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中国矿业大学学报 2007年第05期杂志 文档列表

一个新的水平隧道火灾烟气逆流层长度模型研究569-572

摘要：对前期实验获得的纵向通风隧道火灾烟气逆流层长度的实验数据以及其他研究者所发表的3组实验数据进行了综合分析,总结出了3条关于烟气逆流层长度随火源释热速率和通风风速变化规律的定性描述.据此构造了不同的回归模型,对上述4组数据进行了多元非线性回归.得到了一个关于纵向通风隧道火灾烟气逆流层长度的经验公式,该公式完全满足前述的3条定性规律,并较已知经验公式更好地与实验数据相符合.

加载方向对层状构造冻结粉土抗压强度的影响573-577

摘要：在不同温度和应变率条件下分别垂直和平行冰层对层状构造冻结粉土进行了单轴抗压强度试验,分析了2种不同加载方向对层状构造冻结粉土力学性质的影响.结果表明：垂直冰层加载时层状构造冻结粉土的应力-应变关系呈弹塑型,平行冰层加载时应力-应变关系呈黏弹塑型;相同条件下垂直冰层加载比平行冰层加载时的抗压强度和破坏应变大,二者抗压强度的差异程度与温度和应变率无关,破坏应变的差异程度与温度无关,但随着应变率降低差异程度逐渐增大;层状构造冻土的破坏主要受控于分凝冰,不同加载方向下层状构造冻土的损伤演化过程存在显著差异.

筛板充填浮选柱浮选流体的速度场分布578-581

摘要：为了研究充填筛板对旋流-静态微泡浮选柱分选段流体环境的影响,分别用激光粒度测速仪（LDV）和计算流体力学软件（FLUENT）对分选段的流体速度场分布进行测试与模拟,结果表明,轴向速度在0.18-0.41 m/s之间,径向速度在-0.06-0.08 m/s之间.与柱分选段无充填情况进行对比,筛板减弱了流体切向流动速度的50%-60%,改善了流体和气泡的径向弥散不均匀状态,且使轴向速度分布更趋于均匀,降低了Pe准数,促进了浮选流体的＂塞流＂环境.最后,推导出在筛板充填浮选柱单相流体中单个气泡的运动速度.

紫外光引发煤自由基反应的实验研究582-585

摘要：利用电子顺磁共振（ESR）分析仪和气相色谱仪,实验测定了新安矿贫瘦煤（易自燃）和杨庄矿贫瘦煤（不易自燃）在紫外光照射下自由基浓度和氧化产物（CO和CO2）的变化情况.结果表明：煤自由基对紫外光非常敏感,紫外辐射可以引发煤自由基反应;杨庄矿煤样在紫外光照射时自由基浓度增加速率较快,约是新安矿的4倍.煤的光氧化同热氧化一样,也会产生CO和CO2气体;相同实验条件下新安矿煤样光氧化时生成的CO是杨庄矿的2.5倍.可见,煤的自燃特性并不能简单以自由基浓度大小或自由基增加速率的快慢来判断.

煤中小分子的微孔嵌入特征与溶出特性586-591

摘要：以CS2为溶剂对童亭暗煤进行了按时间段分次取样的溶剂萃取,采用GC/MS对各次萃取物进行了定性分析,并与童亭亮煤和童亭丝炭的分析进行了比较.结果表明：童亭暗煤中部分化合物溶出时刻具有较高的选择性,即较大微孔中的分子量大的化合物首先溶出,而较小微孔中的分子量小的化合物后期溶出,极性化合物溶出时刻既受微孔大小也受极性强弱影响,但一般是延迟溶出;以细粒分散于有机质基质中的矿物质对游离态化合物的溶出有延迟作用;显微亚组分的不同将决定微孔嵌入态小分子的组成和数目分布,结构镜质体孔隙多较大,不利于对小分子的吸附嵌入,但可有游离态小分子装填;无结构镜质体孔隙多呈微孔分布,对小分子的嵌入较有利;当以微孔嵌入态存在时,长链烷烃溶出顺序总体上是高碳烷烃→中碳烷烃→低碳烷烃.

粉煤灰微珠表面包覆机理研究592-596

摘要：描述了微珠-氢氧化钙溶液体系中复合微珠的制备和表征方法.探讨了95℃恒温状态下氢氧化钙含量、微珠中活性组分随反应时间的变化规律.分析了体系温度和反应时间对包覆层生长过程的影响,结果表明：体系温度和反应时间是加速氢氧化钙对微珠产生水化作用的重要参数,两者之间具有协同效应;体系温度越高,所需反应时间越短,反之亦然.根据反应体系中氢氧化钙最强衍射峰强的变化规律,研究了微珠表面包覆层生长机制和包覆机理.结果表明：包覆层生长过程经历了诱导期、加速期、稳定期和颗粒快速生长期4个阶段.

