检索结果-内蒙古大学图书馆

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 219-229,250页

作者：李路恒杨新安谢文兵马明杰同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学交通运输工程学院上海201804 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

针对千米深井沿空巷道围岩大变形难题,以朱集西矿11502工作面运输巷为工程背景,分析了沿空巷道变形失稳原因与特点,通过理论分析和数值模拟确定了煤柱合理宽度,并结合现场试验研究了巷道围岩控制技术。结果表明:随煤柱宽度增加,掘进期... 详细信息

针对千米深井沿空巷道围岩大变形难题,以朱集西矿11502工作面运输巷为工程背景,分析了沿空巷道变形失稳原因与特点,通过理论分析和数值模拟确定了煤柱合理宽度,并结合现场试验研究了巷道围岩控制技术。结果表明:随煤柱宽度增加,掘进期间煤柱中部稳定承载区范围逐渐增大,回采期间巷道顶板下沉及实体煤帮移进量减小,底鼓量逐渐增大,综合考虑得出,8 m煤柱宽度可以保证锚杆可靠锚固;提高锚杆初次预紧力矩并进行二次预紧,能充分发挥锚杆支护性能,超张拉措施则可以使锚索快速实现高阻支护;伞状弹片结构可以提高锚杆锚固可靠性,锚索锚具防滑移自锁装置则能有效降低锚具滑移和破断钢绞线弹射可能性;井下试验表明,合理的煤柱宽度配合高强锚杆索高预应力支护,能有效控制沿空巷道围岩变形,保证巷道正常服务能力。

关键词：高地应力沿空掘巷围岩稳定性高预应力数值模拟

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西部煤矿区深色有隔内生真菌修复机理与生态应用模式

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煤炭学报 2022年第1期47卷 460-469页

作者：毕银丽彭苏萍王淑惠西安科技大学西部矿山生态环境修复研究院中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

煤炭开采过程损伤生态，扰动土壤与植被生长环境，加之西部矿区气候干旱，环境胁迫影响矿区生态自修复进程。微生物修复技术在矿区生态环境的应用是从修复生态系统的功能与结构角度出发的一种可持续方法。深色有隔内生真菌（Dark Septat... 详细信息

煤炭开采过程损伤生态，扰动土壤与植被生长环境，加之西部矿区气候干旱，环境胁迫影响矿区生态自修复进程。微生物修复技术在矿区生态环境的应用是从修复生态系统的功能与结构角度出发的一种可持续方法。深色有隔内生真菌（Dark Septate Endophytes,DSE）不同于丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF），是一类更广泛定殖于植物根系的内生真菌，在微生物-土壤-宿主植物生态系统中发挥着重要生态学功能。与丛枝菌根真菌相比，DSE可以纯培养，利用DSE等有益微生物对矿区进行生态恢复更具有推广意义。针对DSE分类特征、不同宿主植物和不同生境中DSE的定殖规律进行总结。揭示DSE在促进宿主植物矿质营养吸收，增强非生物胁迫和生物胁迫抗性机理，特别是在非生物胁迫中，DSE可以帮助宿主植物抵御水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫和寒冷胁迫。提出DSE代谢物在宿主植物生态作用。基于此，为使DSE保持生物活性、延长存活时间、更大程度发挥其生态价值，提出菌液浸种搭载无人机飞播、DSE固体菌剂研发、DSE叶面肥涂抹技术等新的生态修复模式，促进植物快速吸收养分、提高抗逆性，最大程度地发挥DSE的生态功能，激发土壤潜在肥力，改善土壤结构，加速矿区植被恢复，为西部煤矿区生态修复奠定技术基础。

关键词：深色有隔内生真菌(DSE) 西部矿区生态修复微生物修复技术生态学功能

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淮北孙疃矿区地表尘中多环芳烃类化合物的污染特征及致癌风险评价

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环境科学 2023年第7期44卷 3809-3819页

作者：徐振鹏钱雅慧洪秀萍罗钟庚高秀龙梁汉东煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 淮北师范大学生命科学学院淮北235000

淮北孙疃矿区是华北两淮地区典型的煤炭资源开采基地.以往涉及煤矿区地表尘的环境研究多集中在重金属和水溶性离子等,对多环芳烃类化合物(PACs)研究较少.利用气相色谱-三重串联四极杆质谱(GC-MS/MS)检测了孙疃矿区及周边环境地表尘中16... 详细信息

