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中国矿业大学学报杂志

中国矿业大学学报紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:32-1152/TD。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1955年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:中国矿业大学
  • 国际刊号:1000-1964
  • 国内刊号:32-1152/TD
  • 出版地方:江苏
  • 邮发代号:28-73
  • 创刊时间:1955
  • 发行周期:双月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:2.4
  • 综合影响因子:2.339
相关期刊
服务介绍

中国矿业大学学报 2013年第04期杂志 文档列表

一面四巷高位瓦斯抽采及浮煤自燃耦合研究

摘要:以15101综放面为背景,研究了"一面四巷"布置方式下的高抽巷负压对卸压瓦斯抽采和采空区自燃相互耦合关系的影响.通过建立理论模型,测定现场的边界条件及有关数值模拟参数的设定,进行了大量的数值模拟.结果表明高抽巷负压的增大可以大幅度提高瓦斯抽采率,并且使尾巷瓦斯浓度大幅降低.高抽巷负压的变化对自燃三带的影响较小,但在高抽巷及内错的作用下,采空区漏风量大大增加,则采空区自然发火危险性也大大增加.根据尾巷的瓦斯浓度上限为2.5%,确定15101工作面高抽巷最佳负压为2.486kPa.
513-518

超高压水射流破岩过程中的应力波效应分析

摘要:选取200,220和260MPa射流压力和3种岩样,实验研究非淹没条件下破岩效果的宏观规律.针对岩石在超高压水射流作用下的破碎特性,建立球面应力波在岩石介质中传播的波动方程.运用拉格朗日方法描述岩石质点的位移场和速度场.利用Matlab对波动方程进行计算求解,分析超高压水射流冲击下岩石破裂时序演化过程,建立岩石宏观断裂规律与微观破坏机制间的联系.研究表明:超高压水射流作用下岩石的破坏主要表现为拉伸破坏;岩石受力在应力波效应下呈现两种状态,即先拉伸后压缩应力状态与压缩应力状态;理论计算分析与实验结果基本吻合,表明利用该方法分析超高压水射流破岩机理是可行的.
519-525

煤矿采动与地震耦合作用下建筑物灾变分析

摘要:根据煤矿采动区特有的开采沉陷变形、地震耦合效应和采动区复杂特殊的地质环境条件,从采动损害与震害耦合角度深入分析建筑物灾变过程的演化机制,基于地震工程学和开采沉陷学的原理,建立煤矿采动损害与震害的耦合作用模型和建筑物的运动方程,量化分析了采动区开采沉陷变形和地震对建筑物的损害程度.结果表明:在煤矿采动附加应力作用下,建筑物会产生不同程度的次生损伤;在地震作用下,建筑物的损伤会逐渐积累演化,由此严重威胁到建筑物的整体安全性.
526-534

采动区扰动土-结构界面剪切特性的试验研究

摘要:基于采动区扰动土的变化规律,设计了不同初始孔隙比和初始饱和度的土样,模拟采动过程中土体物理性质的变化.采用DRS-1型高压直剪试验系统完成了扰动土与结构材料界面的直剪试验,分析了法向应力、初始孔隙比以及初始饱和度对界面剪切特性的影响.结果表明:界面剪切强度与法向应力、土样的初始孔隙比及初始饱和度密切相关.界面剪切强度与法向应力成线性关系,随法向应力的增大而增大;初始孔隙比对界面剪切强度的影响随着法向应力的增大趋于显著,界面剪切强度随着初始孔隙比的增加先增大后减小,存在峰值;初始饱和度对界面剪切强度的影响也随着法向应力的增大趋于显著,相同初始孔隙比的情况下,随着初始饱和度的增加,界面剪切强度逐渐降低.
535-539

深部煤岩动力扰动响应特征及数值分析

摘要:理论分析了动力扰动引起的应力波在煤岩空间内的传播规律;探讨了动力扰动引起的煤岩附加能量场特征规律;采用LS-DYNA软件进行数值模拟,分析了煤岩系统对扰动频率与幅度的响应特征及能量变化规律.结果表明:扰动幅度和频率对深部围岩稳定性具有较大影响,由动力扰动引起的附加能流密度与扰动幅度的平方成正比,扰动促使围岩应力集中区前移;最大反射能流密度峰值位置离自由面距离与扰动频率符合幂函数关系,扰动频率的增大加快了能量流动的速度,降低了单位时间流入煤岩单元的能量,表现为"高频低能,低频高能",扰动伴随着能量流的不均衡发展并相互促进.
540-546

