炼铅炉渣资源化利用研究及其应用进展 被引量：3

1

作者 王富林 闵晨笛 《黄金科学技术》 CSCD 2017年第6期127-132,共6页

资源化利用是解决炼铅炉渣露天堆置占用土地资源和破坏生态环境等问题的有效手段。首先介绍了炼铅炉渣的来源及其物理化学性质,然后从有价元素的二次回收利用、制备建筑材料及制备矿山充填胶凝材料替代品等方面入手,总结了国内外炼铅炉... 资源化利用是解决炼铅炉渣露天堆置占用土地资源和破坏生态环境等问题的有效手段。首先介绍了炼铅炉渣的来源及其物理化学性质,然后从有价元素的二次回收利用、制备建筑材料及制备矿山充填胶凝材料替代品等方面入手,总结了国内外炼铅炉渣资源化利用的研究现状及应用进展,分析了资源化利用较为困难的原因和存在的不足。研究表明,炼铅炉渣比其他类型炉渣的资源化利用途径少,且国内外对其资源化利用后二次污染的研究不够深入,因此,改进冶炼工艺、提高有价元素的回收率,拓宽其利用途径并形成成熟技术是炼铅炉渣大规模资源化利用的前提条件,与此同时必须进行炉渣中有害元素的固化研究,做到有害元素可防可控,从而为炼铅炉渣资源化利用和安全环保处置奠定基础。 展开更多

关键词 炼铅炉渣 资源化利用 二次资源利用 冶炼工艺 二次污染 安全环保

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基于压滤效应影响的废弃石粉-黏土浆液性能研究

2

作者 陈新明 陈姣姣 +3 位作者 刘晓辉 焦华喆 杨志 杨柳华 《材料导报》 北大核心 2025年第9期106-115,共10页

利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置(FSD),开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成(FSD影响因素)的浆液性能研究。结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段,解释其性能发展机理。受压滤... 利用一种灌浆材料压滤效应模拟装置(FSD),开展对考虑灌浆压力、浆体流变、黏土灰分、浆液浓度和废弃石粉粒度组成(FSD影响因素)的浆液性能研究。结合FTIR、TG-DTG、SEM、EDS、AFM、ICP-AES和IC微观表征手段,解释其性能发展机理。受压滤效应影响,浆液碱性环境变强,活性颗粒数量增多,CaCO_(3)与黏粒晶体之间充分团聚,结晶程度增加;阳离子交换容量升高,钙硅铝基相和硅铝酸盐聚合体生成量增加。基体颗粒间表面水撑开晶层,塑性黏度和屈服应力降低。游离氧化钙减少,浆液硬化后固结收缩率均小于1%。水灰比减小,浆液灌入裂隙固结成模和间歇总时间缩短。单位体积内,团簇状聚合体结构物分散空间被压缩,Al^(3+)和Ca^(2+)的溶出率降低。在煤矿灌浆行业中使用废弃石粉和黏土,不仅可以降低项目成本,还可以减少水土流失和土污染。采用研究提出的最佳的浆液配比和灌浆压力进行试验,结果表明,浆液灌浆性能良好,可被考虑用于矿区岩溶裂隙带形式的充填。 展开更多

关键词 废弃石粉 黏土 灌浆浆液 压滤效应 灌浆性能 性能发展机理

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三维激光扫描技术在地下矿山中的应用综述与展望 被引量：1

3

作者 任助理 朱红洋 +1 位作者 袁瑞甫 王伸 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期89-100,共12页