淮北孙疃矿区是华北两淮地区典型的煤炭资源开采基地.以往涉及煤矿区地表尘的环境研究多集中在重金属和水溶性离子等,对多环芳烃类化合物(PACs)研究较少.利用气相色谱-三重串联四极杆质谱(GC-MS/MS)检测了孙疃矿区及周边环境地表尘中16种母体多环芳烃(16PAHs)、烷基多环芳烃(aPAHs)及部分含氧多环芳烃(OPAHs)的含量.结果表明,孙疃矿区地表尘中ΣPACs含量范围为283.8~36852.5μg·kg^(-1)(均值为4114.2μg·kg^(-1)).其中,ΣaPAHs(均值2593.8μg·kg^(-1))约为Σ16PAHs(均值1074.9μg·kg^(-1))的2.4倍,是PACs污染的主要贡献者.地表尘中16PAHs和aPAHs在组成上均以相对分子质量低的PACs为主.OPAHs含量较低,均值为445.6μg·kg^(-1).同时,PACs污染主要集中在矿区周边及煤矸石填埋道路附近.利用正定矩阵因子分解(PMF)推测研究区主要受成岩源影响,其次是煤和生物质燃烧,交通源及石油产品泄漏的占比较小.特征比值结果显示,当Σ16PAHs/ΣPACs<0.25时主要受煤矿区污染.PMF结合终生致癌风险(ILCR)结果显示,研究区对儿童存在潜在致癌风险,风险主要来自煤和生物质燃烧及煤炭开采.我国淮河流域煤矿区众多,研究结果可为煤炭开采区PACs的污染防治提供参考.

关键词：煤矿区多环芳烃类化合物(PACs) 地表尘源解析致癌风险

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浅埋高强度开采回撤巷道煤柱受载特征及累积损伤机制

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岩石力学与工程学报 2022年第6期41卷 1148-1159页

作者：王方田邵栋梁牛滕冲窦凤金中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 神东煤炭集团锦界煤矿陕西榆林719319

为解决浅埋高强度开采回撤巷道护巷煤柱的长期稳定性问题,以锦界煤矿31409工作面末采段回采任务为工程实例,采用力学测试、数值模拟和现场监测等手段,探究开采扰动期间工作面超前支承压力叠加效应和渐进受载条件下通道煤柱的应力演化和... 详细信息

为解决浅埋高强度开采回撤巷道护巷煤柱的长期稳定性问题,以锦界煤矿31409工作面末采段回采任务为工程实例,采用力学测试、数值模拟和现场监测等手段,探究开采扰动期间工作面超前支承压力叠加效应和渐进受载条件下通道煤柱的应力演化和累积损伤机制。设计三级循环加卸载条件下煤样强度弱化和损伤破坏实验,揭示末采段采动应力转移历程,构建工作面末采段采动应力响应数值计算模型。研究表明:(1)循环加卸载损伤煤样单轴压缩强度降低至14.14 MPa(无损煤样单轴抗压强度为18.40 MPa),变化率为23%,峰后承载段有载荷波动现象(有别于瞬间破损),在峰值载荷前累积损伤煤样单轴压缩声发射参数保持低值浮动状态,相比循环加卸载3次时裂隙发育活动性略有衰减;(2)末采段采动应力历经常规回采段煤壁超前支承压力反复叠加、临近通道段支承压力持续转移、贯通段多重累积应力释放3种状态,且通道煤柱载荷在辅回撤巷道和采空区间呈现采掘联合影响、不均匀分布特征,获得煤柱稳定临界损伤度评价参数ω;(3)末采段回采空间前后的上覆岩层或煤体内存在支承压力衰减区、极限平衡区和累积增加区,随工作面继续推进采动应力影响范围扩展至覆岩关键层位置,矿压显现剧烈、通道煤柱应力积聚增长,由原岩应力大小逐步增加至7.3 MPa,增长了2.8倍,为确保回撤巷道支护体系稳定和护巷煤柱安全运行提供了理论基础。

关键词：采矿工程浅埋煤层回撤巷道渐进受载煤柱稳定性累积损伤

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典型煤矿区土壤中多环芳烃类化合物的污染特征

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中国环境科学 2023年第7期43卷 3582-3591页

作者：徐振鹏袁珂月钱雅慧梁汉东中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710062

以3个煤矿区土壤中多环芳烃类化合物(PACs)为研究对象,结合正定矩阵因子分析(PMF)和蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟,分析典型煤矿区土壤中PACs污染的来源和致癌风险.结果显示,石嘴山煤矿、棋盘井煤矿和石炭井煤矿周边土壤中ΣPACs分别为2186... 详细信息

