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2020年  第5卷  第2期

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基于分区变权及AHP的煤层底板突水脆弱性评价
张俊杰, 刘守强, 纪润清, 曾一凡, 刘祥宇
2020, 5(2): 131-139.
摘要(475) PDF(117)
摘要:
在进行煤层底板突水脆弱性评价时,往往是通过不同的模型及计算方法得到各个影响因 素的常权权重,各个分区均采用此固定常权权重,忽略了不同分区中各个影响因素指标值在不同 的组合状态下,其影响权重需随之调整,以反映各影响因素对于煤层底板突水相对重要性的变化 问题。 本文结合AHP确定的各影响因素常权权重,引入分区变权模型,调整各分区不同因素组 合状态下的权重分配,改进了常权权重在不同分区评价中的不合理性,进一步提高了评价结果的 精度,对安全开采具有一定的参考价值。
新密煤田芦沟煤矿煤中稀土元素地球化学特征与开采前景
罗钟庚, 李春辉, 汪师逵, 梁汉东
2020, 5(2): 140-149.
摘要(492) PDF(79)
摘要:
以河南新密煤田芦沟煤矿二1 煤层为研究对象,通过XRD、XRF、ICP-MS等分析技术研 究了在低温灰化条件下稀土元素的含量及赋存特征。 结果表明,芦沟煤矿二1 煤层中稀土元素总 含量范围为21.85~287.62μg/g,均值为96.20μg/g;本煤层中稀土元素呈现明显的轻稀土富 集、重稀土亏损的现象,判断主要来源于陆源碎屑;煤中稀土元素含量与煤中黏土矿物含量有关, 且与伊利石的含量最为紧密;中、新生代的构造运动虽然破坏了煤层的结构,但对煤中稀土元素 的含量和分布特征无明显影响;部分分层中的稀土元素含量已达到工业开采要求,具有一定的开 发和利用价值。
含层理面煤试样的巴西圆盘劈裂实验及数值模拟研究
李德建, 祁浩, 李春晓, 冯吉利
2020, 5(2): 150-159.
摘要(535) PDF(104)
摘要:
对含层理的煤岩试样进行巴西圆盘劈裂实验和有限元法-离散元法(FDEM)数值模拟, 结果表明层理角度对劈裂破坏模式和抗拉强度有明显影响。 随着层理角度不断增大,可将劈裂 破坏模式划分为4类:垂直层理面的张拉破坏;折线形张拉-剪切复合型破坏;沿层理面的剪切破 坏;沿层理面的张拉破坏。 对抗拉强度值进行分析可知:当垂直于层理面加载时,层理角度影响 最小,抗拉强度等同于煤试样基质的抗拉强度;随着层理角度增大,抗拉强度逐渐减小;平行于层 理方向加载时,抗拉强度最小。 此外,从能量角度分析可知:随着层理角度增大,试样破坏所耗散 的能量越来越少,破坏越容易。
钢管混凝土支架作用下南关矿煤巷变形破坏规律
孔祥松, 单仁亮, 肖禹航, 鲍甜甜, 原鸿鹄
2020, 5(2): 160-168.
摘要(566) PDF(69)
摘要:
以汾西矿区南关矿煤巷为原型,依托嵌套式相似模拟实验系统建立物理相似模型,研究 煤巷在钢管混凝土支架支护下围岩应力、位移分布规律和变形破坏特征。 应用FLAC3D5.0建立 钢管混凝土支架巷道模型,分别模拟埋深100~1000m的情况,分析煤巷变形破坏规律及支架受 力特点。 研究结果表明:钢管混凝土支架能提高巷道的径向支撑压力,加载初期保持了巷道稳 定,但随着荷载加大两帮收敛量大于顶底板移近量,帮部先出现裂隙并向顶底板发展,随后帮部 和顶板相继失稳,可见帮部是支护的薄弱环节。 在钢管混凝土支架作用下,巷道表面应力呈锯齿 状分布,说明支架对围岩存在有效支护范围,支架之间是支护的薄弱部位;支架套管的轴力和弯 矩均较大,容易发生破坏,导致支架的承载力丧失。 可见,控制煤巷帮部和支架套管的变形破坏, 提高其强度,是保证南关矿煤巷钢管混凝土支架支护稳定性的关键。
大倾角煤层切顶成巷顶板结构演化及控制技术
张礼, 赵晶, 王栓林
2020, 5(2): 169-178.