矿井监控图像中空列车的识别597-602

摘要：基于井下空列车与其他物体的几何形状差别,提出空列车监控图像的识别算法.运用圆形结构元素对监控图像进行形态学的先开启、后闭合的操作,用Canny边缘检测算子来检测图像的边缘,并对边缘的图像进行变换分析,突出了空列车图像边缘的直线性质.结果表明：形态学操作有效地减弱了其他对象的边缘,得到比较满意地空列车图像的直线性质的边缘;在不同监控对象的图像的Radon变换域中的特征最大值比Hough变换域中的特征最大值有更好的可分离性.Radon变换作为识别算法中的变换方法,可识别了煤矿井下红外监控系统中的空列车图像.

竖井内火灾烟气运动过程模拟实验研究603-608

摘要：为了深入了解竖井内火灾烟气的运动规律,用试验的方法在小尺寸竖井内模拟火灾燃烧过程.测定典型小尺寸竖井模拟实验台中火灾烟气在不同开口形式时的温度及CO,CO2等气体的浓度变化情况.试验结果表明：火源位于中性面以下且开口较多时,由于浮力及烟囱效应的作用,烟气向上蔓延并由上部开口排出;火源位于中性面以上时,烟气由中性面以上开口排出,中性面以下各层保持相对无烟.全封闭竖井内φ（CO）,φ（CO2）在200-400 s之间在5#探针处出现最大值,其余开口形式竖井内φ（CO）,φ（CO2）均在100-200 s之间在5#探针处出现最大值,竖井内烟气运动规律符合浮力及烟囱效应机理.

考虑含水率影响的红砂岩损伤统计模型609-613

摘要：为了描述红砂岩在不同含水率条件下的力学特性,通过对不同含水率的红砂岩进行单轴压缩试验,分析了含水率变化对其强度和变形特性的影响.结果表明：含水率小于3%时,红砂岩有较高的强度;含水率大于3%时,红砂岩的强度明显降低;但含水率超过6%后,强度衰减趋势显著变缓.含水率与弹性模量及峰值强度之间呈指数函数变化,而峰值强度对应的应变随含水率变化呈线性函数变化.将试验确定的关系式作为边界条件,运用损伤统计理论和Lemaitre应变等价性假说,推导出了能反映含水率影响的红砂岩损伤统计模型.

非连续岩体锚杆导轨作用的物理模拟研究614-617

摘要：为了研究锚杆的横向效应并揭示其支护机理,建立了非连续岩体中锚杆横向抗剪效应的三维研究模型,进行相应的物理模型试验,研究了非连续岩体中锚杆的导轨作用效应.结果表明：在剪力作用下锚杆的横向效应对岩体的稳定性存在负面影响,在非连续面处产生了明显的导轨作用效应;锚杆导轨作用效应主要产生条件是剪切位移达到一定数值;锚杆直径越大,产生导轨作用效应所需的外载剪切位移越小,且分离量越大.

节理岩体巷道顶板预应力锚杆加固作用研究618-621

摘要：为了深入探讨预应力锚杆对节理岩体巷道顶板的加固机理和作用,采用ANSYS数值模拟软件,研究了不同节理位置和节理倾角等节理特征下,预应力锚杆支护前后节理面及巷道稳定性变化规律.结果表明：位于巷道顶板中央附近的小角度节理,是影响巷道稳定性的主要因素.预应力锚杆支护可以将节理面压应力提高2-3 MPa,顶板表面处压应力增大3-4 MPa,消除了垂向拉应力,顶板应力松弛区内的压应力提高了约2 MPa.角度越小,越靠近巷道中央,锚杆支护后的节理面压应力及松弛区内压应力的增加率越大,预应力锚杆支护作用越明显.与锚杆不穿节理相比,穿过节理的预应力锚杆支护效果更显著.

PVA-蚕丝复合水凝胶的制备与性能评价622-625

摘要：选用高分子聚乙烯醇（PVA）和脱胶后的蚕丝为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-蚕丝复合水凝胶.在去离子水溶液中浸泡,并通过称重法研究复合水凝胶的溶胀特性以及蚕丝的含量对其溶胀性能的影响.采用平头圆柱压头测定复合水凝胶的压缩弹性模量并依据国标GB1685-82测量复合水凝胶的应力松弛特性.用S-3000N型扫描电镜表征PVA-蚕丝复合水凝胶的微观结构.结果表明：在去离子水中,复合水凝胶的溶胀趋势基本一致,而且溶胀比均随着蚕丝含量的增高而降低;PVA-蚕丝复合水凝胶的弹性模量和应力松弛速率均随着蚕丝添加量的增高而增高;丝胶与聚乙烯醇有良好的结合性,蚕丝的加入使PVA基体结构的方向性增强.

