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矿业科学学报

矿业科学学报

《矿业科学学报》是由教育部主管、中国矿业大学（北京）主办、煤炭工业出版社出版的综合性中文学术期刊。《矿业科学学报》国内统一连续出版物号为CN10-1417/TD，双月刊，国内外公开发行。主要刊载矿业科学领域的原创性成果，内容包括矿业工程、煤矿开采、安全科学与工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、矿山建设工程、岩石力学与地下工程、矿山机械工程、矿山电气工程与自动化、矿物加工与利用、煤矿环境保护、煤炭能源绿色开采与洁净利用、管理科学与工程、能源安全与发展战略等。
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  • 发文量：365
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  • H指数：0
  • 开始收录时间：-
  • CNKI综合因子：-
  • 维普期刊影响因子： -
  • 万方期刊影响因子：-
  • 创刊时间：-
  • 国内刊号/CN：10-1417/TD
    国际刊号/ISSN：2096-2193
  • 发行周期：双月刊
    邮发代号：80-919
  • 主管单位：中华人民共和国教育部
    主办单位：中国矿业大学(北京)
矿业科学学报-联系信息
  • 主编：彭苏萍
  • 电话：010-62339552 62339528 62339897 62331573
  • 邮箱：kykxxb@cumtb.edu.cn
  • 地址：北京市海淀区学院路丁11号
  • 邮编：100083
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矿业科学学报 >2021年第6期

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  • 摘要：为探究极近距离煤层回采巷道围岩稳定性类别与支护方式,用数学方法综合评价围岩稳定性类别。采用模糊综合评判法建立数学模型,选择围岩自身性质和应力环境等影响因素作为围岩分类指标,求解模糊综合判别矩阵、指标权重和围岩隶属程度;运用灰色关联度分析法对围岩稳定性类别进行验证,并提出相应的巷道支护方式。结果表明,极近距离煤层回采巷道对Ⅰ-Ⅴ类围岩的隶属度分别为0.184 6、0.211 7、0.186 6、0.177 6、0.239 4,其中Ⅴ类围岩隶属程度最大,与验证结果相一致。围岩属于Ⅴ类极不稳定围岩,极近距离开采导致顶板破碎,巷道承受荷载较小,采用U形钢梁棚支护,矿压观测显示巷道支护效果显著。
  • 摘要：针对煤炭大省山西推进的煤炭产业转型升级、煤炭流动及碳排放变化的情况,依据山西省煤炭平衡表绘制了2011年和2016年山西省煤流图和碳流图,并进行对比分析。结果表明:山西省去库存和增加高附加值煤产品调出效果显著,煤制油、制气技术取得突破,煤炭产业链向精细化方向发展;煤炭加工转换过程中的固体废弃物和余热得到了资源化利用,供热效率进一步提升,由2011年的75.6%上升到2016年的80.2%;2011-2016年山西省煤炭相关碳排放总量增幅较小,发电部门碳排放得到有效控制,但供热部门碳排放上升显著;生活消费碳排放明显下降,但乡村碳排放为城镇的2倍,是未来碳排放控制的重点区域。研究结果为山西省未来的煤炭生产结构调整、煤炭加工技术改进和煤炭相关碳排放控制提供借鉴,对其他面临能源转型的煤炭资源型省份具有参考意义。