以3个煤矿区土壤中多环芳烃类化合物(PACs)为研究对象,结合正定矩阵因子分析(PMF)和蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟,分析典型煤矿区土壤中PACs污染的来源和致癌风险.结果显示,石嘴山煤矿、棋盘井煤矿和石炭井煤矿周边土壤中ΣPACs分别为21862,6226,2278μg/kg.受煤矿区影响显著的地区土壤中PACs组成类型丰富且以低环为主.同时,烷基多环芳烃(aPAHs)含量明显高于母体多环芳烃(16PAHs).PMF溯源结果显示煤矿区土壤中PACs污染以煤和煤矸石颗粒为主要污染源,其次是交通源.Monte-Carlo模拟显示,3个煤矿区均对当地居民存在潜在致癌风险,尽管研究区受涉煤污染源影响显著,但煤炭燃烧才是致癌风险的主要贡献者.此外,Monte-Carlo模拟相较于终生致癌风险模型(ILCR)准确性更高,而传统采取ILCR进行风险评估低估了实际成人的致癌风险.

关键词：煤矿区烷基多环芳烃(aPAHs) 正定矩阵因子分析(PMF) 蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟终生致癌风险(ILCR)

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圆钢强化钢管混凝土梁正截面承载性能研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第1期54卷 249-258页

作者：刘德军夏志恒王军左建平常永全昌佳中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 东南大学土木工程学院南京211189 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土梁弯曲性能的提升效果,首先制备6根钢管混凝土梁,包括1根参考梁和5根不同直径圆钢加固的强化梁,并开展四点弯曲试验;在此基础上,提出圆钢强化钢管混凝土梁正截面的弯曲承载性能计算理论,并通过试验验证... 详细信息

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土梁弯曲性能的提升效果,首先制备6根钢管混凝土梁,包括1根参考梁和5根不同直径圆钢加固的强化梁,并开展四点弯曲试验;在此基础上,提出圆钢强化钢管混凝土梁正截面的弯曲承载性能计算理论,并通过试验验证其合理性;然后,分析圆钢强化梁正截面中性轴偏移规律以及各部分对弯曲承载性能的贡献,揭示拱腹焊接圆钢对钢管混凝土梁弯曲性能的提升机制;最后,采用建立的计算理论开展参数敏感性分析。研究结果表明:拱腹焊接圆钢可以降低钢管混凝土梁正截面中性轴位置,显著提高钢管混凝土梁的抗弯承载力;随着焊接圆钢直径增大,钢管弯矩承载力基本保持不变,圆钢和管内混凝土弯矩承载力提高,但圆钢弯矩承载力的提高速率更快,因此,强化梁抗弯承载性能的提高主要得益于圆钢的抗弯承载性能;提高钢管和圆钢强度均可有效提高钢管混凝土梁的抗弯承载能力,但提高圆钢强度对抗弯承载力的提升效果更为明显。

关键词：钢管混凝土梁抗弯强化焊接圆钢中性轴弯曲性能

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基于FDM-DEM耦合的岩石动态冲击特征方法

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科学技术与工程 2023年第10期23卷 4309-4314页

作者：杨江坤宋彦琦马宏发郑俊杰杨俊涛鲍伟中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为探究动态冲击作用下岩石的力学特征,根据室内霍普金森冲击试验模型,基于有限差分(finite difference method,FDM)-离散元(discrete element method,DEM)耦合方法构建了三维分离式霍普金森压杆(split hopkinson pressure bar,SHPB)冲... 详细信息

为探究动态冲击作用下岩石的力学特征,根据室内霍普金森冲击试验模型,基于有限差分(finite difference method,FDM)-离散元(discrete element method,DEM)耦合方法构建了三维分离式霍普金森压杆(split hopkinson pressure bar,SHPB)冲击数值模型,在模型入射杆端部施加半正弦冲击波进行动态冲击模拟,对三维离散元试样的动态应力时程曲线、裂纹时空演化等特征进行讨论,从细观力学角度分析岩石的动态冲击破坏过程。结果表明:三维耦合模型在动态冲击过程中能够很好地满足应力有效性检验,保证了冲击过程的可靠性;利用Fish语言编写的半正弦冲击波等效替代室内试验撞击杆的撞击作用可以在一定程度上消除入射波的弥散效应;动态冲击过程中,试样内部的裂纹发展可分为平静阶段、缓升阶段、陡增阶段和稳定阶段,且裂纹主要产生于应力峰后阶段,裂纹总量呈反Z形变化。