摘要(634) PDF(67)
摘要:
沿空留巷技术在大倾角煤层坚硬顶板条件下的应用一直是一个难题。 基于大倾角煤层 采空区矸石下滑堆积的特点,以充分利用矸石自承载能力为导向,提出了大倾角煤层切顶成巷技 术。 通过理论分析和数值模拟对切顶成巷与传统留巷的顶板结构及围岩应力进行了对比分析, 根据留巷不同阶段顶板的稳定性及变形特点,对切顶工艺和支护工艺进行了优化,并进行了现场 试验。 研究发现:切顶成巷顶板结构处于超静定状态更利于巷道稳定;留巷动压段围岩稳定性最 差;巷道加强支护和挡矸支护可实现协同变形;现场试验巷道顶底板累计变形量为177mm,支柱 支护阻力小于28MPa,支柱未出现明显弯折情况,现场应用取得成功。
型煤受载破坏表面电荷和微震响应特征及相关性分析
栗婧, 关城, 汪振, 李成武
2020, 5(2): 179-186.
摘要(372) PDF(64)
摘要:
利用自制的煤体表面瞬变电荷与微震信号测试实验系统,对型煤试样在单轴压缩破坏过 程中的应力变化、瞬变电荷、微震信号进行了监测和分析。 实验结果表明:在单轴压缩破坏过程 中型煤试样表面会产生瞬变电荷,电荷信号呈瞬时、单脉冲变化,持续时间较长,为5~12s;微震 信号则呈现出较为明显的阵发性,持续时间较短,为0.2~0.4s。 表面瞬变电荷和微震信号与应 力变化关联性较强,其总体变化趋势在时间尺度上具有较高的同步性,两者峰值时间差为0.08~ 0.5s。 试样破坏过程中存在一个能量释放临界点,对应于应力突变时刻,利用表面瞬变电荷和微 震信号时间尺度上的一致性及能量释放临界点特征,可对煤岩体失稳破裂过程进行更准确的预 测和分析。
黑岱沟露天煤矿过断陷带开采程序优化选择
赵红泽, 李志伟, 孙健东, 张瞾, 郭心灵, 张善之, 马明东
2020, 5(2): 187-193.
摘要(425) PDF(66)
摘要:
开采程序直接关系到矿山的安全高效生产,影响矿山企业的发展及经济效益。 为解 决黑岱沟露天煤矿过断陷带开采程序问题,依据黑岱沟露天煤矿的煤岩赋存条件、矿山生 产现状、工艺设备类型等因素,提出了3 种开采方案。 从经济、技术、安全三方面综合考虑 与方案相关的评价指标,运用三维建模和模拟开采技术,定性与定量相结合对各指标确定 了指标值。 运用层次分析法与理想点法相融合的方法,建立综合评价指标体系模型,确定 了最优的开采方案。
井下掘进机行进纠偏调度规划与控制研究
瞿圆媛, 宋林珂, 吉晓冬, 吴淼
2020, 5(2): 194-202.
摘要(653) PDF(108)
摘要:
根据井下掘进机行进特点制定机身纠偏路径规划,建立掘进机履带式行走位姿偏差模 型;以履带移动线速度和转向角速度作为路径跟踪控制输入量,基于滑模控制器理论设计控制律 以确保位姿偏差的收敛性;利用李雅普诺夫稳定原则证明了路径跟踪控制的稳定性;以某结构尺 寸的掘进机为对象,对多种典型偏航情况进行了机身的纠偏调度仿真。 结果表明,基于位姿偏差 的路径跟踪控制能在有限的调度周期内实现机身纠偏,掘进机的纠偏路径规划和路径跟踪调度 方案整体合理可行,可为深入研究煤巷自动掘进提供良好基础。
一种谐振式加速度计的稳定性分析方法
李艳, 曾浩轩, 张帅印, 朱周宇, 周迅, 周子强
2020, 5(2): 203-208.