  • 摘要：通过不同变形加载速率下干燥和饱水岩样的单轴压缩试验,研究了砂岩抗压强度、弹性模量、峰后应变和声发射特性的变形率效应和水理效应,定义力学参数的强化和弱化因子,建立考虑砂岩变形率和水理效应的一维本构模型并进行验证。结果表明:①干燥砂岩的应力-应变曲线包括弹性、弱塑性和破裂三个阶段,饱水砂岩则出现较长压实阶段,同时弹性阶段缩短,塑性阶段增长。②加载速率对干燥和饱水砂岩的抗压强度均具有强化作用,抗压强度的率效应强化因子随加载速率的增大而增大;水对砂岩抗压强度具有弱化作用,且水理效应弱化因子随加载速率的增大而增大;随着加载速率的增大,干燥和饱水砂岩抗压强度的差值逐渐减小。③加载速率对干燥和饱水砂岩的弹性模量均具有强化作用,且随加载速率呈线性增大趋势;水对砂岩弹性模量具有弱化作用,不同加载速率下砂岩弹模的弱化因子变化不大。④加载速率对砂岩峰后应变的影响较小,饱水砂岩的峰后应变远大于干燥砂岩,峰后应变的水理强化因子对加载速率不敏感。⑤砂岩的声发射信号随着加载速率的增大而增多;相对于干燥砂岩,饱水砂岩的声发射能量累积速度明显推迟,但能量累积的总量增大3~5倍。
  • 摘要：采用流体包裹体岩相学、显微测温及储层颗粒荧光定量等方法,对库车坳陷迪北气藏侏罗系储层古流体特征与油气充注史进行了研究.结果表明,迪北气藏侏罗系储层发育两期烃类包裹体:第Ⅰ期为黄绿色的液态烃包裹体,为早期原油的充注;第Ⅱ期为发蓝白色荧光的气液包裹体与无荧光的气态烃包裹体,显示晚期天然气充注.盐水包裹体均一温度呈双峰型分布特征,也指示两期油气充注.储层颗粒荧光定量分析表明,迪北气藏侏罗系储层中的油可能为不同源或不同成熟度原油的混合.结合迪北气藏沉积埋藏史研究得出,迪北气藏经历了两期油气充注:第一期为18～16 Ma期间的油充注;第二期为5～3 Ma期间的天然气充注.西域组沉积期以来构造运动强烈,气藏经历改造在构造低部位成藏.
  • 摘要：遥感蚀变信息提取以岩矿裸露或低植被覆盖区为主,高植被覆盖区蚀变信息提取一直是一个难题.以Sentinel-2为代表的多光谱卫星数据具有大幅宽、空间分辨率和光谱分辨率都较高等特点,但尚未被应用于高植被覆盖区蚀变信息提取.因此,本文根据植被和矿物光谱特征差异,结合Sentinel-2多光谱传感器波段设置的特点,选取波段组合进行差分处理,提出了多光谱差分植被抑制法(Multi-spectral Differential Vegetation Suppression,MDVS).分析结果表明,MDVS可以有效去除浓密植被影响,与主成分变换配合使用,在散点图中准确圈定出羟基和铁染蚀变信息.本研究为实现大范围高植被覆盖区蚀变矿物分布信息提取奠定基础,对于遥感找矿技术的应用和推广具有重要意义.
  • 摘要：在煤层群开采过程中,前期开采煤层形成的采空区垮落带将会受到后期开采煤层的重复扰动,垮落带内的破碎煤岩体将会进一步破碎,进而影响瓦斯在采空区中的运移情况.本文简要总结了国内外针对采空区垮落带内应力、孔隙率、渗透率等参数随着工作面推进的变化关系的研究成果,给出了采空区压实过程中应力及渗透率的预测方法,并在此基础上进行了不同煤岩比例的破碎煤岩样重复加卸载的渗流实验.实验结果表明:颗粒的再次破碎及结构调整,是破碎煤岩样孔隙空间大幅度减小、渗透率损失的主要原因;破碎样(煤岩样)的强度决定渗透率的应力敏感性,组合煤岩样中煤的比例越大,渗透率的应力敏感性越高,渗透率越小;随着加卸载次数的增加,应力敏感性逐渐减弱.最后,根据实验结果给出了不同加卸载阶段破碎煤岩样的应力-渗透率计算模型.
  • 摘要：边坡开挖速率对边坡稳定性有重要影响,探究锁固型高陡岩质边坡在不同开挖卸荷速率下的变形破坏特征和内部岩桥破坏机制具有重要意义.为模拟滑坡前缘蠕滑破坏和后缘陡拉裂隙,在完整试样端部预制裂隙以形成中部岩桥,开展3种不同岩桥长度双轴单面卸荷试验,分析了不同卸荷速率下试样强度、变形、破坏特征和裂隙扩展模式,探讨了裂隙扩展力学机制.结果表明:①卸荷速率主要影响试样卸荷强度及次生裂隙数量,对裂隙扩展方式影响较小;② 应力-位移曲线呈现出"应力陡降"和"峰后回升"现象,且试样还表现出"多峰值"特征;③ 随卸荷速率的增加,试样破坏模式逐渐由剪切破坏转为张拉破坏,且张性裂隙多集中于卸荷面附近;④ 总结出6种裂隙扩展类型:贯通岩桥、贯通试样上端面、下部裂隙贯通试样下端面、上部裂隙贯通试样下端面、贯通试样左端面、贯通试样右端面;⑤推导了卸荷条件下闭合裂隙尖端应力强度因子表达式,理论计算和实验所得裂隙起裂角误差在6.5％以内,验证了理论计算结果的可行性与合理性.
