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2019年  第4卷  第5期

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库车坳陷北部山前带中生界泥岩元素地球化学特征及其沉积环境意义
梁万乐, 李贤庆, 魏强, 李谨, 孙可欣, 和钰凯, 张亚超
2019, 4(5): 375-383.
摘要(350) PDF(92)
摘要:
应用元素地球化学方法,对库车坳陷北部山前带中生界三叠系和侏罗系泥岩的主量元 素、微量元素和稀土元素(REE)特征进行了研究,并探讨了其沉积环境意义。 结果表明:库车坳 陷北部山前带中生界泥岩主要为陆相淡水沉积,稀土元素具有轻稀土富集特征,稀土元素总量反 映有机质快速堆积、陆源细碎屑补给速度慢的沉积特征。 从三叠纪到侏罗纪古盐度略有上升,古 气候以温暖湿润为主,整体处于贫氧—缺氧环境。 黄山街组沉积时期温暖湿润的气候与较低的 古盐度有利于有机质的形成,贫氧—缺氧环境提供保存条件。 至恰克马克组沉积时期古气候开 始向干燥炎热转化, 且古盐度较高,影响有机质产量,但缺氧环境更有利于其保存。
考虑时间效应的隧道开挖三维沉降预测模型及应用
刘波, 杨伟红
2019, 4(5): 384-393.
摘要(295) PDF(76)
摘要:
采用随机介质理论进行地铁隧道建设的沉降预测时难以考虑沉降随时间的变化过程。 本文基于正态分布累计函数及随机介质理论,建立了考虑时间效应的三维地表沉降预测模型,分 别推导了考虑时间效应的单隧道及双隧道的三维地表沉降预测公式、地表沉降三维倾斜率及三 维曲率的计算方法。 以北京地铁七号线东延豆各庄站—黑庄户站区间工程为背景,对沉降监测 数据进行了反分析预测研究。 结果表明:沉降-时间模型与监测数据较为吻合,验证了本模型的 科学性;根据不同时刻的预测沉降曲面可以计算三维倾斜和三维曲率,获得了地表差异沉降及地 表沉降曲面的形态随时间的变化规律。
岩石断裂混合矩张量反演与数值分析
张凌凡, 陈忠辉, 秦凡, 年庚乾, 陈红杰
2019, 4(5): 394-402.
摘要(512) PDF(75)
摘要:
通过室内岩石声发射试验研究在不同断裂情况下声发射信号的时空演化特征,对岩石工程 的监测预警具有一定的指导意义。 通过岩石的张拉和剪切试验,利用Geiger定位法和混合矩张量 理论分析了岩石不同断裂类型的时空演化特征,并利用数值模拟软件RFPA2D 进行验证。 试验结果 表明:在张拉破坏时,岩石在弯矩最大处首先开裂,并以张拉信号源为主;剪切破坏时,岩石在主裂 隙中部首先开裂,并出现零星的张拉信号源,但随着荷载的增加,其绝大部分的信号源为剪切信 号源。
花岗岩损伤型黏弹性动态本构模型研究
凌天龙, 刘殿书, 梁书锋, 李胜林
2019, 4(5): 403-409.
摘要(481) PDF(188)
摘要:
采用恒应变率SHPB实验装置对花岗岩的动态力学性能进行测试。 结果表明:花岗岩动 态应力-应变曲线在初始加载段呈线弹性,屈服后具有显著的塑性变形特征,屈服应力、峰值应力 和弹性模量均具有应变率相关性。 基于花岗岩动态力学特性,将朱-王-唐(ZWT)模型本构方程 推广到花岗岩材料并对其进行简化,同时考虑冲击荷载作用下损伤对花岗岩动态强度的影响,引 入应变率型损伤演化方程,建立简明的损伤型ZWT动态本构模型。 应用建立的动态本构模型对 SHPB实验测得的应力-应变曲线进行拟合,两者具有较好的一致性,表明构建的动态本构模型 能够较好地反映花岗岩在动载作用下的力学特性。
唐山矿深部孤岛工作面冲击地压预控技术研究
孙强, 王琪, 姚腾飞, 李辉亮
2019, 4(5): 410-416.