摘要(815) PDF(137)
摘要:
谐振式加速度计的振动稳定性,是加速度计的重要性能指标之一,对测量精度和可靠性 有重要影响。 本文以谐振式加速度计敏感结构的振动稳定性为研究对象,研究其结构参数对谐 振梁振动稳定性的影响。 首先分析谐振式加速度的敏感机理,构建谐振梁动力学数学模型;利用 小参数摄动法求解谐振梁动力学数学模型的一般近似解,为谐振梁的振动稳定性提供理论基础; 针对2种典型轴向力,求得谐振梁动力学模型稳定性区间的过渡曲线,定量分析谐振梁振动稳定 性与加速度计结构参数之间的对应关系;依据稳定性分析结论对设计的加速度计进行1g 静态翻 滚验证实验。 研究结果表明,稳定性分析为优化设计加速度计结构参数提供有效的理论依据。
国内外挥发性有机物排放标准对比研究
竹涛, 朱晓晶, 牛文凤, 于洋, 任幸, 林军
2020, 5(2): 209-218.
摘要(497) PDF(182)
摘要:
我国大气污染严重,管控措施不完善,通过开展国内外挥发性有机物排放标准对比研究, 学习国外标准内容,给我国环境管理提供思路,加强管控,降低挥发性有机物对人体健康和生态 环境造成的危害。 通过研究对比我国与发达国家对挥发性有机物的定义、危害属性、管控措施等 内容,对我国管控挥发性有机物提出了建议:强化顶层设计;科学筛选,增加行业管控污染物;建 立精细化标准体系;实行风险管理;兼顾光化学反应与危害属性,加强源头预防。
北京典型城区冬季PM2.5 水溶性离子特征
施云云, 杨欧, 杨巧文, 梁汉东, 马永伟
2020, 5(2): 219-231.
摘要(533) PDF(70)
摘要:
为了全面了解北京市煤改气后冬季大气细颗粒 PM2.5中无机水溶性离子及其来源,于 2017年冬季供暖期间在北京市海淀区连续采集了41个PM2.5 样品,采用离子色谱分析了其中10 种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-)的浓度。 结果表明:采样期 间北京市 PM2.5 的日均质量浓度范围为(94.28±52.49)μg/m3,相较于2016 年,2017 年冬季 PM2.5 日均质量浓度降低了29μg/m3,减少幅度达28.2% ,污染天数明显降低;污染期颗粒物中 NO3-、SO42-、NH4+显著高于优良期;质量浓度比 ρ(NO3-)/ρ(SO42-)大于1,移动源贡献相对较 大,反映出“煤改气”政策实施引起燃煤等固定源排放硫酸盐减少。 采用飞行时间二次离子质谱 (TOF-SIMS)结合质量高分辨模式与正负离子成像模式表征了PM2.5。 结果显示NH4+在污染期 倾向以分子硫酸铵或硫酸氢铵的形态存在。
焦化废水处理技术及其污泥细菌菌群 结构功能研究进展
张怡鸣, 张玉秀, 祖德彪, 李婷
2020, 5(2): 232-241.
摘要(578) PDF(124)
摘要:
焦化废水是一种高负荷、有毒、难降解的有机废水,传统处理工艺难以满足日益严格的排 放标准。 目前,焦化废水处理系统普遍采用预处理、生物处理和深度处理等组合工艺。 生物处理 作为整个水处理系统的主体与核心,具有成本低、无二次污染等优点,在难降解有机物的去除方 面发挥了至关重要的作用。 针对焦化废水极低的可生化性、水质水量波动性较大、生物工艺处理 效率低和运行不稳定等问题,本文综述了焦化废水水质分析、监测技术以及多种焦化废水预处 理、生物处理和深度处理技术等方面的研究进展,特别是分析了生物处理段污泥微生物菌群结构 及其对污染物的去除作用,对各种水处理新技术进行了盘点和展望,以期为今后焦化废水处理技 术的优化和新技术的开发提供基础。
基于“五纵五横”框架的智慧旅游城市建设规划研究
谭凯, 朱美光, 郭恒亮
2020, 5(2): 242-248.
摘要(459) PDF(124)
摘要:
在分析国内外智慧旅游发展现状的基础上,针对我国当前智慧旅游城市建设规划进程中 基础设施建设、公共服务平台构建和应用系统开发等存在的问题,提出了涵盖技术、标准、安全、 政策的“五纵”运维运营体系以及包括基础设施层、信息资源层、应用支撑层、应用层和决策层的 “五横”框架体系,为我国智慧城市建设提供理论支撑和现实借鉴。