  • 摘要：以某富水软弱地层地铁联络通道冻结工程为研究背景,采用室内三维模型试验、ANSYS有限元数值分析及解析求解相结合的方法,研究了联络通道冻结工程中的土体温度场演化规律.室内三维模型试验研究结果表明,冻结试验开始后12 h达到预设温度-25℃,19 h后土体冻结帷幕形成,可得现场的积极冻结时间为50 d,维护冻结时间为29 d;土体冻结过程中,温度变化大致分两个阶段,第一阶段土体温度呈线性快速下降至0℃,第二阶段土体相变放热后,温度继续下降,最低温度为-15.2℃ ～-16.8℃,整个过程土体降温速度呈现先快后慢态势;在冻土融化阶段,土体温度随时间逐渐升高至室温,整个融化过程所需时间为冻结时间的3～4倍.有限元数值分析结果表明,在联络通道开挖后,冻结管圈内冻结壁平均温度有显著升高,而冻结管圈外冻结壁温度受影响较小.推导得到了双管冻结温度场解析解.
  • 摘要：掘进工作面是矿尘产生的主要区域.附壁风筒通过分风降速形成隔断空气幕,可有效控制粉尘.本文基于气尘两相耦合物理模型分析了中小掘进工作面附壁风筒控尘效应.研究表明,附壁风筒可将高浓度粉尘控制在掘进工作面前狭小空间,最高粉尘浓度可达常规风筒的5.65倍,附壁风筒在风筒出口附近控尘率最高,进风侧自上而下控尘率逐渐降低,回风侧控尘率呈现相反规律;当附壁风筒距掘进工作面3～5m时,掘进工作面二次扬尘及后方的旋涡区逐渐消失,巷道内粉尘浓度被控制在50 mg/m3左右,控尘效果最佳.现场实践表明,采用附壁风筒后,中小掘进工作面除尘风机在掘进机司机处和回风侧的除尘效率分别提高了29.4％和36.1％,控尘、除尘联用效果显著.
  • 摘要：掘进机截割部在工作过程中承受较大的冲击载荷作用,导致截割减速器齿轮断齿等故障频发.为获取故障状态下截割减速器行星齿轮传动系统动态响应特性,以EBZ120型掘进机截割减速器低速级行星齿轮传动系统为研究对象,运用三维CAD软件SolidWorks建立系统三维实体模型,以ADAMS软件为平台,建立行星齿轮传动系统正常状态、齿圈断齿故障、行星齿轮断齿故障、太阳轮断齿故障的虚拟样机模型.对系统不同状态下的齿圈约束反力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究.仿真结果表明:齿圈约束反力的幅值波动显著,具有较强的周期性;故障状态下齿圈约束反力的时域均值增大,时域波形中包含有明显的周期性冲击成分,同时幅值谱中还出现以故障频率为边带的故障特征.
  • 摘要：为了通过单点布站实现掘进机所有位姿参数的自动测量,在分析现有掘进机位姿测量方法的基础上,提出基于激光跟踪云台与激光标靶组合测量的掘进机位姿测量方法.阐述了测量系统的组成、工作原理及激光标靶提取光斑坐标的方法,通过研究掘进机位姿、激光标靶位姿、激光跟踪云台位姿以及巷道坐标系之间的转换关系,建立掘进机位姿测量系统的数学模型,解算出掘进机相对于巷道坐标系的绝对位姿的数学表达式,并采用Matlab分析了掘进机各位置和姿态参数的测量误差.实验结果表明:测量距离为60 m时的翻滚角误差小于0.7°,俯仰角误差小于0.7°,方向角误差小于0.2°,X轴误差小于10 mm,Y轴误差小于40 mm,Z轴误差小于30 mm,满足掘进机位姿测量的精度要求.
