧化程度较好的FeO、未氧化充分的FeO为主,微观结构更为致密,促进了烧结矿强度提高。 展开更多
关键词 复合造块 烧结 球团 铁精矿
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巴西铁精矿开路预磨—造球试验研究
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作者 王中才 张汉泉 《烧结球团》 北大核心 2022年第5期47-52,共6页
为了更好地利用巴西粗矿作为造球原料,本文研究了巴西粗矿的可磨度、磨矿条件以及造球指标。结果表明:巴西粗矿属于易磨矿,采用MQY4385湿式溢流型球磨机,磨机利用系数为q_(-0.074 mm)=1.03 t/(m~3·h)。当给矿量为70.00~100.00 t/h... 为了更好地利用巴西粗矿作为造球原料,本文研究了巴西粗矿的可磨度、磨矿条件以及造球指标。结果表明:巴西粗矿属于易磨矿,采用MQY4385湿式溢流型球磨机,磨机利用系数为q_(-0.074 mm)=1.03 t/(m~3·h)。当给矿量为70.00~100.00 t/h,磨矿质量分数为52.46%~58.49%时,磨矿产品-0.074 mm质量分数均大于75%,具有良好成球性;巴西粗矿预磨后单独造球,可以获得较好的生球指标;大冶铁精矿配加20%巴西粗过滤精矿所造生球的落下强度为3.7次/(0.5 m),抗压强度为11.05 N/P,生球水分为6.62%,提高了大冶铁精矿单独造球时的生球指标。 展开更多
关键词 巴西粗精矿 开路磨矿 造球 生球指标
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