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中国矿业大学学报 2006年第05期杂志 文档列表

深埋巷道破裂围岩位移分析565-570

摘要：针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点，采用非连续变形分析（DDA）软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究．分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值朱减少位移量的机理，提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准，并对埋深1159m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测．实测结果与DDA软件计算值比较吻合，说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的．

掘进煤巷应力仿真和延时煤与瓦斯突出机理研究571-575

摘要：掘进煤巷工作面应力“三带”分布对延时突出起着关键作用．采用岩石破裂过程RFPA^2D分析软件数字仿真了煤巷掘进工作面应力状态及“三带”分布范围，分析了渗透力对瓦斯突出的作用．结果表明：充分卸压带为2m，部分卸压带为2～6m，集中应力带为6～18m．由于掘进工作面煤层应变软化，卸压带宽度随时间延长而展宽；当煤体水平承载能力小于水平载荷时，煤体脱离，在重力作用下冒落、掉渣．此时水平载荷转移到深部煤体，使处于临界状态的深部煤层破坏．这是一个正反馈的加速过程，最后水平载荷形成应力破坏波，造成煤体的快速拉裂破坏，形成煤与瓦斯突出．

煤炭自燃自由基反应的电子自旋共振实验研究576-580

摘要：基于煤炭自燃的自由基作用机理，采用电子自旋共振（ESR）测谱仪，测定煤体在破碎和低温氧化过程中的自由基朗德因子，浓度，线宽和线高．实验以张集矿肥煤和白芨沟矿无烟煤为研究对象，分析了煤在4种粒径范围内ESR参数的变化情况和煤炭低温氧化过程中ESR参数随氧化温度、氧化时间的变化情况．结果表明：煤自由基因子在2．002～2．003之间，变化不大，张集矿肥煤的因子值稍大于白芨沟无烟煤；煤体粒径越小、氧化温度越高、氧化时间越长，煤自由基浓度越大；线高的变化趋势与自由基浓度变化趋势基本一致；线宽的变化趋势呈分散性．

水垫带式输送机设计原理及基本参数的研究581-585

摘要：为了进一步完善水垫带式输送机的设计，对其基本参数之间的关系进行了研究．根据润滑理论对水垫带式输送机设计原理进行了分析，推导出水垫带式输送机的水垫雷诺方程．以水垫雷诺方程为基础，系统地分析水垫压力、水泵压力、工作液体流量和阻力、盘槽啧嘴布置等水垫带式输送机的基本参数，得到了相应的计算原则和方法．研究表明：水垫带式输送机的承载能力是由动压效应、挤压效应、加质作用3部分组成；由于挤压效应的存在，输送机在间断和不均匀给料的工况下仍可正常工作；最佳的啧嘴布置方案是采用不等排距、不等孔距、不等流量．

振动平面上粒群运动的离散元模拟586-590

摘要：粒群在振动平面上的运动在各种工业过程中广泛存在．为深入认识其复杂的类流体力学特性，对一个矩形振动盒内粒群的运动状态进行了离散元模拟，借助高速动态分析系统进行了同等条件下的电动振动试验台物理试验．通过模拟再现了“巴西果”现象．为考察粒群的松散度，定义了“膨胀系数”指标，通过试验得到了不同料层厚度下“膨胀系数”同振动盒的振幅及振动频率之间的数学关系式．模拟结果证实了计算参数对离散元法模拟结果的影响，通过选择合理的计算参数，模拟结果同试验结果能够很好地吻合．

跳汰机床层松散状况软测量建模方法研究591-595

摘要：应用人工智能的方法建立了跳汰机床层松散状况的软测量模型，该软测量模型的建立分2步完成：首先根据工业现场的操作经验和化验分析结果，应用跳汰机分选效果主要指标（不完善度和错配物总量）与床层松散状况的关系建立模糊推理系统（FIS）模型，实现跳汰机床层松散状况的离线评价；然后根据浮标传感器的输出与跳汰机床层松散的关系以及跳汰机床层松散状况的离线评价结果，建立基于自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的跳汰机床层松散状况的在线估计模型．实验得到软测量模型的训练均方根误差为0．0147，验证均方根误差为0．0214，充分体现ANFIS具有显著的学习能力和良好的泛化能力．