意义为了解三维激光扫描技术在地下矿山领域中的研究进展,探讨其在实时监测、安全管理和精准采矿等方面的应用,并分析移动式激光扫描(MLS)与地面式激光扫描(TLS)技术在不同矿山环境中的优势,以便能够更好地服务地下矿山开采。通过检索... 意义为了解三维激光扫描技术在地下矿山领域中的研究进展,探讨其在实时监测、安全管理和精准采矿等方面的应用,并分析移动式激光扫描(MLS)与地面式激光扫描(TLS)技术在不同矿山环境中的优势,以便能够更好地服务地下矿山开采。通过检索中外文数据库,综述了学者们近年来在三维激光点云技术及其在矿山领域中的应用研究成果,探讨了该技术的研究现状和未来发展方向。进展结果表明,三维激光扫描技术在地下矿山的多个领域发挥了关键作用,特别是在快速三维建模、岩体结构面识别、巷道监测、支护质量评价、采空区探测、定位导航和数字矿山建设等方面。结论与展望尽管三维激光扫描技术展现了强大的潜力,但在实际应用中仍面临一些挑战。首先,三维激光扫描获取的数据量庞大,如何高效处理和分析数据,尤其是在实时动态监测和大规模数据处理方面,仍是技术发展的难点。其次,矿山环境复杂多变,恶劣的工作条件对激光扫描设备的性能和稳定性提出了更高要求,如何保证设备在地下矿山环境中的适应性和耐用性是技术发展的瓶颈之一。最后,如何实现多传感器融合技术,进一步提高数据采集的精度和全面性,也是当前研究的重点。 展开更多

关键词 地下矿山 三维激光扫描 三维点云 数字矿山 巷道监测 定位导航

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复杂地下巷道场景三维点云两阶段去噪方法

4

作者 任助理 袁瑞甫 +3 位作者 王李管 邓浩坤 王文 张金龙 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期327-337,共11页

矿山智能化进程持续推进,三维激光扫描技术为感知矿山提供了基础,为高质量获取矿山三维点云数据,提出了一种鲁棒性的复杂地下巷道场景三维点云两阶段去噪方法。首先,利用三维激光扫描技术获取井下巷道场景的3D点云信息,并分析巷道点云... 矿山智能化进程持续推进,三维激光扫描技术为感知矿山提供了基础,为高质量获取矿山三维点云数据,提出了一种鲁棒性的复杂地下巷道场景三维点云两阶段去噪方法。首先,利用三维激光扫描技术获取井下巷道场景的3D点云信息,并分析巷道点云中不同噪声特点;其次,设计两阶段巷道去噪模型,在第1阶段,通过计算点云法向量,同时构建巷道轴线,探明点云法向与巷道轴线夹角关系对噪声的影响并去除;在第2阶段,优化巷道点云,通过分析巷道待优化点云和噪声点云的距离变化,将距离相近的点整合回第1阶段的去噪后点云中,最终得到去噪后的完整点云,该方法基于开源软件Cloud Compare进行二次开发实现;最后,以某地下矿山主运大巷和回风巷道为具体案例,详细分析了点云去噪过程中各阶段的处理时间、角度阈值、去噪数量、点云法线计算,以及邻近点选择等,系统验证了该方法的有效性。研究结果表明,设计的地下巷道场景三维点云去噪方法能够实现对噪声的有效去除,当角度阈值小于1°时,可以获得最佳的去噪效果,并通过二阶段优化算法,实现对巷道表面孔洞的有效修复。该研究为井下巷道点云去噪的实际应用提供了有力的指导,展示了在提高数据质量和可靠性方面的潜力,可实际应用于矿山智能化、地质勘探以及安全监测等领域。 展开更多

关键词 地下矿山 智能矿山 巷道 三维激光 点云去噪

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巷道下向小孔径锚固孔钻进产渣特征及高效钻头设计 被引量：4

5

作者 付孟雄 刘少伟 +3 位作者 贾后省 马念杰 张英 卢运海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2311-2325,共15页

