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渗流效应下富水粉砂地层盾构隧道端头开挖安全性分析 被引量：1
1
作者 张佳华 杨小丽 +2 位作者 蒋贤勇 张道兵 张标 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期295-306,共12页
盾构在富水地层中掘进,始发或到达前破除洞门极易造成端头地层失稳破坏。为了分析富水地层盾构隧道端头的安全性,预防坍塌灾害的发生,基于前人提出的富水盾构隧道开挖面附近的水头分布经验公式,忽略横断面上的渗流影响,将复杂的三维渗... 盾构在富水地层中掘进,始发或到达前破除洞门极易造成端头地层失稳破坏。为了分析富水地层盾构隧道端头的安全性,预防坍塌灾害的发生,基于前人提出的富水盾构隧道开挖面附近的水头分布经验公式,忽略横断面上的渗流影响,将复杂的三维渗流难题简化为二维渗流问题,得到了富水盾构隧道开挖面附近的二维渗流场。假定渗流过程中静水头保持恒定,引入二维渗流模型,结合极限分析上限法构建渗流效应下富水粉砂地层盾构隧道端头坍塌破坏机制,推导产生破坏的渗透力功率和岩体重力功率以及抵抗破坏的内能耗散率,并采用穷举算法求解安全系数的最优上限解。研究结果表明,水头差、岩体抗剪强度指标、开挖洞径、埋深比对盾构隧道端头的安全性有显著影响,尤其是水头差,假定水头差为0,即不考虑渗流效应会明显高估盾构隧道端头的安全性。与不降水情况相比较,降水处理后盾构隧道端头地层的安全性显著提高,且处于安全状态,安全性不再与埋深有关,而是取决于地层的抗剪强度以及开挖洞径。研究成果成功应用于长沙地铁5号线与2号线,分析了降水前后富水盾构隧道端头地层的安全性,同时也验证了其处理方案的合理性。本文方法可为今后富水地层盾构隧道端头安全性分析提供理论指导。 展开更多
关键词 盾构隧道端头 渗透力 安全系数 降水 地下水位线
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隧道穿越煤矿采空区帷幕注浆圈堵瓦斯技术——以华蓥山隧道工程为例
2
作者 刘磊 郝生炜 +5 位作者 黄飞 罗太友 罗亚飞 钟小凤 龙其毕 谭钢 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第5期992-1000,共9页
为解决公路隧道穿越煤矿采空区面临的采空区瓦斯涌出难题,依托华蓥山隧道正穿高顶山煤矿采空区工程,剖析瓦斯来源、涌出规律及潜在风险,提出采用超前帷幕注浆圈堵瓦斯技术方案并进行优化设计,并对帷幕注浆的瓦斯封堵效果进行检验。研究... 为解决公路隧道穿越煤矿采空区面临的采空区瓦斯涌出难题,依托华蓥山隧道正穿高顶山煤矿采空区工程,剖析瓦斯来源、涌出规律及潜在风险,提出采用超前帷幕注浆圈堵瓦斯技术方案并进行优化设计,并对帷幕注浆的瓦斯封堵效果进行检验。研究结果表明:1)隧道掌子面连通采空区后,采空区内的瓦斯气体在压差作用下涌入隧道内部,同时邻近采空区和煤岩层不断解吸瓦斯气体对采空区进行补给,导致隧道内部瓦斯体积分数持续升高;2)帷幕注浆采用全孔一次性注浆工艺和分段前进式注浆工艺,隧道掌子面布置8圈注浆孔,注浆形成4段喇叭状帷幕圈,帷幕注浆填充率达80%,帷幕圈能有效填堵围岩裂隙、固结破碎岩石、隔离瓦斯气体;3)在应用帷幕注浆圈堵瓦斯技术后,在采空区孔内检测瓦斯体积分数,其最大值由帷幕注浆前的80%降低至注浆后的9.6%。该技术成功应用于华蓥山隧道穿越高顶山煤矿采空区,有效防治了隧道穿越采空区的瓦斯灾害,提高了采空区瓦斯的排放效率。 展开更多
关键词 隧道 瓦斯治理 瓦斯圈堵 超前帷幕注浆 煤矿采空区
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深井恶劣环境对安全人因指标影响的试验研究 被引量：10
3
作者 游波 刘剑锋 +3 位作者 施式亮 刘何清 鲁义 张梦迪 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期52-61,共10页
为探明深井恶劣环境对安全人因指标的定量影响特征,选取安全人因评价指标,基于深井恶劣环境仿真试验系统,通过恶劣环境单因素试验,分析温度、湿度、噪声、照明度对人体的影响特性;定量拟合分析这些环境因素与安全人因响应指标的关系;在... 为探明深井恶劣环境对安全人因指标的定量影响特征,选取安全人因评价指标,基于深井恶劣环境仿真试验系统,通过恶劣环境单因素试验,分析温度、湿度、噪声、照明度对人体的影响特性;定量拟合分析这些环境因素与安全人因响应指标的关系;在单因素试验结果的基础上,多元线性建模回归分析多因素正交试验结果数据。结果表明:温度对人体生理指标(血压、心率、呼吸率、体温)的影响最大,温度对疲劳度影响最大,噪声对注意力影响最大,温度对记忆力和反应时间影响最大,4种环境因素对人体生理及工作效率存在着交互复合影响。 展开更多