  • 摘要：综掘巷道工况条件复杂且具有封闭边界的特殊性.针对煤巷底板滑转率影响履带支护车航向角纠偏问题,提出一种受限巷道空间内栅格化场景的履带支护车自主导航方法.采用栅格化理论将综掘巷道作业环境进行局域划分,提出航向参考影响度作为巷道模型的简化指标.基于履带支护车的运动特性,建立其在栅格化场景中的自主导航运动模型并进行液压行走系统的数学模型构建与稳定性分析;利用模糊控制与PID算法相结合进行控制参数的实时修正,实现履带支护车两侧履带速度的自适应调控以满足航向精度需求,完成履带支护车在不同滑转率影响下的航向角纠偏;搭建AMESim与Matlab/Simulink半实体物理仿真模型,对履带支护液压行走系统进行仿真验证.仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,自主导航方法的航向角纠偏精度更高,履带调速更加稳定、不易发生振颤,验证了在栅格化场景中自主导航方法的可靠性与先进性.
  • 摘要：开关角度的实时求解是特定谐波消除技术应用于工程实际的难点所在.本文提出了一种适用于微控制器的两电平逆变器消谐方程组实时求解算法.该算法分为离线转化和在线求解两个阶段.离线转化阶段,使用对称多项式和Groebner基理论将消谐方程组等价转化为一元高阶方程和线性方程组,并将此线性方程组存入微控制器;在线求解阶段根据输入调制比,求出线性方程组的数值解,并以此为系数构造一元高阶方程,使用Sturm定理隔离出一元高阶方程各个实根所在的区间,进而对每个区间使用弦截法求出所包含的精确实根.与传统数值法相比,此算法在STM32 F407中的计算效率提高20倍.基于本文所提出的实时求解算法搭建了两电平逆变器实验平台进行验证,实验结果证明了此算法的有效性.
  • 摘要：针对无线传感器网络定位技术在煤矿井下目标定位存在定位精度低、参考节点多、节点功耗大等问题,提出一种基于压缩感知算法的矿井无线传感器网络目标定位方法.该方法根据矿井目标定位需求和无线传感器网络特点设计了离线阶段和在线监测阶段的目标定位方案.离线阶段构建稀疏矩阵指纹库,在线监测阶段构建观测矩阵和测量值向量,并结合指纹库重构目标节点位置信号,实现矿井目标精确定位.通过仿真实验将压缩感知算法定位与两种传统算法定位进行比较,结果表明,本文算法定位精度较高,可控制在0.8 m以内,满足定位需求.
  • 摘要：以白云石凹凸棒土(DPC)为载体,采用浸渍法负载Mn和Fe制备Mn-Fe/DPC脱硝催化剂.通过考察120℃～180℃下NO转化速率随NH3、NO和O2浓度的变化情况,借助微分反应系统计算各组分的反应级数及活化能等参数.结果表明:NH3起始浓度对NO转化速率影响不大,可以归根于NH3能够迅速在催化剂表面吸附;NO和O2初始浓度越高,催化剂中NO转化速率越快,表明NO和O2主要以气态参与反应;在120℃ ～180℃温度下,Mn-Fe/DPC催化剂的NH3、NO、O2的反应级数分别为0、1、0.39,从而得到NO转化速率方程为rNO=k[NO][O2]0.39.通过计算得到该反应的表观反应活化能为40.25 kJ/mol,接近商业钒钛系催化剂和Fe基分子筛类催化剂.
  • 摘要：针对超滤膜对溶解性有机物(DOM)去除效果不佳、膜污染严重的现状,本研究以粉末活性炭(PAC)为负载材料,在100 kDa聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜表面形成动态膜,分析超滤膜对微污染水中DOM的截留能力和作用机制,并运用接触角测量仪(CA)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对过滤前后膜表面的亲疏水性、物质组成及形貌结构进行了分析研究.结果表明:PAC能显著提升超滤系统对有机物的去除效果,对溶解性有机碳(DOC)、UV254和蛋白质类物质的去除率分别为91.5％、94.4％和91.1％;与PVDF新膜片相比,动态超滤膜表面亲水性更好;PAC形成的疏松滤饼层,可以有效避免DOM与超滤膜的直接接触,减缓膜污染.