摘要(420) PDF(129)
摘要:
冲击地压是严重危害矿井安全生产的动力灾害之一。 孤岛工作面及其巷道附近应力集 中程度高、顶板运动剧烈,易发生冲击地压。 本文针对唐山矿孤岛工作面的特性,首先运用综合 指数法确定Y484工作面的危险等级,将该工作面划分为7个弱冲击强度、2个中等冲击强度和3 个强冲击强度区域;而后采用钻孔应力计和十字布点法确定了区域内的支撑压力峰值位置和影 响范围,并根据不同的冲击地压危险等级分别采用钻孔卸压和爆破卸压技术对冲击地压进行预 控。 应用结果表明,该综合防治技术对Y484工作面的防控安全有效。
基于Hoek-Brown 准则的薄基岩厚松散层覆岩变形破坏特征研究
李全生, 徐祝贺, 张勇, 何文瑞
2019, 4(5): 417-424.
摘要(523) PDF(74)
摘要:
基于Hoek-Brown准则,以实验数据为基础确定了乌兰木伦矿的岩体力学参数,并运用 FLAC3D 研究了煤层开采引起的覆岩破坏特征。 结果表明:①在浅埋深条件下覆岩破坏直至地 表,地表形成偏态下沉盆地,最大下沉值2.1m,下沉系数0.6。 ②在开采区域四周边界一定范围 内分别形成应力降低区和应力增高区,呈现“外紧内松”状态,在工作面煤壁前方垂直应力集中 程度最高,应力集中系数为2.2,在工作面煤壁上方和开切眼上方均存在“压力拱”,但两者的跨 度、拱脚区域大小及应力集中程度不同。 ③乌兰木伦矿12403工作面垮落带高度为18.9m,导水 裂隙带高度为62.5m。
玲珑矿区多阶段遗留采空区群稳定性分析及治理
王炳文1, 熊庭永1, 雷强1, 2, 张毅1, 肖宏超1, 刘杰1, 3
2019, 4(5): 425-433.
摘要(394) PDF(72)
摘要:
为了有效地治理地下遗留采空区,实现建设无尾矿山的目标,对玲珑矿区多阶段遗留采空 区群稳定性进行分析与治理。 首先采用固定梁理论、简支梁理论和载荷传递交汇线理论分析了采 空区顶板稳定性,并根据面积承载理论和矿柱强度公式分析了矿柱稳定性;其次运用FLAC3D 软件 分析了采空区围岩的应力、位移分布情况,进行稳定性评价;最后根据理论分析和数值模拟结果,将 遗留采空区群划分为稳定、较稳定和不稳定三个等级,并根据划分结果在G16采空区、47脉、50脉 及47-1脉废弃巷道开展了全尾砂胶结充填试验。 研究结果表明:G9、G17和G26采空区处于稳定 状态,G1、G2和G3等17个采空区处于较稳定状态,G6、G7和G10等6个采空区处于不稳定状态。 胶结充填试验结果显示:充填体固结效果良好,同时实现了选矿尾砂的地下安全处置。 在采空区治 理过程中,可根据采空区稳定性分析结果设计合理的治理方案。
基于改进广义回归神经网络的工作面低氧预测模型研究
杨小彬, 王逍遥, 周世禄, 张子鹏
2019, 4(5): 434-440.
摘要(373) PDF(132)
摘要:
为了更有效合理地解决煤矿工作面中低氧问题,以神东某煤矿工作面监测数据为样本, 考虑监测物理参数之间的相互影响关系,借助主成分分析法对广义回归神经网络(GRNN)进行 改进,构建工作面氧气浓度预测模型,编制改进的GRNN模型程序。 将预测氧气浓度结果与实测 数据对比,证明改进后的GRNN模型具有良好的拟合准确度和泛化能力,比改进前GRNN模型和 BP神经网络模型更适合于煤矿工作面低氧问题的预测;利用改进的GRNN模型分析了工作面 进、回风压力及进风温度对工作面及回风平巷氧浓度的影响,为矿井工作面低氧预测及工作面低 氧防治技术提供了参考。
电磁波能量安全性分析测试平台的设计
冯柳, 高鹏飞, 张立亚, 王文清
2019, 4(5): 441-447.