关键词 深井恶劣环境 安全人因指标 回归分析 正交试验 复合影响
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复杂环境下铁路路堑爆破开挖安全技术研究 被引量：18
4
作者 唐海 易帅 林大能 《工程爆破》 CSCD 2019年第1期24-31,共8页
为了确保既有铁路线和民房密集区域爆破作业的施工安全,需要着重控制爆破有害效应。结合位于湖南张家界禾家村站东侧的路堑山体爆破开挖工程,探讨了周边民房、铁路路基、铁路边坡的爆破振动控制标准,并从爆破技术和防护等方面对控制爆... 为了确保既有铁路线和民房密集区域爆破作业的施工安全,需要着重控制爆破有害效应。结合位于湖南张家界禾家村站东侧的路堑山体爆破开挖工程,探讨了周边民房、铁路路基、铁路边坡的爆破振动控制标准,并从爆破技术和防护等方面对控制爆破振动、爆破飞石及爆破冲击波进行了研究,采取调整爆破自由面方向、预留部分山体不爆破、预裂爆破、逐孔起爆等技术,降低了爆破有害效应。为准确预报后续爆破振动,每次爆破都进行振动监测,并根据实测结果预测下一次爆破的振动值,及时调整段药量,优化爆破参数。爆破效果表明,本工程研究提出的安全技术措施确保了既有铁路线的正常运行及周边民房、居民的安全,可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 复杂环境 爆破振动 爆破飞石 防护设计 安全
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湖南省农业碳排放特征及碳达峰分析 被引量：22
5
作者 邓维忠 许中坚 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期206-217,共12页
了解湖南省农业碳排放特征及影响因素,可为湖南省绿色低碳农业发展提供科学依据。基于统计年鉴对作物种植面积、农业物资投入量及畜禽养殖量进行数据整合,利用联合国政府间气候变化专门委员会经典碳排放计算理论计算湖南省2007—2020年... 了解湖南省农业碳排放特征及影响因素,可为湖南省绿色低碳农业发展提供科学依据。基于统计年鉴对作物种植面积、农业物资投入量及畜禽养殖量进行数据整合,利用联合国政府间气候变化专门委员会经典碳排放计算理论计算湖南省2007—2020年间农业碳排放量。以2007年为基期年,采用Kaya碳排式和对数均值迪氏分解法(Logarithmic Mean Divisia Index,以下简称LMDI)分析其影响因素,并引入灰色预测模型[gray forecasting model,以下简称GM(1,1)]预测湖南省2021—2040年间碳排放量。计算结果表明,湖南省农业碳排放量呈现出三段式变化:因2008年特大冰雪灾害对农业产生严重影响,农业碳排放量在2007—2008年间呈下降趋势;2009—2015年稳步上升并于2015年达到峰值(6550万t);2015—2020年间整体呈现下降趋势。与此同时,不同地市间存在明显差异:长沙、湘潭、衡阳、邵阳、岳阳、常德、益阳于2015年前后达峰,而其他地市,如株洲、张家界、郴州、永州、怀化、湘西在2018年前均有一段平稳上升期,娄底波动上升,因此难以在2030年前实现碳达峰。湖南省各地市农业碳排放强度呈下降趋势,2007年农业碳排放强度越大的地市其在后续年份中农业碳排放强度下降幅度越大。2007—2020年间各地市农业碳排放量平均变异系数为42%,农业碳排放强度平均变异系数为20%,说明地市之间的农业碳排放量差异程度远大于农业碳排放强度差异程度。农业碳排放源排放占比从大到小依次为:农田土地利用>畜禽养殖>农资投入。地区经济发展水平、劳动力水平和农村总用电量对增加农业碳排放量起主要作用,其中地区经济发展水平、农村总用电量是主要影响因素;农业生产效率、农业产业结构、地区产业结构、农村居民人均用电量的倒数在农业碳排放量减少的过程中起重要作用。本文提出优化产业结构、各地因地制宜地推动绿色创新、加强政府职能等建议,以期为湖南省农业碳减排决策提供参考。 展开更多
关键词 农业碳排放 碳排放强度 时空特征 碳达峰 碳减排 LMDI模型 灰色预测模型 湖南省
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胶结充填体拱效应作用下的水平矿柱回采安全厚度研究 被引量：2
