检索结果-内蒙古大学图书馆

应用基础与工程科学学报 2023年第5期31卷 1326-1338页

作者：张鹏高谦王有团张涛内蒙古工业大学资源与环境工程学院内蒙古呼和浩特010051 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

为对比不同充填材料的成本,指导金属矿山生产,以金川镍矿为研究背景,基于一元非线性回归、曲线估计和约束优化理论,结合掺石灰石粉和粉煤灰充填材料28d强度、塌落度和分层度正交试验结果,建立最低充填成本约束优化问题,约束优化问题中... 详细信息

为对比不同充填材料的成本,指导金属矿山生产,以金川镍矿为研究背景,基于一元非线性回归、曲线估计和约束优化理论,结合掺石灰石粉和粉煤灰充填材料28d强度、塌落度和分层度正交试验结果,建立最低充填成本约束优化问题,约束优化问题中各约束条件数学模型R2均高于90%.最后,利用OFOA和PSO算法分别求解平均最低充填成本,OFOA计算结果分别为91.615元/kg和97.092元/kg(掺石灰石粉充填成本比粉煤灰低5.477元/kg),而PSO算法未搜索到充填成本最优解.结果表明:(1)利用一元非线性回归和曲线估计理论可针对不同约束条件建立高精度多元非线性数学模型;(2)改良后的OFOA算法可对不同充填材料的成本约束优化问题求解;(3)改良算法较FOA和PSO算法收敛速度更快,计算过程更稳定,利用上述研究方法可对不同金属矿山、充填材料和约束条件进行成本对比,为充填材料比选提供理论指导.

关键词：充填开采胶结充填充填成本果蝇算法约束优化粉煤灰石灰石

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质量分数和泵送剂掺量波动对膏体充填料浆工作性能的影响

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矿业研究与开发 2025年

作者：张鹏高谦王有团尹博李国平马春英内蒙古工业大学资源与环境工程学院北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室

充填配料系统的计量误差是影响充填体质量的关键因素,为揭示由计量误差引起的质量分数和泵送剂掺量波动对充填料浆工作性能的影响,基于水泥水化机理和泵送剂作用原理,利用响应面和方差分析法开展力学性能、流动性能和流变性能试验,并进... 详细信息

充填配料系统的计量误差是影响充填体质量的关键因素,为揭示由计量误差引起的质量分数和泵送剂掺量波动对充填料浆工作性能的影响,基于水泥水化机理和泵送剂作用原理,利用响应面和方差分析法开展力学性能、流动性能和流变性能试验,并进行工业试验,确定最优质量分数和泵送剂掺量。结果表明:(1)质量分数和泵送剂掺量在±1%的范围内波动时,主效应显著影响充填体28 d强度、稠度、坍落度、扩展度和平均黏度系数,交互效应显著影响28 d强度、稠度和平均黏度系数;(2)质量分数和泵送剂掺量波动会导致充填料浆内自由水比例发生变化,从而影响充填材料工作性能;(3)建议该矿质量分数波动范围应保持在78%～79%,泵送剂掺量波动范围应保持在1%～2%。研究结果可为充填配料系统建设和配料设备精度调校提供理论依据。

关键词：膏体充填计量误差料浆质量分数泵送剂掺量工作性能

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煤岩破裂电磁辐射矢量特征规律

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中国矿业大学学报 2023年第6期52卷 1096-1107页

作者：韦梦菡何学秋宋大钊任廷祥邱黎明李振雷何生全北京科技大学大安全科学研究院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中安安全工程研究院北京100083 伍伦贡大学土木采矿与环境工程学院新南威尔士伍伦贡2522

煤炭等资源的安全开采是保障我国能源安全的关键.随着开采强度和深度的不断增加,煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害严重威胁着煤炭安全高效开采.电磁辐射技术作为一种实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法,在煤岩动力灾害监测预警等方面... 详细信息