  • 摘要：为解决煤化工浓盐水综合利用问题,采用煤化工浓盐水替代凝聚剂进行絮凝沉降试验研究,考察了pH值和矸石含量对浓盐水作用效果的影响.本文利用Turbiscan Lab型稳定性分析仪对浓盐水用量不同的煤泥水体系进行稳定性分析,采用图像分析法对煤泥水沉降速度和上清液浊度进行分析.结果表明:该煤样品中含有的脉石矿物主要是高岭石和石英,其中黏土矿物以高岭石居多.采用煤化工浓盐水作凝聚剂,随其用量的增加,煤泥水稳定性先变弱后变强,且在稳定性最差时沉降效果最好,但添加过量的浓盐水会导致煤泥水趋于稳定;矸石含量越高煤泥水越难沉降,随矸石含量增加应逐步加大浓盐水用量;沉降效果随着pH值的减小先变差后变好,最佳沉降条件为pH=5.
  • 摘要：《矿业科学学报》是由教育部主管、中国矿业大学(北京)主办、应急管理出版社出版的矿业科学综合性中文学术期刊,双月刊,国内外公开发行。办刊宗旨是:依托矿业类高等院校和科研院所,宣传矿业工程与安全科学技术发展的方针政策,报道国内外矿业科学领域的基础理论研究与技术创新成果,传递科技信息,搭建交流平台,推动矿业科技进步,促进矿业学科发展,培养矿业科技人才,服务国家能源安全战略。刊登矿业科学领域研究、开发及应用的原创性学术论文,内容包括地质资源与地质工程、测绘科学与工程、矿业工程、煤矿开采、安全科学与工程、矿山建设工程、岩石力学与地下工程、矿山机械工程、矿山电气工程与自动化、矿山通信与信息化工程、矿物加工与利用、煤矿环境保护、煤炭能源绿色开采与洁净利用、管理科学与工程、能源安全与发展战略等。本刊优先刊登矿业科学技术领域探索研究的新成果以及得到国家各类基金资助和国家重大攻关项目的科研成果。欢迎投稿!
  • 摘要：矿区地表移动变形关系到矿区安全生产和地面建(构)筑物的安全,对矿区地表进行定期监测并预测具有重要现实意义.矿区地表沉降由于持续时间长,观测数据具有长时序且表现为非线性变化的特征,因此存在建模数据区间难以选取、GM(1,1)模型预测精度不高的问题.针对以上问题,本文建立了基于残差加权改正的GM(1,1)改进模型,提出了先阶段后截尾的建模数据区间选取方法、预测流程和模型精度评定标准.经过实例应用验证,GM(1,1)预计残差改进模型预测精度优于GM(1,1)模型,且先阶段后截尾的建模数据区间选取方法能够提高预测精度.
  • 摘要：为了分析开采扰动下逆断层冲击地压矿震活动时空分布规律,根据G-R地震活动幂次分布规律,结合现场微震监测数据与数值模拟方法,通过矿震活跃度b值以及地震矩值M 0对井下矿震活动分布规律以及高震级事件能量释放水平进行了分析.研究结果表明:在时间跨度上,井下矿震事件频次分布规律符合G-R分布规律,b值越小,高震级矿震事件在整个矿震事件中频次越高,对工作面冲击危险性影响越严重.b值受原岩应力、开采扰动、断层性质的影响:最大与最小主应力差值越大、开采速率越快、断层倾角越小、落差越大,b值越小;逆断层地震矩M0在空间分布上有着明显的差异性.靠近高位岩层附近断层面区域的地震矩值为整个断层面上的峰值区域,随着工作面不断逼近断层面,断层面上的高峰值区域会不断增大且向下部区域蔓延,使得整个断层面上的地震矩不断增大.断层面地震矩值的增大意味着可释放能量水平不断提高,对工作面造成的扰动也会更加剧烈,进一步增大冲击地压事故的危险性.