6
作者 蒋江晨 叶永飞 柳小胜 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期39-43,共5页
通过建立三维胶结充填体拱应力模型,得到胶结充填体竖向荷载计算公式,并根据四边固支顶板模型和岩体极限抗拉强度准则,得到了水平矿柱回采安全厚度确定方法。在某铅锌矿612采场水平矿柱回采的运用实践表明,解析模型计算的胶结充填体竖... 通过建立三维胶结充填体拱应力模型,得到胶结充填体竖向荷载计算公式,并根据四边固支顶板模型和岩体极限抗拉强度准则,得到了水平矿柱回采安全厚度确定方法。在某铅锌矿612采场水平矿柱回采的运用实践表明,解析模型计算的胶结充填体竖向应力与数值模拟结果基本吻合,数值模拟中顶板未出现塑性区,验证了计算确定的保留顶板厚度满足安全生产需求;回采过程监测结果表明,监测点附近的最大累计位移低于极限位移,保留顶板趋于稳定,确定的水平矿柱回采安全厚度具有足够的可靠性。 展开更多
关键词 胶结充填体 拱效应 水平矿柱 薄板理论 回采 安全厚度
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环境风下大型储罐火灾火焰特征与热物理性质研究
7
作者 蒋依 鲁义 +2 位作者 沈芳 黄丽姣 黄怡 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期84-92,共9页
为研究燃油储罐火灾过程中的火焰特性与火灾发展过程,基于相似准则设计小尺度实验,通过数值模拟进行全尺度实验验证,指出风速状态对储罐火灾的火焰特征、特性的影响。研究结果表明:处于软风、轻风状态时,甲醇汽油的燃烧会更快进入稳定... 为研究燃油储罐火灾过程中的火焰特性与火灾发展过程,基于相似准则设计小尺度实验,通过数值模拟进行全尺度实验验证,指出风速状态对储罐火灾的火焰特征、特性的影响。研究结果表明:处于软风、轻风状态时,甲醇汽油的燃烧会更快进入稳定燃烧阶段,维持稳定阶段的时间更久。火焰高度与火焰倾角的变化随着风速的增加逐渐减小并逐渐趋于平缓、火焰最高温度逐渐减小,但对火焰轴线的温度分布影响不明显;在无风状态时,风速的增加对达到热释放速率最大值的时间影响不大,但对热释放速率最大值影响较为显著;在软风、轻风状态时,风速对达到热释放速率最大值的时间影响较大。通过全尺度数值模拟实验验证得到相似实验与数值模拟实验之间的相对误差基本分布在15%以下,具有一定可靠性。研究结果可为燃油储罐火灾的安全性及其小尺度相似实验提供设计参考。 展开更多
关键词 储罐火灾 相似准则 火焰特征 热释放速率 稳定燃烧阶段
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矿用通风服环境与服装参数对人体热舒适的影响研究
8
作者 游波 王思奇 +2 位作者 杨娇 刘何清 徐美峰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3325-3334,共10页
为了提高矿用通风服的降温效果,探究矿用通风服衣内空间参数与服装宽松度对人体舒适度的影响,结合人体着装通风服在静止状态下的结构特征分析三种矿用通风服微空间风速及温度分布,以探寻降温性能最佳管路结构。设计宽度维度分别为110 cm... 为了提高矿用通风服的降温效果,探究矿用通风服衣内空间参数与服装宽松度对人体舒适度的影响,结合人体着装通风服在静止状态下的结构特征分析三种矿用通风服微空间风速及温度分布,以探寻降温性能最佳管路结构。设计宽度维度分别为110 cm、118 cm、126 cm(S码、M码、L码)的矿用通风服,探讨在不同运动速度时不同宽松度下的矿用通风服微空间气流变化和温度分布,并根据微空间参数评估静止时三种管路结构、运动时最佳管路结构在不同宽松度下的矿用通风服微空间局部热舒适。结果表明:螺旋型通风服的衣下微空间风速分配均匀,降温效果最佳;服装宽松度对微空间温度的影响较显著,通过预计平均热感觉指数(Predicted Mean Vote,PMV)计算评估衣内微空间局部区域热感觉,螺旋型M码矿用通风服舒适感最佳。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 矿用通风服 衣内微空间 服装宽松度 热舒适
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施工隧道台车周边热环境营造与回用风出流角优化
9