煤矿巷道下向锚固孔钻进是巷道围岩锚固控制的重要环节,成孔质量与锚固效果成正比。长期以来,小孔径下向锚固孔排渣困难是高质量快速成孔的瓶颈问题。因此,为了降低钻渣生成尺寸,提高排渣效率,利用理论分析、数值模拟、实验室实验及现... 煤矿巷道下向锚固孔钻进是巷道围岩锚固控制的重要环节,成孔质量与锚固效果成正比。长期以来,小孔径下向锚固孔排渣困难是高质量快速成孔的瓶颈问题。因此,为了降低钻渣生成尺寸,提高排渣效率,利用理论分析、数值模拟、实验室实验及现场测试相结合的方法,研究了现有PDC两翼式钻头产渣尺寸及其周边钻渣运移特征,研发了一种小孔径下向锚固孔高效破岩钻头,优化了钻头进出液通道尺寸,并对设计钻头工作性能进行了分析验证。结果表明:现有PDC两翼式钻头在钻孔底部均会形成中心岩柱结构,其尺寸随钻头刀片间距的增加而增加。中心岩柱是大尺寸钻渣的主要来源,中心岩柱尺寸越大,产生的粒径>2.5 mm的钻渣平均尺寸也越大。改变刀片结构,消除孔底中心岩柱,可降低钻渣生成尺寸;现有钻头结构会造成钻渣局部聚集,导致钻渣上返能量损失;设计的高效破岩钻头因其结构优势较普通钻头更能够减少液渣混合流的能量损失,使钻渣具有更高的上返速度,更有利于钻渣顺利排出;高效破岩钻头的主副刀片会使钻孔底部形成平台结构,保证了孔底岩石均为切削破坏,消除了孔底中心岩柱,使钻渣平均尺寸明显低于其他类型钻头,也具有更高的破岩效率;现场试验结果表明,高效破岩钻头有效降低了钻渣生成尺寸,具有更高的成孔速度及排渣效率,工作性能良好。 展开更多

关键词 锚杆支护 小孔径下向锚固孔 PDC两翼式钻头 钻渣尺寸 高效破岩钻头

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深锥形槽体对细粒煤干扰沉降分级实验研究

6

作者 史长亮 王胜楠 +2 位作者 马娇 王飞跃 赵继芬 《中国矿业》 北大核心 2018年第4期128-131,152,共5页

本文重点研究了自制深锥形干扰沉降分级机在不同影响因素下对细粒煤的分级效率,结果表明:底部和中部同时给水形式的设计有利于细粒煤分级,底部与中部给水量比值对分级效率有一定影响但不明显;给料速度及浓度值越低,细粒煤分级效率越高... 本文重点研究了自制深锥形干扰沉降分级机在不同影响因素下对细粒煤的分级效率,结果表明:底部和中部同时给水形式的设计有利于细粒煤分级,底部与中部给水量比值对分级效率有一定影响但不明显;给料速度及浓度值越低,细粒煤分级效率越高。该装置的适宜分级条件为流量配比2∶1、给料速度0.50m/s、矿浆浓度40%时,粒级级配(0.25~0.125mm和1.0~0.5mm)分级效率接近65%,较常规分级旋流器分级效率50%~60%提高约5%~15%,实验结果表明深锥形干扰沉降分级机可有效实现细粒煤的分级。 展开更多

关键词 细粒煤 干扰沉降 深锥 分级效率

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基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法 被引量：4

7

作者 连忠文 任助理 +4 位作者 郝英豪 杨帆 白刚 方程 袁瑞甫 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期48-55,共8页

目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管... 目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管网带来的噪声,提出一种基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法。利用三维激光扫描技术获得井下巷道场景的3D点云信息,并分析其中由于井下非结构场景和传感器误差造成的异常点,以及行人、移动设备和风/水管网形成的噪声特点;利用k维树(kd-tree)构建点云的拓扑关系,选取适当的种子节点和生长准则,设定合适的曲率和角度阈值,通过区域生长算法实现巷道点云的有效分割,去除未加入分割区域的离群点云;根据噪声特点,基于巷道点云区域分割结果进一步去噪优化。试验结果表明:对于巷道中存在行人、设备等特征的情况,建议将区域生长算法的角度阈值设定为10°左右,曲率阈值设定为3左右;在实际应用中,应平衡数据量的减少与去噪效果,以确保数据处理的有效性,同时提高数据质量;采用基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法进行去噪时,点云数量减少幅度介于SOR滤波器和低通滤波器之间,能有效移除行人、设备等噪声。 展开更多

关键词 非结构巷道 三维激光扫描 点云去噪 点云区域分割 区域生长 KD-TREE

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基于核磁共振技术和分形理论的煤岩体孔隙结构特性分析 被引量：2

8

作者 马亮 牛宇飞 +6 位作者 高亮 崇立国 常虎强 孙敦帅 宋涛 夏同强 王伟峰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期75-80,共6页