煤炭等资源的安全开采是保障我国能源安全的关键.随着开采强度和深度的不断增加,煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害严重威胁着煤炭安全高效开采.电磁辐射技术作为一种实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法,在煤岩动力灾害监测预警等方面发挥了重要作用.但当前电磁辐射理论与技术研究主要针对标量参数进行,忽略了电磁场本身包含的空间矢量特征.基于此,利用自主研发的三轴电磁天线,根据矢量合成原理研究了煤岩破裂产生的电磁辐射矢量特征规律.结果表明:煤岩破裂过程产生的三轴电磁信号在时域上具有明显差异性,而在频域上分布较为一致,可视为破裂产生的电磁场在3个方向上的分量,并且该矢量电磁场在试样周围呈非均匀分布状态;通过三轴电磁信号的方向性差异可表征电磁辐射矢量,其等效矢量方向与裂纹面方向表现出明显的相关性;煤岩破裂产生的矢量电磁场是多个微裂纹综合作用的结果,多频电磁信号可视为不同方向、不同频率的多个偶极子受迫振荡和阻尼振荡产生的电磁效应叠加;现场测试表明利用电磁辐射矢量特征规律可辅助判识断层区域和危险程度.研究结果有助于进一步揭示煤岩破裂全过程破裂性态的时空演化规律,为实现非接触、时空定位精细化的煤岩动力灾害监测预警奠定基础.

关键词：煤岩破裂电磁矢量煤岩动力灾害监测预警

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超声波作用对尾矿底流浓密效果及流变性的影响

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中国有色金属学报 2021年第5期31卷 1377-1387页

作者：彭青松王洪江邢鹏杨柳华王志凯北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

目前深锥浓密机的浓密效果差,底流浓度低。为了探寻提高底流浓度的技术新途径,将超声波引入浓密机性能改造,研究超声辐照对深锥浓密机浓密效果及流变性的影响,借助自制超声辐照深锥浓密机试验系统开展动态浓密实验;利用正交实验设计,重... 详细信息

目前深锥浓密机的浓密效果差,底流浓度低。为了探寻提高底流浓度的技术新途径,将超声波引入浓密机性能改造,研究超声辐照对深锥浓密机浓密效果及流变性的影响,借助自制超声辐照深锥浓密机试验系统开展动态浓密实验;利用正交实验设计,重点考察耙架转速、超声波辐照频率对其浓密机底流浓度及流变性的影响。结果表明,超声波辐照频率与底流浓度呈现较为复杂的关系,超声频率的升高对底流浓度起到增益效果,实验中底流浓度最大提高3.85%;超声波作用对于底流浓度的增益效果呈二次函数分布,在频率22.34 kHz时为函数最低点,增益效果最弱。超声波作用后,料浆絮体结构尺寸有所降低,超声作用使得尾砂颗粒和絮团重新分配组合,产生形态规模较小的絮团,絮体体积比降低。超声波辐照对底流浓度有较大影响,可作为一种提高浓密机底流浓度的手段。

关键词：超声辐照动态浓密全尾砂底流浓度絮团结构

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考虑尾砂充填的地下矿山短期生产计划优化

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中国有色金属学报 2024年

作者：刘雨行李国清侯杰栾黎明范纯超王攀志北京科技大学土木与资源工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室新加坡国立大学土木与环境工程系山东黄金集团有限公司山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿

传统矿山短期生产计划优化研究围绕经济和生产指标，忽视了矿山固废处置的环境影响。生产计划和进度直接决定充填过程和尾砂消耗，进而影响其他尾砂处置策略。本文提出了一个整数规划模型，添加了充填尾砂消耗限制，将充填尾砂消耗量最... 详细信息

传统矿山短期生产计划优化研究围绕经济和生产指标，忽视了矿山固废处置的环境影响。生产计划和进度直接决定充填过程和尾砂消耗，进而影响其他尾砂处置策略。本文提出了一个整数规划模型，添加了充填尾砂消耗限制，将充填尾砂消耗量最小设定为优化目标，以期实现充填尾砂的均衡消耗。通过实例矿山验证了模型的有效性，相比传统模式，该模型每月可减少尾砂堆存量超过30%，降低了尾砂对环境的损害，提升了尾砂绿色处置比例。同时，模型输出的出矿量和品位波动满足矿山生产要求。本研究为矿山生产计划优化提供了新的视角和方法，促进了绿色矿山建设和可持续发展战略的实施。

关键词：尾砂充填生产计划优化整数规划绿色矿山

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单轴压缩下尾砂胶结充填体细观能量耗散与损伤表征研究

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采矿与安全工程学报 2022年第6期39卷 1227-1234页