钢框架柱带悬臂梁段拼接节点的弹塑性分析596-601

摘要：通过有限元模拟研究了钢框架柱带悬臂梁段拼接节点在弹性极限状态和塑性状态下的应力分布规律，将其受力性能和变形能力与普通无拼接节点进行对比，分析2种不同连接节点的变形性能和不同连接刚度对节点承载性能的影响．结果表明：虽然带悬臂梁段拼接节点的梁翼缘、腹板均有所削弱，但其初始刚度和极限承载力受影响较小，且弹性刚度高于无拼接的焊接节点；而在塑性极限状态下，带悬臂梁段拼接节点的高强螺栓拼接会出现滑移，其转动能力要高于无拼接节点，可见利用拼接滑移耗散地震能量输入是可行的．

大采深条带开采坚硬顶板工作面冲击矿压治理研究602-606

摘要：为了解决大采深条带开采坚硬顶板工作面的冲击矿压问题，以古城煤矿2106工作面为例，采用现场分析、实验室试验、数值模拟的方法对其发生机理进行了研究．结果表明在此条件下开采时发生的冲击矿压与煤岩性质、采深、坚硬顶板厚度及顶板的周期来压有密切关系．当冲击矿压发生的煤层具有强冲击倾向性，煤层硬度系数大于3、采深900m以上、顶板岩层坚硬且厚度大于20m时，冲击矿压发生具有突然性和猛烈性；主要发生在顶板周期来压期间、超前支护50m范围内，此时工作面的CH4和CO气体含量同时升高．对此提出了钻屑法等预测预报的方法和煤体爆破卸压与柔性支护等治理措施．

注二氧化碳提高煤层甲烷采收率的实验模拟607-611

摘要：针对我国煤层气开发中存在的产气率低、回采周期长的问题，开展了注二氧化碳驱替煤层甲烷的实验模拟研究．根据实验数据，利用扩展Langmuir方程计算了驱替过程中CH4组分的产出特征，并与纯CH4的解吸过程进行了比较．结果表明，在CO2驱替实验中，CH4在单位压降下的解吸率，明显高于纯CH4解吸时单位压降下的解吸率．其中晋城煤层CH4单位压降下的解吸率提高了150%，潞安煤层CH4单位压降下的解吸率提高了270％．由此可见，采用二氧化碳注入技术，可以显著提高煤层甲烷的采收率．

准格尔矿区主采煤层中铅和硒的异常高值与成因研究612-616

摘要：为了研究内蒙古准格尔主采煤层中铅和硒的异常，运用电离耦合等离子体质谱（ICP—MS）、仪器中子活化分析（INAA）、带能谱仪的扫描电镜（SEM—EDX）和光学显微镜对主采煤层中铅和硒的含量、赋存状态和地质成因进行了研究．实验结果表明，准格尔矿区主采6号煤层中铅和硒的质量分数均值分别为35．7×10^-6和8．2×10^-6，明显高于华北煤、贵州煤、中国煤和美国煤的算术均值，其富集系数分别高达2．4和68．1，铅和硒在该煤层中显著富集；铅和硒主要赋存在方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿中，这3种矿物以植物胞腔充填形式出现，属于化学沉积成因．

环向约束条件下破裂岩体力学特性试验研究617-622

摘要：深部地下工程围岩多为破裂岩体，与支护结构间存在相互作用，破裂岩体的力学性能对工程稳定起着极其重要作用．采用环向约束试验方法研究破裂岩体的承载和变形特性．结果表明：破裂岩体的轴向应力-应变曲线是-分段连续曲线，峰谷后表现出等效弹塑性特性，随环向约束力的逐步提高，破裂岩体轴向应力呈现应力强化趋势，可达到并稳定在一个较高的应力状态，而环向约束应力则随侧向应变的增加呈线性增加，直至屈服．因此，环向约束条件下破裂岩体的力学特性明显不同于岩石三轴试验残余段的剪切滑移特性，反映了破裂岩体在有效环向约束条件下具有良好的结构效应．

热探测法监测岩石应力变化的实验研究623-627

摘要：为了探测岩石在受力过程中温度的变化特征，用接触式测温仪对花岗岩和大理岩试件进行了单轴加压条件下的测温试验，同时用红外热像仪作为辅助监测．结果表明：在加载与卸载过程中都有温度的变化，并有一定的可逆性，即，加载升温，卸载降温；岩石在破坏前存在温度奇变点，温度变化能够显示岩石破坏的前兆信息，80％抗压强度附近是岩石破坏的临界前兆点；红外热图也可以显示出破坏前的温度异常．热探测法对于矿山岩体应力变化监测是实用和有效的．

神府煤不同密度级组分光氧化残留物的研究628-632

摘要：在固定床光氧化反应器中，对神府煤不同密度级组分进行了紫外光光氧化研究．利用元素分析、溶胀度测定及红外光谱分析等方法研究了煤光氧化固体残留物的结构和性质．结果表明：光氧化对神府煤不同密度级组分的脱氮有明显效果；光氧化后固体残留物交联点间的平均分子量减小，交联度增加．各煤组分的腐殖酸产率随着光氧化时间的增加而增大，腐殖酸产率依次为D2〉D3〉D4．