为了有效评估和表征煤岩体孔隙结构,基于核磁共振实验和分形理论,研究不同矿区不同变质程度煤样的孔隙结构特征和分形维数特征。研究结果表明:随着煤样变质程度的加深,渗透率逐渐减小,微孔和小孔占比逐渐增大;煤岩体的孔隙结构具有双重... 为了有效评估和表征煤岩体孔隙结构,基于核磁共振实验和分形理论,研究不同矿区不同变质程度煤样的孔隙结构特征和分形维数特征。研究结果表明:随着煤样变质程度的加深,渗透率逐渐减小,微孔和小孔占比逐渐增大;煤岩体的孔隙结构具有双重分形特征,较小孔隙结构的分形维数介于1.219 28~1.623 59之间,较大孔隙结构的分形维数介于2.876 73~2.907 10之间。研究结果可以定量表征煤岩体孔隙结构特征,对于煤碳的开发和利用具有重要意义。 展开更多

关键词 核磁共振 孔隙结构 分形理论 孔隙率

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浅埋近煤层群采动“三区”漏风裂隙场时空演化规律数值模拟 被引量：1

9

作者 马亮 孟威 +4 位作者 高亮 张壮壮 宋涛 冯雄 夏同强 《中国煤炭》 北大核心 2024年第3期69-79,共11页

浅埋近煤层群采动下,地面采空区工作面“三区”之间易形成连通的漏气通道引发工作面低氧和采空区煤自燃,如何厘清采动效应下浅埋煤层群“三区”漏气通道的时空分布演化规律是有效防控煤自燃和低氧的关键。以陕煤柠条塔煤矿S1232工作面... 浅埋近煤层群采动下,地面采空区工作面“三区”之间易形成连通的漏气通道引发工作面低氧和采空区煤自燃,如何厘清采动效应下浅埋煤层群“三区”漏气通道的时空分布演化规律是有效防控煤自燃和低氧的关键。以陕煤柠条塔煤矿S1232工作面为研究背景,采用理论与数值模拟相结合的方法,研究了单一煤层、复合煤层重复开采下覆岩破坏特征,分析了煤层间距与采厚对裂隙二次发育的影响规律。结果表明:浅埋近煤层群开采下上覆岩层裂隙仅存在垮落带与裂缝带,主关键层破断后裂缝带快速发育至地表,关键层周期破断控制地表裂隙周期生成与下沉;上煤层裂隙密度发育由原始阶段先后经历快速增长、稳定和二次增长3个阶段;随采厚增大,各区间裂隙密度增大,大裂隙发育更充分,裂隙宽度整体增大;随煤层间距增大,小于0.2 m的裂隙宽度随采厚增大,且增加的速度逐渐加快,大于0.2 m的裂隙宽度随采厚增大,但增加速度逐渐变缓;采厚相同时,裂隙宽度大于0.2 m的裂隙密度随着煤层间距的增大逐渐减小。 展开更多

关键词 浅埋近煤层群 重复采动 漏气通道 裂隙宽度 煤层间距 采厚 数值模拟

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煤岩组合体峰前轴向裂纹演化与非线性模型 被引量：33

10

作者 左建平 陈岩 +1 位作者 宋洪强 魏旭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1609-1615,共7页

随着中国煤炭开采深度逐渐加深,煤岩组合体的力学特性与应力–应变关系显得越来越重要。煤岩组合体的原生裂纹和煤岩体之间的界面对其力学性质有较大影响。为了探知裂纹和界面的影响,主要研究了轴向裂纹应变随应力、应变的演化特征,并... 随着中国煤炭开采深度逐渐加深,煤岩组合体的力学特性与应力–应变关系显得越来越重要。煤岩组合体的原生裂纹和煤岩体之间的界面对其力学性质有较大影响。为了探知裂纹和界面的影响,主要研究了轴向裂纹应变随应力、应变的演化特征,并基于工程应变和自然(真实)应变的概念,建立轴向裂纹闭合模型(axial crack closure model,简称ACCM)及轴向裂纹扩展模型(axial crack propagation model,简称ACPM),最后建立了峰前应力–应变关系模型。分析发现,轴向裂纹应变与轴向应变关系可分为4个阶段,即初始阶段、稳定阶段、缓慢增长阶段和快速增长阶段,轴向裂纹应变与轴向应力关系与之类似。轴向裂纹闭合模型、轴向裂纹扩展模型与峰前应力–应变模型均能够较好地与试验数据吻合,能够描述应力–应变关系的非线性特点。 展开更多