作者 陈卫宏 李诚 +4 位作者 王达 高超新 陈品明 韦红亮 陈世强 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第7期215-219,共5页
为改善施工隧道二衬台车周边热环境,将湿式空气净化装置应用于天巴高速公路拾贰坡隧道。围绕装置回用风高效利用问题,以拾贰坡隧道为工程原型,利用Fluent软件建立了0°、15°、30°、45°、60°、75°6种不同... 为改善施工隧道二衬台车周边热环境,将湿式空气净化装置应用于天巴高速公路拾贰坡隧道。围绕装置回用风高效利用问题,以拾贰坡隧道为工程原型,利用Fluent软件建立了0°、15°、30°、45°、60°、75°6种不同出流角的混合式通风计算流体力学模型。基于上述模型进行了数值模拟计算,抽取出二衬台车工作段5个切面的温度—速度场数据,进一步引入体感温度公式作为评价指标,量化出流角变化对台车工作区域速度—温度场的影响,优选了回用风出流角。研究结果表明:出流角过小导致流场紊乱,致使回用风效率降低,不利于环境营造;增大出流角至30°以上时,回用风利用效率明显提高,风速大幅上升,温度出现下降;至45°时,回用风有效利用率接近极限,但降温效果仍随着角度增大而提升;至60°时,降温效果最佳,降低约1.5℃;至75°时,风速降低,温度升高,体感温度降低趋势逆转而升高。结合实测数据,发现回用风出流角为60°时,可最大限度改善隧道施工热环境,保障施工人员职业健康安全。上述分析结果为湿式空气净化装置迭代优化提供了量化参考。 展开更多
关键词 施工隧道 局部环境营造 体感温度 出流角 数值仿真
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基于透明水文地质模型的工作面顶板水害预警研究 被引量：2
10
作者 连会青 晏涛 +4 位作者 尹尚先 徐斌 康佳 周旺 闫国成 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期259-271,共13页
我国西部矿区因地质条件复杂,煤层顶板水害问题日渐突出,传统水害预警手段难以有效应对这一挑战。为解决水害预警中指标选取、预警方法及标准构建等核心问题,系统开展了顶板水害预警的基础理论研究、关键技术分析及智能化平台建设工作... 我国西部矿区因地质条件复杂,煤层顶板水害问题日渐突出,传统水害预警手段难以有效应对这一挑战。为解决水害预警中指标选取、预警方法及标准构建等核心问题,系统开展了顶板水害预警的基础理论研究、关键技术分析及智能化平台建设工作。首先,在传统透明地质模型基础上提出了透明水文地质模型的概念,引入动态更新功能并明确其设计实现思路;其次,基于顶板水害发育“3阶段”机理分析,提出指标选择应遵循约束性、独立性和持续性“3原则”,确定了地表水特征、含水层结构及性质、隔水层结构及性质、采动影响围岩运移特征及水文要素动态变化特性5大类主要影响因素,共从中提取出14项可量化指标构成顶板水害预警指标体系;根据已有事故案例、现场水文观测数据变化规律和相关标准规范,提出由4个预警指标参与的智能水害预警方法,划分出4个等级的预警级别、标准和应对措施;以透明水文地质模型为逻辑底层,内嵌预警指标、方法、标准和多态接口,集成开发了具备3个层级、6个核心功能的顶板水害智能化预警平台,该平台通过触发器和轮询的混合预警机制,实现了多指标综合评价与预警;最后,平台在西部某煤矿进行了为期1 a的示范应用,期间成功发出15次预警信息,其中10次为监测设备异常预警,5次为水害信息预警,所有预警均提前采取了有效应对措施。结果表明:该平台的应用验证了预警指标、方法、标准和平台的有效性与适用性。未来的研究可进一步优化预警模型和数据分析方法,以提升平台的预警精度和响应速度。 展开更多
关键词 透明水文地质模型 顶板水害 预警指标体系 预警方法 智能化预警平台
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煤自燃环境磷氮系抑爆剂抑制多元可燃气体爆炸机制研究
11
作者 张术琳 文拙 +1 位作者 鲁义 杨明瑞 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第3期398-404,共7页