作者：程爱平舒鹏飞邓代强周成颂黄诗冰叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

尾砂胶结充填体在两步骤回采中充当人工矿柱支撑采场顶板,其稳定性对矿柱的安全回采至关重要。基于室内试验进行尾砂胶结充填体细观参数标定,建立了尾砂胶结充填体颗粒流模型,开展了单轴压缩下尾砂胶结充填体细观力学特性研究,构建了尾... 详细信息

尾砂胶结充填体在两步骤回采中充当人工矿柱支撑采场顶板,其稳定性对矿柱的安全回采至关重要。基于室内试验进行尾砂胶结充填体细观参数标定,建立了尾砂胶结充填体颗粒流模型,开展了单轴压缩下尾砂胶结充填体细观力学特性研究,构建了尾砂胶结充填体细观能量指标体系,探讨了尾砂胶结充填体细观能量演化及耗散特征,揭示了尾砂胶结充填体破坏形式;结合能量耗散理论,考虑残余应变能影响,引入修正系数λ,提出了改进的损伤变量D,较好地表征了尾砂胶结充填体损伤演化过程。研究结果表明:尾砂胶结充填体细观能量主要由边界能输入,一部分通过能量积聚转化为平行黏结应变能和线性应变能,另一部分通过能量耗散转化为黏结阻尼能、摩擦能、介质阻尼能和动能;尾砂胶结充填体细观能量演化过程具有阶段性特征,包括能量积聚和能量释放两个阶段,在能量耗散阶段体现明显的延性破坏特征;尾砂胶结充填体细观损伤表象为颗粒错动和黏结破坏,考虑残余应变能的改进损伤变量更准确,能较好地反映尾砂胶结充填体延性特征。研究成果可为尾砂胶结充填体稳定性控制提供理论指导。

关键词：尾砂胶结充填体颗粒流程序能量耗散残余应变能损伤演化

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我国全尾砂料浆浓密研究进展与发展趋势

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中国有色金属学报 2022年第1期32卷 286-301页

作者：阮竹恩吴爱祥焦华喆李翠平李公成莫逸王洪江北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528399 河南理工大学土木工程学院焦作454000 山东理工大学资源与环境工程学院淄博255000 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

全尾砂料浆的高效和深度浓密是获得合格膏体浓度、决定膏体充填质量的关键。全尾砂高效絮凝是全尾砂料浆浓密的前提,全尾砂絮团的快速沉降决定全尾砂料浆浓密的效率,而全尾砂浓密床层的深度脱水决定全尾砂料浆浓密的效果。为此,本文对... 详细信息

全尾砂料浆的高效和深度浓密是获得合格膏体浓度、决定膏体充填质量的关键。全尾砂高效絮凝是全尾砂料浆浓密的前提,全尾砂絮团的快速沉降决定全尾砂料浆浓密的效率,而全尾砂浓密床层的深度脱水决定全尾砂料浆浓密的效果。为此,本文对近20年来我国在全尾砂料浆浓密方面的研究方法和研究成果进行了分析与总结,详细分析了全尾砂絮凝行为及其动力学模型、全尾砂絮团沉降规律及其机理、全尾砂浓密床层深度脱水规律及其机理、深锥浓密机的耙架扭矩模型及关键结构参数设计,并对未来发展趋势进行了展望。

关键词：膏体充填全尾砂絮凝沉降浓密脱水

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连续级配胶结充填体力学特性及声发射特征

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华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第8期49卷 46-52页

作者：程爱平董福松舒鹏飞付子祥武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

基于程潮铁矿尾砂胶结充填背景,配制7组不同Talbol指数n的连续级配胶结充填体试样,开展了单轴压缩胶结充填体声发射(AE)监测试验,获取了胶结充填体强度及声发射特征参数.研究结果表明:连续级配胶结充填体的强度随n的增大呈震荡上升,达... 详细信息

基于程潮铁矿尾砂胶结充填背景,配制7组不同Talbol指数n的连续级配胶结充填体试样,开展了单轴压缩胶结充填体声发射(AE)监测试验,获取了胶结充填体强度及声发射特征参数.研究结果表明:连续级配胶结充填体的强度随n的增大呈震荡上升,达到最大值后骤然下降,当n=0.5时,连续级配胶结充填体强度最优,连续级配胶结充填体试样破坏后表壁以主裂纹为主,主裂纹发育完整,属于单一裂纹贯穿破坏,当n≠0.5时,主裂纹沿扩展方向发生偏转,属于裂纹绕行扩展破坏;当n=0.5时,声发射能率与累积能量均呈现出明显与全应力应变曲线对应的阶段性变化特征,当n≠0.5时,声发射能率呈现周期性间断峰值变化规律,累积能量表现为明显的阶梯性变化特征.