  • 摘要：为研究Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹扩展问题,利用分离式霍普金森杆(SHPB)对含有预制裂纹的单侧开半圆孔(Unilateral Semicircular Hole,USH)PMMA试件进行冲击,得到了Ⅰ型裂纹和Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹,同时采用动态焦散线实验方法研究了裂纹扩展时程关系及裂纹扩展尖端动态应力强度因子的变化规律,利用ABAQUS软件对试验过程进行数值模拟,研究其扩展路径.结果表明:通过试验得到的Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹轨迹和数值模拟的结果基本相似,证明了利用数值方法模拟裂纹扩展轨迹的可行性;两种类型的裂纹在扩展过程中尖端均会出现停顿,最终都会朝着试件中轴线方向移动;使用单侧半开圆孔试件进行SHPB以及动态焦散试验可以有效研究Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹扩展过程,为后续研究裂纹扩展提供思路.
  • 摘要：采用75 mm的SHPB实验装置对5种不同龄期的C20和C40混凝土分别进行单次和重复冲击实验,从养护龄期和应变率两方面系统研究了冲击荷载作用下早龄期混凝土的力学性能.单次冲击实验结果表明:相同应变率条件下混凝土的动态抗压强度与龄期呈对数关系,峰值应变随应变率的增加而增大;每一龄期的单轴抗压强度与应变率为幂函数关系,峰值应变则随冲击龄期的增加而减小.重复冲击实验结果表明:龄期小于3 d的混凝土试件受到冲击作用,达到标准养护龄期后其变形能力有所减弱,龄期超过5 d后,早期冲击作用则使其变形能力增强;当首次冲击的应变率超过25 s-1,达到标准养护龄期后混凝土的动态抗压强度随早期冲击应变率的增加而减小,龄期越大,降低幅度越大.结合C20和C40混凝土实验结果分析认为,混凝土强度等级越低,其力学性能受应变率和冲击龄期的影响越大.
  • 摘要：为解决两侧采空巷道挤压大变形控制难题,以山西丰汇煤矿布置在两采空区之间的工作面轨道巷为工程背景,综合采用现场监测、理论计算和数值模拟等方法,分析巷道变形破坏特征,研究巷道覆岩结构特点与不同采动条件下围岩塑性区分布形态和应力环境,揭示两侧采空巷道挤压变形机理,并提出以"强化关键部位、注浆改性围岩"为核心的锚固加注浆联合支护方案.现场监测结果表明,新支护方案对两侧采空巷道挤压变形控制效果好,可为类似条件下巷道围岩稳定控制提供参考.
  • 摘要：针对布尔台煤矿2-2煤断层保护煤柱下方4-2煤开采导致其保留巷道产生剧烈变形破坏的情况,通过现场实测、理论分析、数值模拟等方法对断层保护煤柱下采煤工作面保留巷道的破坏特征及致灾机理进行了研究.研究表明:① 保留巷道变形破坏区域性特征明显,断层保护煤柱下更为剧烈,超前影响范围可达100 m;② 多次采动造成断层保护煤柱下保留巷道位置处垂直应力叠加和水平应力卸载,最大垂直应力为原岩应力的1.8倍,水平应力普遍小于原岩应力;③ 多次采动后,保留巷道塑性区在煤柱下方可达2～3 m,在采空区下方多在1～1.5 m.针对性地提出水压致裂并结合锚索补强支护的治理方案,效果良好.
  • 摘要：针对大采高工作面动静荷载引发的片帮冒顶等围岩失稳问题,通过理论分析、数值模拟和实验室试验,对动载作用下大采高工作面煤壁失稳机理及特征进行了研究;建立了PFC2D双轴压缩数值试验模型,将裂隙植于模型内,研究了煤体和煤样在静载作用下的尺度效应规律,认为煤层中天然缺陷的数量、贯通性及其分布规律对尺寸效应有明显影响,试样越大,其强度越低,其变化呈对数曲线变动趋势;进一步采用霍普金森试验研究了煤样动静载条件下的力学特性,得出峰值强度与煤壁稳定性存在较好的一致性关系,一定程度上反映采动影响下细微节理构造和缺陷对煤壁稳定性的影响程度.以阳泉矿区为例,分别将一矿、二矿、五矿和新景矿15号煤样动、静峰值强度与现场实际的煤壁稳定性进行对比,认为煤样动态峰值强度能较好地反映采动应力对煤壁稳定性的影响,为强扰动下科学采高的界定提供了理论依据.