急倾斜多煤层开采地表沉陷分区与围岩破坏机理——以木城涧煤矿大台井为例

摘要:为了研究急倾斜多煤层开采条件下地表及围岩移动变形特点,以木城涧煤矿大台井急倾斜多煤层开采为研究对象,进行了相似材料模拟研究.揭示了地表移动变形规律和围岩垮落、破坏机理,得出了不同区域移动变形的大小及主要特点,并与实地观测数据进行了对比分析.结果表明:该条件下开采,地表沉陷盆地可分为露头塌陷区、整体沉陷区、渐变沉陷区和轻微沉陷区,浅部开采形成的地表分区格局对整个采动影响区的地表移动变形起到了控制作用,浅部开采覆岩破坏以陷落和张裂为主要特征,深部开采以离层带裂隙顺层通达地表和台阶错落下沉为主要特征.
547-553

底板复合隔水关键层的隔水性能研究

摘要:将底板剩余完整岩层带内强度较高的单一薄岩层或含软弱夹层且相距较近的两层薄坚硬岩层构成的复合岩层简化为四边固支的矩形薄板,建立了底板复合隔水关键层力学模型,推导了其突水力学判据.通过引入强度特性及尺寸效应参数,分析了复合隔水关键层的厚度、层位、长宽及内聚力、内摩擦角对其隔水性能的影响.结果表明:底板复合隔水关键层所能承受的最大递进导升水压与其厚度成二次抛物线关系,厚度越大,隔水性能越好;底板复合隔水关键层位于底板剩余完整岩层带下部时,更有利于阻隔底板突水;底板复合隔水关键层所能承受的最大递进导升水压随工作面推进距离的增大而减小,随工作面长度的增大而减小,适当控制工作面长度有利于控制底板突水.
560-566

动力扰动作用下条带开采系统失稳特性研究

摘要:把顶板岩层视为边界固定的弹性矩形平板,将条带煤柱近似等效为连续分布的温克尔弹性基础,采用温克尔弹性基础和流变理论推导出动力荷载下黏弹性基础上四边固支矩形板的黏弹性模型微分方程,探讨了外部荷载频率的变化对系统稳定性特性影响,并研究了系统各参量对条带开采系统动力不稳定区域的影响.结果表明,系统的振动幅度对外部荷载频率的变化尤为敏感,系统的阻尼、刚度、采出率对不稳定区域影响起着关键作用.通过调整系统刚度和几何结构以及系统的力学状态可防治条带开采系统的失稳,并给出了针对性措施.
567-572

高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究

摘要:为了研究煤层气井水力压裂后的裂缝扩展规律,以沁水盆地南部煤层气井为例,基于区内煤储层的物性特征和水力压裂工程实践,根据水力压裂原理,采用数值分析的方法,探讨了研究区的煤层气井水力压裂后的裂缝形态与裂缝展布规律,提出了研究区煤层气井压裂过程中的综合滤失系数计算方法,构建了高煤级煤储层水力压裂的裂缝扩展模型,并进行了验证.研究结果表明:区内煤层气井压裂后形成的裂缝一般扩展到顶底板的泥岩中,且以垂直缝为主,裂缝形态符合KGD模型.区内常规压裂井的裂缝长为47.8~177.0m,平均90.6m.裂缝缝宽为0.013~0.049m,平均0.028m.模型计算结果与实测值、生产实践较为吻合.
573-579

川东北地区油气形成过程中稀土元素地球化学特征

摘要:针对我国海相烃源岩成熟度高、油气源对比困难的特殊性,以川东北地区古生界—中生界为研究对象,对有机质(烃源岩干酪根、沥青)的稀土元素特征进行分析,并对有机质中稀土元素的来源进行了探讨,通过稀土元素与有机碳同位素数理统计分析,对古油藏油源进行辨别,为高过成熟度地区油源对比提供了一种新的方法.研究结果表明:研究区有机质的稀土元素总量变化范围为0.23~603.39μg/g,比赋存环境大;干酪根δEu变化范围为0.71~1.06,比全岩低,主要反映有机质沉积时的还原环境;干酪根的轻、重稀土元素比为1.01~16.73,相比其全岩呈重稀土元素富集,富集程度由老地层向新地层逐渐增强,其变化趋势与有机质碳同位素呈较明显的负相关,表明有机质中稀土元素主要继承自原始有机物质,可作为有机物源研究的指示剂.数理分析综合对比表明,该区上震旦系古油藏的主要烃源岩层为下寒武统,上二叠统—下三叠统古油藏的主要烃源岩层为上二叠统和上奥陶统.
606-615