关键词：胶结充填体连续级配 Talbol指数力学特性声发射

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单轴压缩胶结充填体裂纹扩展及汇集模式

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中国矿业大学学报 2021年第1期50卷 50-59页

作者：程爱平董福松张玉山王平戴顺意武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

采用WAW-300型伺服万能试验机及裂纹观测系统,对灰砂质量比为1∶4的胶结充填体进行了单轴压缩试验,获取了单轴压缩下胶结充填体裂纹演化全过程,探讨了胶结充填体裂纹扩展及汇集模式,结合灰砂质量比为1∶6的胶结充填体单轴压缩试验和颗... 详细信息

采用WAW-300型伺服万能试验机及裂纹观测系统,对灰砂质量比为1∶4的胶结充填体进行了单轴压缩试验,获取了单轴压缩下胶结充填体裂纹演化全过程,探讨了胶结充填体裂纹扩展及汇集模式,结合灰砂质量比为1∶6的胶结充填体单轴压缩试验和颗粒流数值模型从宏细观角度进行了验证.结果表明:胶结充填体裂纹扩展模式以单一裂纹单向扩展与单一裂纹双向扩展为主;其汇集模式分为单一裂纹向轻度破损区汇集、单一裂纹向重度破损区汇集、两条短裂纹沿起裂区汇集和两条短裂纹沿轻度破损区汇集;胶结充填体试样各表面贯穿裂纹之间具有对称性和邻近性.

关键词：胶结充填体裂纹演化扩展模式汇集模式颗粒流

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红砂岩蠕变破坏声发射震源演化及其分形特征

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岩土力学 2021年第10期42卷 2683-2695页

作者：龚囱赵坤包涵赵奎曾鹏王文杰江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

对红砂岩进行了蠕变声发射定位试验,分析了声发射震源在沿加载方向与垂直于加载方向上的演化规律。在此基础上,以固定的时间窗口和时间步距,计算并研究了震源zi值与ri值的分形维数特征。试验结果表明:当蠕变应力等于或大于损伤应力时,... 详细信息

对红砂岩进行了蠕变声发射定位试验,分析了声发射震源在沿加载方向与垂直于加载方向上的演化规律。在此基础上,以固定的时间窗口和时间步距,计算并研究了震源zi值与ri值的分形维数特征。试验结果表明:当蠕变应力等于或大于损伤应力时,声发射震源时空演化规律反映的是微裂纹萌生、成核与扩展、贯通的过程。微裂纹的萌生主要产生于减速蠕变阶段,在此过程中微裂纹在沿加载方向与垂直加载方向上,表现为自试件端部与外壁向试件中心演化的过程,并且zi值与ri值的分形维数总体呈现减小的特征。微裂纹的成核过程出现在等速蠕变阶段,其位置位于试件的中心部位。而后,随着蠕变时间的增大,微裂纹步入扩展阶段,此时微裂纹演化表现为自试件中心向端部与外壁方向扩展的过程。对应的zi值与ri值的分形维数均处于较低水平,该特征可作为微裂纹步入成核与扩展过程的标志。微裂纹的贯通产生于加速蠕变阶段,在此过程中沿加载方向上微裂纹主要分布于试件轴向中上部与中下部,而在垂直加载方向上微裂纹遍布试件半径方向,但震源zi值与ri值的分形维数均随着蠕变时间的增大而小幅度上升,该特征可作为微裂纹步入贯通过程的标志。该研究结果可为探索岩石蠕变细观机制与蠕变破坏预测方法提供理论与试验支撑。

关键词：红砂岩蠕变损伤强度声发射震源分形维数

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