利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学... 利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学反应动力学模型,共61种组分和259步基元反应。根据模拟计算得到多元可燃气体各关键组分摩尔分数变化、反应平衡时温度变化、氢自由基和羟基自由基摩尔分数变化、温度敏感性系数变化等数据,探究关键抑爆组分并对其反应路径进行分析,揭示抑爆剂的抑爆机制。结果表明,ABC和MCA均对多元可燃气体有较好的抑爆效果,且抑爆效果随ABC和MCA比例的增加而增强,ABC抑爆效果优于MCA。两种抑爆剂皆可通过促进H基和OH基结合,生成更加稳定的H_(2)O从而达到抑爆效果,其中ABC的主要抑爆机制为HOPO和PO_(2)形成2HOPO⇔PO_(2)抑制循环,消耗大量H基与OH基生成更稳定的H2O,切断链式反应从而抑爆;MCA的主要抑爆机制为HNCO消耗H基和OH基生成H_(2)O,切断链式反应从而抑爆。 展开更多
关键词 煤自燃 多元可燃气体爆炸 磷氮系抑爆剂
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煤中吸附态与游离态甲烷的串联扩散特征及理论表征
12
作者 程远平 易明浩 王亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期326-339,共14页
厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5... 厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5~100 nm的扩散孔,在此基础上建立了填充孔吸附态扩散和扩散孔游离态扩散的双孔串联扩散模型,并通过对甲烷解吸实验数据的拟合获得了甲烷扩散参数和孔隙结构参数。结果表明:基于多尺度孔隙甲烷吸附模型计算的甲烷极限吸附量与实测值匹配程度较好,其中90%以上的吸附态甲烷以微孔填充形式赋存于填充孔内,表明煤对甲烷的吸附能力取决于填充孔结构;解吸过程中填充孔内发生吸附态甲烷扩散,并不断流入扩散孔中以游离态扩散的形式流出,其中吸附态和游离态甲烷扩散系数分别处于10^(-13) m^(2)/s和10^(-6) m^(2)/s量级,而填充孔和扩散孔当量孔长分别为0.109~2.855μm和0.525~3.106 mm,对应的当量孔数分别为10^(16)~10^(17)个/g和10^(10)~10^(12)个/g;由于填充孔数量更多、孔长更短,吸附态甲烷浓度更高,煤中吸附态甲烷的质量传输速度要远大于扩散孔内的游离态甲烷,煤中甲烷的解吸主要受到扩散孔中游离态甲烷扩散过程的控制。 展开更多
关键词 孔隙结构 微孔填充 扩散模型 甲烷赋存 煤粒解吸
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循环荷载作用下含倾斜单裂隙砂岩力学响应特征及渗流演化规律 被引量：3
13
作者 唐劲舟 唐文豪 +4 位作者 杨科 赵延林 刘钦节 段敏克 谭哲 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期199-212,共14页
为了研究循环荷载对裂隙岩体力学破坏特征和渗流演化规律的影响,开展轴压和孔压低频多次循环加卸载条件下含倾斜粗糙单裂隙砂岩的应力-渗流耦合试验。结果表明:在应力的作用下,岩样沿预制裂隙面发生相对滑移,裂隙表面凸起在滑移过程中... 为了研究循环荷载对裂隙岩体力学破坏特征和渗流演化规律的影响,开展轴压和孔压低频多次循环加卸载条件下含倾斜粗糙单裂隙砂岩的应力-渗流耦合试验。结果表明:在应力的作用下,岩样沿预制裂隙面发生相对滑移,裂隙表面凸起在滑移过程中发生磨损、剪断,凸起的剪断和磨损会导致加载过程中应力的小幅跌落,也是导致流量在压缩过程中发生波动的主要原因;对于含倾斜单裂隙的试样,其强度主要取决岩块是否沿预制裂隙面产生滑移和孔压的大小;在轴压循环加卸载过程中,裂隙岩体随着循环次数的增加产生损伤劣化,试样抵抗变形的能力变弱,表现为弹性模量非线性下降,泊松比非线性上升;孔压循环加卸载会减短衰减蠕变段的时间,在稳定蠕变阶段会减小蠕变的应变率;循环加卸载过程中流量是一个动态演化的过程,在加载初期,因为裂隙在应力的作用下发生闭合,流量呈下降趋势,随后流量随着轴压的循环加载―卸载而减小―增大;基于灰度阈值分割方法可以将裂隙的连通域和接触域较好的分离开,连通域与整个裂隙面面积相比得到的裂隙连通率Ф,最终流量随分形维数D与裂隙连通率Ф的增大呈指数级增大。 展开更多
关键词 裂隙岩体 循环加卸载 力学特性 渗流 形貌表征
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低阶煤体瓦斯减阻增渗与强化驱替试验研究 被引量：1
14
作者 陈勇 王鹏飞 +2 位作者 刘荣华 王俏 刘开新 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2496-2508,共13页