摘要(369) PDF(214)
摘要:
在射频天线辐射场中的井下金属结构可以等效为接收天线,聚焦在金属结构上的电磁波 能量在刮擦条件下会以放电火花的形式释放,目前缺乏测试方法和实验设备对电磁波能量引起 的放电火花进行测试。 为解决这一问题,本文开展电磁波能量安全性分析测试平台的研究,针对 电磁波能量耦合到金属结构上的不同途径,设计了辐射场耦合能量测试装置、电磁波能量磁共振 耦合功率测试装置和电磁波能量放电火花实验装置,在此基础上进行了射频信号源在刮擦条件 下的火花功率实验。 实验结果表明,当信号源输入功率小于4.1W时,射频电磁波能量引起的放 电火花不会引燃瓦斯气体。
基于位置指纹与PDR 融合的室内定位算法研究
吴雅琴, 杨硕, 师兰兰
2019, 4(5): 448-454.
摘要(433) PDF(236)
摘要:
运用位置指纹与行人航位推算(pedestriandeadreckoning,PDR)融合的方法研究室内定 位算法,以提高室内定位精度。 对于位置指纹算法,通过优化指纹数据库完成离线数据训练,通 过限定区域加权 K 实现最优邻近法的在线实时匹配 。 对于行人航位推算法,提出自适应加权波 峰检测算法检测步频,改进了步长估算的非线性模型,融合陀螺仪和磁力计信息进行航向估计。 最终运用无迹卡尔曼滤波器对位置指纹和PDR进行融合,提高了定位精度,并在定位系统中进 行了验证和应用。
聚合硫酸铁应用于选择性聚团法制备超纯煤
董子龙, 杨巧文, 赵建兵, 窦蒙, 冯曜
2019, 4(5): 455-460.
摘要(416) PDF(157)
摘要:
为探索聚合硫酸铁应用于选择性聚团法制备超纯煤,以宁夏太西无烟煤为研究对象,采 用选择性聚团法对超细研磨的煤粉进行分选试验。 研究了研磨时间、聚合硫酸铁用量、聚合硫酸 铁与聚合氯化铝混合用量对精煤灰分和产率的影响,对比了硫酸铁和聚合硫酸铁分选效果的影 响。 本研究采用激光粒度仪对不同研磨时间的煤样进行了粒度的测定,采用Zeta电位仪对添加 不同无机高分子电解质的煤进行了电位值的测定。 结果表明,聚合硫酸铁和硫酸铁有利于减少 煤中的矿物质,低用量条件下聚合硫酸铁分选效果优于硫酸铁。 当聚合硫酸铁与质量分数29% 的聚合氯化铝按1∶1混合,其混合用量为26.45g/(t煤)、研磨时间为30min时,分选出的超纯 煤灰分达到0.63% ,精煤产率为66.84% 。 随着聚合硫酸铁用量的增加,Zeta电位呈现先减小后 增大的趋势,由-21.40mV减小到-25.40mV后再增大到-14.30mV。 随着聚合硫酸铁和聚合 氯化铝混合用量的增大,Zeta电位值不断增大,由-23.83mV增大到-13.33mV。
分级破碎过程的断裂动力学分析和试验研究
周强1, 潘永泰1, 郭庆1, 朱长勇2, 魏英华2, 杨程2, 沈宁2
2019, 4(5): 461-467.
摘要(393) PDF(123)
摘要:
分级破碎机齿辊转速是控制破碎产品粒度的关键参数。 目前,齿辊转速的确定处于定性 阶段,还没有相应的理论指导。 本文从Grady-Kipp动态断裂模型出发,分析了加载速率与试样粒 度之间的关系,并通过落锤试验机对无烟煤和煤矸石两种物料在不同加载速率下进行重锤试验, 发现两种物料碎块平均粒度随加载速率的增大按幂函数规律减小,为分级破碎机转速的确定提 供了依据。