关键词 岩石力学 煤岩组合体 裂纹闭合 裂纹扩展 非线性

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基于NMR技术的玄武岩纤维喷射混凝土韧性演化规律 被引量：18

11

作者 焦华喆 韩振宇 +2 位作者 陈新明 杨亦轩 王云飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2990-2998,共9页

随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)... 随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)研究了孔隙分布对BFRS韧性的影响,并进行了井下现场支护试验。结果表明:BF掺入后,BFRS 7 d与28 d试块抗弯强度分别提高了9.8%,6.8%,且BF对早龄期抗弯强度提升效果更为明显;分别采用DBV与JSCE标准对BFRS韧性进行评价,实验发现最优纤维掺量为4.5 kg/m^3,此时D1^f和D2^f分别为29.5 N·m和57.9 N·m,试件弯曲韧性比同时达到最大值0.875;对比可知,DBV多值韧性标准更适合评价BFRS抗弯韧性。通过NMR试验发现纤维掺量对BFRS孔隙结构影响较大,纤维掺量达到3 kg/m^3时,BFRS大孔径孔隙占比仅为0.25%,当纤维掺量超过临界掺量4.5 kg/m^3,BFRS大孔径孔隙占比增加,喷射混凝土基体内部缺陷增多,韧性降低。进行井下支护试验发现BFRS抑制变形能力优于普通喷射混凝土,其中纤维掺量为4.5 kg/m^3时,支护段巷道35 d收敛位移最小,仅为0.21 mm,此时支护效果最好。分布在BFRS基体内部的纤维可以形成稳定的三维承力结构,有效改善BFRS基体内部孔隙结构,增加BFRS韧性,提高被支护巷道抗变形能力。高韧性BFRS可以有效地满足深部大变形巷道支护要求,达到“变形不开裂,开裂不掉落”的效果。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 喷射混凝土 韧性 核磁共振 孔隙结构

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机械研磨时间对粗粉煤灰基充填胶凝材料性能的影响 被引量：21

12

作者 刘音 刘洋 +3 位作者 周煜明 路瑶 崔博强 郭皓 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第6期221-225,共5页

为提高粗粉煤灰的综合利用效率,运用电镜扫描和粒度分析方法对粗粉煤灰活性进行研究,探究粗粉煤灰在机械研磨过程中活性随时间的变化关系,观察不同机械研磨时间下粉煤灰活性的激发效果,并分析了机械研磨粗粉煤灰活化机理。试验结果表明... 为提高粗粉煤灰的综合利用效率,运用电镜扫描和粒度分析方法对粗粉煤灰活性进行研究,探究粗粉煤灰在机械研磨过程中活性随时间的变化关系,观察不同机械研磨时间下粉煤灰活性的激发效果,并分析了机械研磨粗粉煤灰活化机理。试验结果表明:研磨20 min时粗粉煤灰胶结剂的强度增长幅度最高,达50%,继续研磨强度增长速率明显下降,因此,机械研磨激发粗粉煤灰活性应控制在20 min内,继续研磨对提高活性作用不大。机械研磨活化粗粉煤灰机理主要包括物理效应、晶态转变以及化学变化。虽然机械研磨提高了粉煤灰的活性,但不能从根本上激发粗粉煤灰的活性,因此提高粗粉煤灰胶凝性需多方面综合考虑,选取最经济的颗粒细度和研磨时间。 展开更多

关键词 粗粉煤灰 机械研磨 研磨时间 充填胶凝材料

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置障条件下含氢瓦斯爆炸特性试验 被引量：7

13

作者 温小萍 苏腾飞 +2 位作者 王发辉 邓浩鑫 刘志超 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期481-487,共7页