为实现低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替,基于煤体多孔介质本真属性下瓦斯吸附与驱替机理,首先利用水介质、表面活性剂CTAB、微纳米气泡的共存特性获得了液气耦合介质,以环管流量、旋转黏度表征了液气耦合介质的优化性能与提质增效特征... 为实现低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替,基于煤体多孔介质本真属性下瓦斯吸附与驱替机理,首先利用水介质、表面活性剂CTAB、微纳米气泡的共存特性获得了液气耦合介质,以环管流量、旋转黏度表征了液气耦合介质的优化性能与提质增效特征;之后结合渗流瞬时流量、气测渗透率量化了液气耦合介质对低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替效应。结果表明:质量分数0.05%的表面活性剂CTAB可有效降低液相表面张力50.41%,微纳米气泡可平均降低液相表面张力5.50 mN/m;基于表面活性剂CTAB与微纳米气泡的表面活性,液气耦合介质环管流量相对蒸馏水介质、含表面活性剂介质分别增大1.44、1.27倍;转速为100、200、300、600 r/min时,液气耦合介质旋转黏度相对蒸馏水介质分别降低60.00%、71.43%、50.00%、45.45%,相对含表面活性剂介质分别降低42.86%、60.00%、37.50%、25.00%。煤体分别在蒸馏水介质、含表面活性剂水介质、液气耦合介质平衡作用下甲烷渗流驱替时,随着介质环管流量的增大和旋转黏度的降低,瞬时流量与气测渗透率呈现逐渐增大的趋势。基于液气耦合介质良好的减阻性能与流动性能,对长焰煤分别在轴压为3、5 MPa,围压为3、5 MPa瓦斯驱替时,瞬时流量相对蒸馏水介质分别增大1.43、1.67倍,气测渗透率相对蒸馏水介质分别增大1.44、1.68倍,且不同轴压、围压之间的渗流差异明显缩小。液气耦合介质进一步活化了表面性能,在高流量、低黏度作用下实现低阶煤体瓦斯的减阻增渗与强化驱替,尤其对煤体增渗解吸与抽采达标、高产工作面瓦斯涌出防治具有明确的工程导向。 展开更多
关键词 液气耦合 减阻增渗 强化驱替 旋转黏度 瞬时流量 渗透率
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基于遥感生态指数的大冶矿区生态网络格局构建及优化 被引量：1
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作者 李婷 李朝奎 +2 位作者 从政 冯媛媛 毛艳 《浙江农林大学学报》 北大核心 2025年第3期601-610,共10页
【目的】湖北省大冶矿区是中国重要的铜矿石和铁矿石生产基地,在开采资源促进地区经济发展的同时,也给当地生态平衡带来了巨大挑战。从宏观层面构建科学合理的生态网络,识别保护和修复的关键区域,对于维护当地生态平衡至关重要。【方法... 【目的】湖北省大冶矿区是中国重要的铜矿石和铁矿石生产基地,在开采资源促进地区经济发展的同时,也给当地生态平衡带来了巨大挑战。从宏观层面构建科学合理的生态网络,识别保护和修复的关键区域,对于维护当地生态平衡至关重要。【方法】以大冶矿区为研究对象,采用遥感生态指数(RSEI)的方法识别生态源地、修正生态阻力面,进而利用电路理论识别生态廊道、生态夹点及生态障碍点,构建大冶矿区生态网络格局。【结果】大冶矿区的生态网络格局由11处生态源地、18条生态廊道、17处生态夹点及32处生态障碍点构成。生态源地主要分布在市域南部、西部、东部,总面积为442.24 km^(2);生态廊道总长度为104.55 km,其中中南部地区多为高等级阻力廊道,东北部多为中等级阻力廊道,西部多为低等级阻力廊道;生态夹点主要集中在西部低阻力廊道上,而生态障碍点则多分布于中南部高阻力廊道上。基于以上要素,构建“南山、北湖、多廊、多点”的生态网络格局。【结论】遥感生态指数的方法能有效识别出具有高生态价值和连通性的生态源地。基于修正后的生态阻力面,能够精准识别出具有最小阻力值的生态廊道,显著提升了整个生态网络结构的合理性。 展开更多
关键词 生态网络格局 遥感生态指数 电路理论 大冶矿区
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“双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展 被引量：2