关键词：岩石动力学分离式霍普金森压杆有限差分-离散元耦合细观力学裂纹扩展

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岩石单轴声发射及能量耗散特征颗粒流模拟研究

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矿业研究与开发 2023年第4期43卷 88-94页

基于石膏岩室内单轴声发射试验,结合PFC^(2D)颗粒流模拟,分析了单轴压缩下岩石声发射演化特征,从空间角度反演了微裂纹萌生、汇集到破坏的过程,同时对渐进破坏过程的能量变化进行分析。研究结果表明:岩石颗粒流细观参数对宏观参数的显... 详细信息

基于石膏岩室内单轴声发射试验,结合PFC^(2D)颗粒流模拟,分析了单轴压缩下岩石声发射演化特征,从空间角度反演了微裂纹萌生、汇集到破坏的过程,同时对渐进破坏过程的能量变化进行分析。研究结果表明:岩石颗粒流细观参数对宏观参数的显著性影响各不相同,利用正交试验及回归分析可量化宏细观参数关系;单轴压缩过程中,声发射事件在峰后阶段大量产生,发展过程可依次划分为无损期、平静期、增长期和陡增期,声发射事件陡增期存在沉寂期,可作为岩石破坏的前兆判据;岩石模型内部最先出现张拉裂纹,峰前阶段内部裂纹随机产生,汇集性并不明显,宏观破裂面形成于峰后阶段,且破裂面附近富集大量拉伸裂纹;岩石内部能量在峰前阶段以弹性能储存为主,峰后应变能大量释放,耗散能急剧增加,能量耗散比呈“N”形变化;基于声发射试验结果所得本构模型更适用于描述离散元单轴压缩过程中的应力应变关系。

关键词：单轴压缩声发射颗粒流模拟能量耗散石膏岩

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考虑玄武岩矿物细观结构的三点弯断裂近场动力学研究

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煤炭技术 2023年第9期42卷 13-19页

作者：李明耀薛喜仁彭磊李绍金王智敏左建平中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究岩石细观结构对其内部微裂纹萌生、扩展和贯通的影响,基于近场动力学理论从细观尺度出发,建立了能够反映岩石细观结构的数值模型,研究了玄武岩的三点弯断裂行为。首先,研究了双材料杆和含夹杂二维平板问题,并与有限元方法进行对比... 详细信息

为研究岩石细观结构对其内部微裂纹萌生、扩展和贯通的影响,基于近场动力学理论从细观尺度出发,建立了能够反映岩石细观结构的数值模型,研究了玄武岩的三点弯断裂行为。首先,研究了双材料杆和含夹杂二维平板问题,并与有限元方法进行对比,验证了数值算法的准确性。然后,利用随机序列方法和Python语言将岩石的细观结构纳入数值模型,建立了能够反映玄武岩细观结构特征的细观近场动力学模型。最后,通过与玄武岩三点弯实验对比分析,研究了不同偏置缺口玄武岩的三点弯细观断裂行为。研究结果表明,建立的细观近场动力学模型可以很好地预测玄武岩的宏观力学行为,以及其内部微裂纹的萌生、扩展和贯通过程,为研究复杂环境下工程岩体的破裂提供了一种有效的数值计算方法。

关键词：近场动力学三点弯裂纹扩展细观力学

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滇东复杂地质条件探地雷达与井下地震综合超前预测小构造

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煤炭科学技术 2023年第S01期51卷 222-230页

作者：崔凡王然陈存强汪义龙白钰殷裁云曹运飞曹睿廖留雄中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 华能云南滇东矿业分公司云南曲靖655000 华能煤炭技术研究有限公司北京100083 北京宇博新创地球物理技术有限公司北京100083

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区... 详细信息

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区雨汪煤矿首采工作面为例,结合当前矿井开采工艺,采用探地雷达与井下二维地震相结合的方法,对巷道前方隐伏构造进行综合预测预报研究。在顶板瓦斯抽采巷采用井下二维地震进行底板探测,获取巷道底板下煤层构造赋存信息。利用工作面顶板瓦斯抽采巷和邻近掘进巷道的空间位置关系,结合研究区构造发育规律,将解释构造短距离推理延伸至掘进巷道,作为掘进巷道构造分布预测依据。随后,根据掘进巷道的掘进进尺,在巷道掘井工作面采用探地雷达进行超前探测。对比分析探地雷达与地震数据,修正构造解释位置,排除井下噪音的异常解释。最终生成一个高精度地质模型,指导矿井生产。经研究区揭露验证分析,本研究方法的预测准确率高达90%,且误差小于1 m。

关键词：复杂矿井地质探地雷达井下二维地震综合超前预测典型地质构造

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