为了获得置障条件下含氢瓦斯爆炸特性,通过试验研究了50 mm×50 mm×250 mm透明管道内连续障碍物条件下氢气体积分数对瓦斯爆炸火焰锋面位置、火焰传播速度、超压及最大超压上升速率的影响规律。结果表明,与氢气体积分数为0时相... 为了获得置障条件下含氢瓦斯爆炸特性,通过试验研究了50 mm×50 mm×250 mm透明管道内连续障碍物条件下氢气体积分数对瓦斯爆炸火焰锋面位置、火焰传播速度、超压及最大超压上升速率的影响规律。结果表明,与氢气体积分数为0时相比,当氢气体积分数分别为1. 5%、3. 5%和6. 5%时,火焰锋面到达出口所用时间分别缩短了3. 3 ms、6. 7 ms和8. 3 ms,最大超压分别增大了10. 5%、62. 8%和109. 2%,最大超压到达时间分别缩短了18. 7%、31. 3%和41. 3%,最大超压上升速率大致呈线性增长趋势。此外,当氢气体积分数增加时,其爆炸超压主要频率对应的分量随之增大,爆炸产生超压振荡的周期性增强,其频率主要分布于200～400 Hz,这种高频超压振荡现象可能与含氢瓦斯爆炸产生较大水蒸气分压进而引起的燃烧诱导快速相变有关。 展开更多

关键词 安全工程 瓦斯 爆炸 含氢 火焰 障碍物 超压振荡

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卸载条件下煤岩组合体的裂纹张开效应研究 被引量：16

14

作者 左建平 陈岩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3142-3148,共7页

利用MTS 815试验机对深部煤岩组合体进行分级循环加卸载试验,研究了卸载过程中煤岩组合体轴向裂纹的张开效应,得出其轴向裂纹闭合应力(应变)和张开应力(应变)。研究结果表明:随着循环次数的增加,加载和卸载过程中煤岩组合体的裂纹闭合应... 利用MTS 815试验机对深部煤岩组合体进行分级循环加卸载试验,研究了卸载过程中煤岩组合体轴向裂纹的张开效应,得出其轴向裂纹闭合应力(应变)和张开应力(应变)。研究结果表明:随着循环次数的增加,加载和卸载过程中煤岩组合体的裂纹闭合应力(应变)和张开应力(应变)具有增大的趋势;由于分级荷载的逐步增加,煤岩组合体产生新的裂纹,轴向裂纹闭合应变差、轴向裂纹张开应变差、轴向裂纹应力差随循环次数增大而增大;推导出轴向裂纹张开模型,并利用试验数据进行验证,模型理论值与试验值较为吻合,能有效描述卸载条件下轴向裂纹张开效应。 展开更多

关键词 煤岩组合体 卸载 裂纹张开 非线性模型

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条带式Wongawilli煤柱特征及作用机理分析 被引量：10

15

作者 谭毅 郭文兵 +2 位作者 白二虎 杨达明 王比比 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1003-1010,共8页

条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆... 条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆岩作用,阐明了条带式Wongawilli采煤法煤柱系统与顶板的相互作用机理,本文结合王台铺煤矿地质采矿条件,采用理论分析、相似模拟及现场验证相结合的方法,研究了条带式Wongawilli开采煤柱形式及特征,建立了条带式Wongawilli煤柱的结构力学模型,分析了直接顶离层情况及不规则煤柱、条带煤柱的受力与支护强度。研究表明:条带式Wongawilli采煤法由刀间煤柱、不规则煤柱、条带煤柱形成了特殊的煤柱系统,刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力;不规则煤柱能对顶板的维护起到一定作用;条带煤柱是整个煤柱系统的关键。条带式Wongawilli开采直接顶与基本顶发生离层,直接顶弯曲下沉形成"固支梁"或垮落形成"悬臂梁" 2种结构,并作用于条带式Wongawilli煤柱;条带煤柱与传统条带开采煤柱类似,支撑直接顶及基本顶。不规则煤柱类似于支撑单体的形式(类单体)被动支撑直接顶,且不规则煤柱如果发生失稳破坏,条带煤柱的压缩突变量也会突增,影响其稳定性,进而影响整个条带式Wongawilli开采煤柱系统的稳定。 展开更多