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作者 余伟健 孙梅霖 +2 位作者 杜锦滢 陈国梁 王闯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步,但矿山开采破坏了生态环境,降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效,在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上... 矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步,但矿山开采破坏了生态环境,降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效,在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上,从政策与修复技术等方面介绍了我国矿山生态修复进展,并分析了在环境保护意识薄弱、修复模式单一与多元激励保障失衡方面存在的不足,阐述了树立减排增汇理念、推进节能减排生产工艺、开展矿区“废水、废气、固体废弃物”资源化利用、加强生态修复4类矿山环境修复措施,提出了适于“双碳”目标下矿山生态环境的修复策略及途径,为“双碳”背景下加强矿山生态环境修复、增强碳汇功能提供理论支持。 展开更多
关键词 “双碳”目标 矿山 生态修复 减排增汇 固碳 研究进展
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厚硬顶板采场诱发逆断层失稳的力学机制研究 被引量：2
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作者 余伟健 郭涵潇 +3 位作者 李可 廖泽 吴根水 潘豹 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
为了研究厚硬顶板条件下工作面逆断层的失稳力学机制,通过断层边界煤柱尺寸、断层倾角及岩层移动角三者关系,确立了采场覆岩移动区与断层面之间的空间关系模型。通过采场覆岩各岩层移动角建立了覆岩岩层移动线方程,结合断层倾角得出了... 为了研究厚硬顶板条件下工作面逆断层的失稳力学机制,通过断层边界煤柱尺寸、断层倾角及岩层移动角三者关系,确立了采场覆岩移动区与断层面之间的空间关系模型。通过采场覆岩各岩层移动角建立了覆岩岩层移动线方程,结合断层倾角得出了不同层位岩层移动线与断层面之间的距离函数公式,精确划定了断层面与岩层移动线的边界过渡区范围。基于岩层抗拉强度建立了断层边界岩块的极限平衡方程,给出了断层倾角小于岩层移动角情况下,边界岩块力学失稳判据,并通过力矩平衡方程建立边界岩块的偏转失稳判据。以现场案例为基础,采用双判据确定了断层倾角小于岩层移动角情况下的逆断层的活化岩层区域,确定了断层面的活化规律与离层空间分布情况。理论分析了逆断层边界条件的围岩变形破坏机理,试验模拟了断层区域采场岩层的整体运移规律,全面计算探究了厚硬顶板条件下逆断层区域采场围岩的力学与位移变化模式。结果表明:逆断层在厚硬顶板破断前发生活化;断层小于岩层倾角情况下,断层面离层空间主要分布在厚硬顶板区域的弯曲下沉带;与断层面产生离层空间的岩层竖向裂隙空间显著减少;与断层面产生离层空间的岩层对采空区空间的向上传递效率显著提高;可以通过优化断层保护煤柱尺寸来维持断层围岩的稳定;双判据模型从理论层面给出了断层边界保护煤柱的尺寸取值依据,为现场的保护煤柱宽度提供最优解。 展开更多
关键词 断层活化 厚硬顶板 岩层移动线 非连续边界条件 极限拉应力 失稳判据
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基于偏应力场的巷道围岩破坏特征及工程稳定性控制 被引量：28
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作者 余伟健 吴根水 +2 位作者 袁超 王平 杜少华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1408-1419,共12页