生物法净化苯、甲苯、二甲苯废气菌种驯化633-636

摘要：对生物滴滤器净化苯、甲苯、二甲苯废气菌种驯化进行了研究，创建了“诱导物-目标污染物”专性降解菌双底物驯化模式，以甲苯为诱导物，进行了“甲苯-苯”、“甲苯-二甲苯”双底物驯化，并将苯专性降解菌接种于Ф40mm×500mm的生物滴滤器进行净化笨的工艺实验．结果表明：“甲苯-苯”驯化第25天时，其假单胞杆菌密度高达2．08×10^8CFU／mL，比苯直接驯化高出约5×10^7CFU／mL；“甲苯-二甲苯”驯化第25天时，其假单胞杆菌密度为1．60×10^8CFU／mL；净化苯试验表明，气量为60L／h，苯的质量浓度为0．747～3．760mg／L条件下，苯平均去除能力高于120g／（m^3·h），峰值去除能力达到246g／（m^3·h）（此时假单胞杆菌密度高达6．0×10^10CFU／mL），采用双底物驯化方式优于直接驯化．

高矿化度高铁锰矿井水回用处理工艺研究637-641

摘要：为实现矿井水资源化，解决高矿化度高铁锰矿井水回用处理，分析了该类矿井水的水质特征和处理工艺，采用混凝沉淀烧杯搅拌试验和过滤柱模型试验，研究了混凝荆投加量和曝气对混凝沉淀除铁除锰效果的影响，以及滤料、滤速、过滤周期、反冲洗强度等对过滤出水水质的影响．结果表明：矿井水具有井下溶氧的特点，不需专门设曝气装置；聚合氯化铝（PAC）最佳投药量（质量浓度）为60mg／L，混凝沉淀对铁的去除率在90％以上，而对锰的去除率在20％左右；经KMnO4溶液浸泡的锰砂过滤（滤速7～9m／h），除铁除锰效果优良，出水铁锰的质量浓度都在0．1mg／L以下，能够满足回用水的水质要求，而且启动快、适应能力强．

华丰煤矿顶板突水机理研究642-647

摘要：为了解决新汶矿业集团华丰煤矿4煤层顶板突水问题，基于矿山压力控制理论，在分析顶板突水水源的基础上，研究了该矿的顶板突水机理．结果表明：顶板突水同顶板覆岩运动过程中形成的离层、冲击地压及斑裂线存在密切的因果关系，斑裂线和沿层离层是造成顶板水主要沿工作面下平巷涌出的主要因素，斑裂线是导致华丰煤矿顶板大量突水的主要导水通道．通过3405工作面出水实例和化学连通试验说明离层带注浆浆液中的水能够通过顶板岩层的裂隙进入工作面．

同步爆扩法处理高速公路液化土地基现场试验研究648-652

摘要：为了获得同步爆扩法处理高速公路液化土地基的实施方法和参数，验证理论及模型试验研究成果，采用现场试验和对比分析相结合的研究方法对其进行研究．提出了合理爆扩参数、爆扩孔装填结构、爆扩方式、安全控制等同步爆扩法处理高速公路液化土地基的关键技术和实施方法．结果表明：爆扩孔的装填结构和填塞长度是爆扩成腔和同步完成爆扩腔碎石充填的关键；超孔隙水压力与爆扩距离均呈负指数规律分布，其有效范围为4～6m，排水沉降主要发生在爆扩后2～3d内，地面沉降量达0．3～0．4m；爆扩地面震动频率为5～15Hz低频大振幅震动，爆扩安全距离为40～50m．采用该技术处理后的地基土体物理力学特性提高，液化消失．

基于Elman网络的非线性系统增强式学习控制653-657

摘要：针对具有连续状态和未知系统模型的非线性系统控制问题，提出一种基于Elman神经网络的Q学习控制策略．利用Elman网络良好的动态特性及泛化能力，对状态一动作对的Q值进行在线估计，解决状态空间泛化中易出现的“维数灾”问题．借鉴TD（λ）算法中状态的资格迹机制，通过对权值向量定义对应的资格迹来加速神经网络的学习过程．将所提方法应用于具有连续状态的小车爬山控制问题，学习系统在经过大约60多次学习后即能获得小车爬山控制策略，仿真结果表明所提方法能够有效解决具有连续状态的非线性系统的无模型增强学习控制．