关键词 条带式Wongawilli 煤柱 破坏特征 煤柱失稳 离层

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大断面动压回采巷道围岩变形规律及其控制技术 被引量：27

16

作者 王成 丁子文 +2 位作者 熊祖强 姜涛 欧阳凯 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期135-140,共6页

针对大断面动压回采巷道大变形问题,以成庄矿近20 m^2的强扰动回采巷道为例,采用数值模拟及现场实测的方法,对围岩破坏特征、变形规律以及稳定性控制技术进行分析。研究表明：断面尺寸的增大及强回采扰动迫使巷道发生非对称性变形,内部... 针对大断面动压回采巷道大变形问题,以成庄矿近20 m^2的强扰动回采巷道为例,采用数值模拟及现场实测的方法,对围岩破坏特征、变形规律以及稳定性控制技术进行分析。研究表明：断面尺寸的增大及强回采扰动迫使巷道发生非对称性变形,内部发生分区破坏;采掘应力作用下巷道围岩变形破坏具有明显的阶段性特征;对于大断面动压回采巷道稳定控制,单一的传统支护方式已难以奏效,需采用新型＂三高＂锚杆及注浆加固等分区协同支护技术;实例中采用该技术支护巷道后,底板底鼓量减少450 mm,两帮移近量减少800 mm,巷道变形得到了有效控制。 展开更多

关键词 大断面 动压巷道 变形失稳 “三高”锚杆 注浆加固 协同支护

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高浓度全尾砂胶结充填体强度规律分析 被引量：9

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作者 杨仕教 苏帅 王富林 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第3期847-852,共6页

以某矿山铅锌全尾砂作为研究对象,进行高浓度全尾砂胶结充填体强度规律分析,分别对质量浓度为72%、74%、76%、78%、80%和灰砂比为1∶4、1∶8、1∶12、1∶16料浆试块的7 d,28 d,56 d单轴抗压强度进行非线性回归分析。综合对比实验分析结... 以某矿山铅锌全尾砂作为研究对象,进行高浓度全尾砂胶结充填体强度规律分析,分别对质量浓度为72%、74%、76%、78%、80%和灰砂比为1∶4、1∶8、1∶12、1∶16料浆试块的7 d,28 d,56 d单轴抗压强度进行非线性回归分析。综合对比实验分析结果:灰砂比同充填体强度遵循二次函数关系,质量浓度、龄期同充填体强度均遵循指数函数关系;灰砂比越大,龄期的增加对充填体强度增加影响越大;灰砂比越小,充填体强度随质量浓度的增加越缓慢;所得回归模型能较好的反应充填体强度同各因素间的规律。 展开更多

关键词 高浓度 全尾砂 充填体强度 回归分析

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层理对煤岩动态裂纹扩展分形特征的影响 被引量：24

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作者 龚爽 赵毅鑫 +3 位作者 王震 周磊 杨达明 王文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2574-2582,共9页

对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲... 对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲击条件下的断裂特性测试,并采用高速摄像机对冲击过程中裂纹扩展发育特征进行拍摄。利用Matlab和Image J等图像处理软件,进一步分析了层理和加载速率对煤中动态裂纹扩展分形特征的影响。研究表明:层理结构对煤中动态裂纹扩展路径及速度均具有重要影响,45°层理煤样分形裂纹扩展速度最大,而层理倾角为0°煤样的分形裂纹扩展速度最小;层理倾角对裂纹扩展路径的分形维数也具有显著影响,45°时煤样中裂纹扩展路径分维值最大,其次为层理角度22.5°和67.5°,0°和90°最小;同一裂纹的速度峰值和加速度峰值交替出现,且加速度峰值出现在速度峰值之前,裂纹扩展的驱动力可由加速度指标间接表示。考虑瞬时效应和分形特征的若干煤样裂纹扩展速度测试值与瑞利波速接近,且22.5°,45.0°和67.5°层理角度的煤样测试时易出现最高峰值。该试验结果与先前理论假设相吻合,因此获取含结构面煤岩类材料动态裂纹扩展速度时应当充分考虑其分形效应和瞬时特征。研究成果有助于进一步理解掌握含结构面煤岩体受动载扰动下的裂纹扩展分形特征及裂纹速度演变规律。 展开更多