针对巷道围岩破坏机理及稳定性控制问题,采用岩石力学等相关理论推导了巷道围岩偏应力场的解析解,分析了圆形巷道围岩在不同情况下的分布情况,建立了偏应力场与塑性区分布的本构方程,表明塑性区半径与极坐标的角度和偏应力是密切相关的... 针对巷道围岩破坏机理及稳定性控制问题,采用岩石力学等相关理论推导了巷道围岩偏应力场的解析解,分析了圆形巷道围岩在不同情况下的分布情况,建立了偏应力场与塑性区分布的本构方程,表明塑性区半径与极坐标的角度和偏应力是密切相关的,可呈不规则分布;结合工程实际,采用数值计算模拟分析了垂直应力大于水平应力时(侧压系数λ=0.4)和水平应力大于垂直应力时(侧压系数λ=1.6)不同应力状态下的巷道围岩偏应力和塑性区演化过程;根据现场调查及塑性区演化特征,提出在不同侧压系数下巷道围岩可形成典型正对称失稳模式和典型角对称失稳模式,并分析了这两种破坏模式的巷道围岩支护误区,以及相应的控制原则与关键技术。结合木孔煤矿和高坑煤矿的工程实践,应用了以"锚杆+锚索"支护为主,以提高两帮稳定性目标的"高强刚桁架"综合支护技术;以及以"关键部位注浆",发挥内、外耦合作用的"锚杆+U型钢+锚索"综合治理方案。工程实践表明,所提出的支护方案分别能对正对称失稳巷道和角对称失稳巷道围岩变形能起到较好的控制效果。 展开更多
关键词 巷道围岩 偏应力 塑性区 失稳模式 稳定性控制
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基于IAHP-CV组合赋权的煤瓦斯隧道施工风险模糊预测模型研究
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作者 姜安民 张道兵 +4 位作者 刘霁 王飞飞 董彦辰 李延超 尹华东 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1604-1616,共13页
为有效控制煤瓦斯隧道施工风险,对基于区间层次分析法与变异系数法组合赋权的煤瓦斯隧道施工风险模糊预测模型进行研究。首先,运用频次分析、鱼骨分析及专家访谈等方法筛选风险因素指标,从施工人员、机械设备、施工过程、工程特征与地... 为有效控制煤瓦斯隧道施工风险,对基于区间层次分析法与变异系数法组合赋权的煤瓦斯隧道施工风险模糊预测模型进行研究。首先,运用频次分析、鱼骨分析及专家访谈等方法筛选风险因素指标,从施工人员、机械设备、施工过程、工程特征与地质环境、瓦斯特征与赋存环境、施工管理这6个方面建立风险因素指标体系;其次,运用区间层次分析法与变异系数法进行组合赋权,确定风险因素指标权重;再次,对煤瓦斯隧道施工综合风险等级进行划分,构造风险等级隶属度函数,基于上述指标体系与权重构建煤瓦斯隧道施工风险模糊预测模型;最后,运用该模型对湖南某煤瓦斯隧道施工风险进行预测。研究结果表明:施工人员风险、机械设备风险、施工过程风险、工程特征与地质环境风险均处于III级(中等)至IV级(较小)之间,瓦斯特征与赋存环境、施工管理风险、施工综合风险所处等级均为II级(较大)至III级(中等)之间,风险预测结果与实际结果较接近;运用该模型对煤瓦斯隧道施工风险进行预测可操作性强,预测结果可靠。 展开更多
关键词 煤瓦斯隧道 施工风险 区间层次分析法 变异系数法 组合赋权 模糊理论 预测模型
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基于探空资料的湖南地区加权平均温度本地化模型研究 被引量：29
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作者 李黎 田莹 +3 位作者 谢威 杨鹤 查达剑 孙敏 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第3期282-286,291,共6页
利用湖南地区长沙、怀化、郴州3个探空站数据,将数值积分法计算的T_m作为参考值,并基于最小二乘法建立湖南地区T_m本地化模型。研究结果表明,Bevis模型计算的T_m值在湖南地区存在2.51K的系统偏差;湖南本地化模型T_m值与地面温度Ts之间... 利用湖南地区长沙、怀化、郴州3个探空站数据,将数值积分法计算的T_m作为参考值,并基于最小二乘法建立湖南地区T_m本地化模型。研究结果表明,Bevis模型计算的T_m值在湖南地区存在2.51K的系统偏差;湖南本地化模型T_m值与地面温度Ts之间的相关系数达到0.942 5,模型平均偏差1.60K,内符合精度1.41K;基于本地化T_m模型计算的GPS PWV与利用探空数据计算的PWV相比,平均偏差为0.52mm,标准差为2.21mm,RM_S为2.45mm。总体而言,本地化T_m模型的精度优于Bevis模型,更适用于湖南地区的GPS气象研究及业务应用。 展开更多
关键词 加权平均温度 GPS气象学 探空资料 可降水量
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