无线传感器网络的研究与实现626-629

摘要：为了实现高能量效率、低复杂度的无线传感器网络,设计了基于跳数的广播路由（HBBR）协议和随机-媒体接入控制（R-MAC）协议,研究了无线传感器网络节点的低功耗、低成本实现技术,并在此基础之上,研制了无线传感器网络硬件实验系统.计算机仿真和硬件实验表明,所设计的协议能够实现高效、稳定的网络功能;所实现的硬件实验系统,在硬件资源非常有限的条件下,能够实现对移动目标的实时跟踪.

神府煤显微组分表面性质研究630-635

摘要：为了考察煤显微组分的可浮性,对神府煤镜质组和惰质组进行了元素分析、工业分析、光电子能谱分析（XPS）、润湿热和表面电性测定.结果表明,镜质组和惰质组的表面化学组成和结构相似,物理化学性质相近,不同显微组分表面同时存在亲水性基团和疏水性基团.含氧官能团对所研究显微组分表面润湿性的影响显著.镜质组表面极性含氧官能团中氧碳质量比为0.135,其中羟基中的为0.090;惰质组表面极性含氧基团中的为氧碳质量比0.112,羟基中的为0.061.与以往的报道不同,实验惰质组表面疏水性较好,二次去离子水中放热9.639 J/g;镜质组相对亲水,二次去离子水中放热21.306 J/g.在较广的pH值范围内,煤显微组分表面荷负电,惰质组和镜质组ξ-电位差别不大,零电点的pH值分别为2.80和3.40.

煤孔隙结构对煤层中CO扩散的影响636-640

摘要：针对开滦集团煤业公司3个煤矿CO长期超标的现象,测定了CO在煤层中的扩散量和煤的孔隙结构,分析了不同孔径对煤层中CO扩散量的影响,讨论了煤的分形维数、比表面积与煤层中CO扩散量的关系.结果表明,CO在煤层中的扩散主要为Knudsen扩散及过渡型扩散方式,过渡孔的增加有利于其扩散,而微孔的增加则不利于其扩散.CO扩散量与煤内比表面积呈二次曲线关系,随着内比表面积增加,CO的扩散量先减少后增加,与分形维数呈二次曲线关系,随着分形维数的增加先增加后减少.

基于黏弹性的超高分子量聚乙烯齿轮计算分析641-646

摘要：为给超高分子量聚乙烯（UHMWPE）齿轮的承载能力计算及校核提供理论依据和参考,本文以UHMWPE的非线性黏弹性为基础,采用了黏弹性力学模型和超弹性力学模型（Arruda-Boyce模型）相结合的方法,建立了UHMWPE齿轮的力学模型和几何模型,应用ABAQUS非线性有限元分析软件,对与钢齿轮啮合运转时的UHMWPE齿轮进行了动态模拟,并对它的应力和应变大小、分布及承载能力进行了计算和分析研究.结果表明,齿根部位的Von Mises应力和弯曲应力最大,轮齿节点处的接触压应力最大.建立在非线性黏弹性基础上的UHMWPE齿轮动态模拟和计算分析结果更符合实际.

龙口褐煤萃取后的微孔结构及化学组成变化647-652

摘要：研究煤萃取后的小分子相的赋存方式及其变化规律,用不同溶剂对龙口褐煤进行了分级萃取.采用压汞法测试了萃取前后褐煤的微孔结构,通过元素分析和工业分析法测定了其化学组成.结果表明：原煤中小分子相是以“连续相”均匀混杂、互相交织的形式填充或吸附在煤的孔隙和大分子网络结构中.萃余物中的中,大孔多,不同孔径段的孔隙呈现间断性分布,揭示了小分子相的“断续性”的赋存方式;萃余物中的C,H元素含量均小于原煤,随着萃取级数的增加,C元素含量趋于增大,H元素含量趋于减小.H元素含量减小趋势要比其它元素明显很多,其变化更能反映萃取后小分子相的溶出行为;随着萃取级数的增加,萃余物中不同孔径段间的孔比表面积大小趋于接近,表现为比表面积参数在不同孔径段的“均匀化”程度增强.

MnZnFe2O4磁性纳米添加剂抗磨减磨及自修复效应研究653-657

摘要：利用四球和立式万能摩擦磨损试验机考察了MnZnFe2O4纳米磁性微粒作为润滑油添加剂抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用,并用扫描电子显微镜观察分析了磨斑表面形貌.结果表明,MnZnFe2O4纳米微粒添加剂能显著提高润滑油的承载能力,且减小磨斑直径,减小磨损表面犁沟.但MnZnFe2O4纳米微粒添加剂对润滑油的抗磨减磨效果受加载载荷影响：低载时,添加MnZnFe2O4纳米微粒润滑油的摩擦系数与基础油相比无明显改善;高载时,摩擦系数至少降低16%.这表明高载有利于MnZnFe2O4纳米微粒在摩擦表面沉积并在接触区的高温高压作用下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,并对磨损表面具有一定的修复作用.