关键词 冲击载荷 煤岩 霍普金森压杆 裂纹扩展 分形维数

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冲击荷载作用下含双孔洞裂纹石灰岩动态断裂行为 被引量：8

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作者 龚爽 赵毅鑫 +4 位作者 周磊 王震 郭文兵 姚世斌 杨大鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3030-3047,共18页

深入了解不同孔洞缺陷结构对岩石动态力学特性和断裂行为的影响,对于巷道支护设计、岩体工程稳定性评价以及冲击地压动力灾害防治等均具有重要的理论指导意义。为研究含不同孔洞缺陷石灰岩试样在冲击荷载下的动态断裂行为,利用分离式霍... 深入了解不同孔洞缺陷结构对岩石动态力学特性和断裂行为的影响,对于巷道支护设计、岩体工程稳定性评价以及冲击地压动力灾害防治等均具有重要的理论指导意义。为研究含不同孔洞缺陷石灰岩试样在冲击荷载下的动态断裂行为,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击加载系统,对含双孔洞裂纹石灰岩试样进行冲击条件下的断裂特性测试,并采用高速摄像仪对动态裂纹萌生、扩展、贯通直至试样破坏全过程进行了记录,结合图像处理方法进一步分析了冲击荷载作用下含双孔洞裂纹石灰岩的动态抗压强度、动态变形模量、破坏模式和裂纹扩展行为。研究表明:峰值应力处试样破坏的峰值应变在0.00297~0.00493变化,孔洞间距的非对称增长对石灰岩试样峰值强度具有较大弱化影响,非对称孔洞缺陷的间距越大,其对试样的峰值强度弱化程度越高;当孔洞缺陷呈现为非对称状态时,由于受力不均易较早发生压缩破坏。石灰岩试样双孔洞缺陷的形状、间距和非对称性均对其动态抗压强度具有显著影响。石灰岩试样下方的孔洞缺陷对其主裂纹发育具有显著影响,使得初始拉伸裂纹扩展方向产生偏转,试样最终破坏主模式为剪切-拉伸复合断裂。在石灰岩试样的裂纹发育类型中,类型Ⅴ和Ⅵ的远场拉伸和剪切裂纹较为常见。此外,考虑扩展路径分形效应的裂纹速度为表观裂纹扩展速度的1.01~1.17倍。当孔洞缺陷呈非对称分布且间距较大时,最终形成的裂纹数量较少,裂纹扩展速度降低,且更有利于抑制岩石表面的岩屑剥落现象。 展开更多

关键词 孔洞缺陷 石灰岩 霍普金森压杆 裂纹扩展 动力学特性

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高浓度全尾砂充填料浆流变特性试验研究 被引量：9

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作者 王富林 杨仕教 +1 位作者 苏帅 张志浩 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第2期87-90,96,共5页

为探究某矿全尾砂充填料浆的流变特性,利用MCR52流变仪对不同浓度和灰砂比的全尾砂充填料浆进行流变参数测试,同时进行了扩展度测定。结果表明:对充填料浆流变特性的影响程度由大到小依次为质量浓度、灰砂比;料浆质量浓度相同时,屈服应... 为探究某矿全尾砂充填料浆的流变特性,利用MCR52流变仪对不同浓度和灰砂比的全尾砂充填料浆进行流变参数测试,同时进行了扩展度测定。结果表明:对充填料浆流变特性的影响程度由大到小依次为质量浓度、灰砂比;料浆质量浓度相同时,屈服应力和平均黏度均随胶凝材料掺量的减小而减小,扩展度增大;料浆灰砂比相同时,屈服应力和平均黏度随料浆质量浓度增大而增大,扩展度减小;充填料浆浓度由76%增大至78%时,屈服应力、平均黏度陡增2～3倍,扩展度急剧减小,浓度低的充填料浆流动性能较好;全尾砂充填料浆具有"剪切变稀"的明显特征,扩展度可直观表征料浆的流动性能。 展开更多

关键词 充填料浆 流变特性 屈服应力 黏度 扩展度

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