  • 摘要：针对矿用高压变频器常因IGBT模块内部发生局部放电而导致故障的原因和特性进行了研究.本文从微观角度观察了IGBT模块局部放电发生位置的结构特点,发现其结构绝缘薄弱处在高斜率阶跃脉冲作用下易发生局部放电现象;建立了IGBT模块在阶跃脉冲作用下的局部放电过程模型,揭示其发生局部放电的机理;搭建实验平台,测试IGBT模块在单个脉冲作用下的局部放电特性.实验结果表明,脉冲的上升时间、脉冲宽度是影响局部放电起始电压的主要因素;根据实验数据的分析,提出了预测局部放电起始电压的计算公式.研究结果可为煤矿电力电子设备IGBT模块的绝缘设计和使用时的电压限制提供参考依据.
  • 摘要：三端口双向DC/DC变换器的建模方法主要对谐振槽为单一电感或每个端口建模进行研究,缺少对谐振槽为LC谐振的拓扑建模.本文采用一种广义状态空间平均法对串联谐振三端口DC/DC变换器进行建模,并对系统的工作模式、动态建模过程和控制策略进行了研究.通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对不同工作模式下功率流动进行仿真验证.结果表明,该建模方法设计的控制策略能够获得良好的系统动态响应特性.
  • 摘要：材料的强韧性与材料的耐磨性密切相关.本文研究了氧化锆增韧氧化铝陶瓷颗粒(ZTAp)增强金属基复合材料的强度、韧性以及断裂机理,为改善ZTAp增强金属基复合材料耐磨性提供参考依据.首先通过真空烧结技术制备了不同粒径与不同体积分数的ZTAp/Fe45复合材料,测试了复合材料的拉伸性能、弯曲性能与冲击韧性,采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的断口,分析了复合材料的断裂机制.结果表明:ZTAp的加入使复合材料的强度降低、韧性提高.随着ZTAp体积分数增加,复合材料的抗弯强度逐渐降低;ZTAp粒径增大,复合材料的冲击韧性先增加后降低,ZTAp粒径为2.0 mm与2.5 mm(F14与F12)复合材料的冲击韧性高于Fe45基体.ZTAp/Fe45复合材料的断口为脆性断裂,其中Fe45基体的断裂机理为解理断裂;ZTAp主要有2种失效形式:颗粒断裂和颗粒脱粘拔出.
  • 摘要：印染工业生产中大量染料废水排放进入环境,对水生生物及人类健康造成威胁.为减少染料废水污染,本研究制备了一种MnFe2 O4@硅藻土复合材料吸附剂(MnFe2 O4@DE),对废水中孔雀石绿(MG)染料具有优良去除效果且制备方法简单.通过多种方法对复合材料结构特性进行分析,研究了其对MG的吸附效果.试验结果表明,MnFe2 O4@DE中纳米铁锰颗粒均匀分布在硅藻土表面,其比表面积(112.1 m2/g)及孔体积(0.24 cm3/g)较两种单体材料明显增大.Mn-Fe2 O4@DE对MG有较好去除效果,它对MG的最大吸附量为25.70 mg/g,分别是硅藻土和Mn-Fe2 O4的1.89倍和1.13倍.MnFe2 O4@DE对MG的吸附过程是自发、吸热的,符合伪二级动力学和Langmuir模型,且具有很好的再生性能,再生使用4次后仍具有87.56％ 的去除率.可见,MnFe2 O4@DE在染料污染治理领域具有较好的应用潜力.
  • 摘要：为深入了解溶解性有机物(DOM)在煤矿地下水库水环境中的变化过程,本研究利用三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子分析(PARAFAC)模型,分析了大柳塔煤矿地下水库进出水中DOM组分的变化情况,并利用主成分分析法对影响水体DOM的主要因素进行了研究.研究结果表明,煤矿地下水库有一定的净化作用,表征DOM的TOC和UV254在出水处有明显降低;地下水库水体中DOM可分为紫外区类富里酸(240 nm/380 nm)、类蛋白色氨酸(275 nm/330 nm)、紫外区类富里酸(255 nm/380 nm)、可见类富里酸(265 nm,355 nm/380 nm)4个组分;通过主成分分析以及对f470/520、HIX、BIX 3个参数的分析,结果表明DOM的来源表现为内源输入与陆源输入共同作用,但以内源输入为主的特点,在地下水库的运行管理过程中应重点考虑内源污染的治理.

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