碳酸盐岩层系断层封闭机理研究

摘要:基于周口店八角寨雾迷山组碳酸盐岩露头断层密度、断层内部结构和断裂带泥质质量分数的分析,结合岩石形变三维应力数值模拟及塔中碳酸盐岩油藏岩心和薄片多期方解石交切胶结关系,揭示了碳酸盐岩层系断层封闭机理,提出了一种精确测定碳酸盐岩中泥质质量分数的实验方法.研究结果表明:该断裂带具有明显的二元结构特征,主断层核部岩石破碎程度大,断层密度高,随着远离主断层,断层密度大体呈指数降低;围岩碳酸盐中泥质质量分数一般为10%~15%,而在断层核部位,泥质质量分数增加到30%~40%,明显增加了2~3倍,同时,随着远离断层核的部位,泥质质量分数稳定下降,说明在碳酸盐岩层系的断层中,高泥质含量仍然是断层封闭的最重要的机理之一;岩性组成及含量的不同也会导致岩石在应变形态上的差别;碳酸盐矿物特别是方解石脉多期交切、结晶现象在破碎带中广泛分布,说明胶结作用是影响碳酸盐岩层系断层封闭的另一个重要因素.
616-624

超声波预处理对稀缺难浮煤浮选的作用

摘要:为提高稀缺难浮煤的浮选效果,引入超声波对稀缺难浮煤矿浆进行预处理,利用Setar-amC80Ⅱ型微量热仪、DCAT21型接触角测定仪和752型可见光光度计研究了超声波预处理后的矿浆的浮选过程.结果表明:当超声波频率为40kHz,矿浆预处理4min后浮选,精煤灰分大致相同时,精煤产率、浮选完善指标和可燃体回收率分别比未经预处理的提高了19.47%,18.80%和24.14%.预处理促进了煤粒与矸石的解离,煤泥的粒度变细;超声波预处理使煤泥的疏水性增强,不同粒级煤泥与水的润湿热以及对煤油的吸附量均有不同程度的降低,煤与水的接触角有不同程度的升高.超声波预处理能提高稀缺难浮煤的浮选效果.
625-630

不同Ca^2+浓度及pH值溶液中高岭石颗粒表面Zeta电位模拟

摘要:高岭石颗粒因表面荷电稳定分散在煤泥水中难以沉降,水溶液中Ca^2+浓度及pH值对高岭石颗粒表面Zeta电位影响较大.基于高岭石不同断面的不同荷电机理,选择高岭石不同断面的晶胞数为权重,得到了颗粒表面总Zeta电位模型,并进行了模拟计算,利用拟合对该模型进行校正.采用电泳法测定了不同Ca^2+浓度及不同pH值下高岭石颗粒的Zeta电位,并与模拟值进行了比较,结果表明:当溶液中Ca^2+浓度大于等于25mg/L时,模型能够有效的预测高岭石表面的Zeta电位,最大偏差为1.368mV;当溶液中Ca2+浓度小于25mg/L的溶液中,由于Helm-holtz内层负电荷吸附量变化,预测精度降低.当溶液中pH值小于等于9时,模型能够有效的预测高岭石表面的Zeta电位,模型的最大偏差为1.368mV;当溶液中pH值大于等于9时,由于Ca^2+的羟基络合吸附量增大,预测精度降低.
631-637

基于矿物晶体结构的铝土矿细菌浸矿机制研究

摘要:采用环状芽孢杆菌CGMCC12对5种含不同结构硅酸盐矿物的铝土矿样进行了生物脱硅研究.选用铝土矿中常见的橄榄石、高岭石、钾长石及河南铝土矿作为细菌溶蚀作用对象,采用电镜及XRD衍射技术,研究细菌对它们的分解作用差异.结果表明:浸矿12d,细菌对橄榄石、高岭石及石英型铝土矿脱硅作用显著,铝硅比(A/S)分别从7.12,6.11,2.89提高到16.15,11.61,13.56,而对钾长石型铝土矿及河南铝土矿脱硅效果较差,A/S分别从3.69和4.90仅提高到4.64和7.30;细菌对试验用硅酸盐矿物的溶蚀破坏作用由易至难依次为橄榄石、高岭石、钾长石;在细菌作用下,橄榄石向水镁石与石英转化,钾长石向伊利石转化,高岭石向水铝石与石英转化;多种矿物同时存在的情况下,细菌对不同晶体结构的硅酸盐矿物的分解有一定的选择性,对较易分解的矿物破坏作用较快,细菌会优先选择分解含Fe,Ca等生命元素的赤铁矿与方解石等矿物.
638-645

基于动态相量建模的全补偿消弧线圈无源性控制研究

摘要:全补偿消弧线圈可有效解决接地残流的补偿问题,其建模及控制方法是决定其补偿性能的主要因素.基于对双谐波源的单相接地故障系统的研究,从理论上分析了谐波源类型和故障点位置对故障点谐波电压和电流的影响,阐述了对零序电压进行检测的两个原因.提出一种基于动态相量建模的无源性控制新方法,对逆变器进行动态相量建模,通过去除补偿电流动态相量这一变量达到检测零序电压的目的,然后建立系统误差方程,依据Lyapunov稳定性定理得到能量函数,最后选择耗散系数获得控制率.提出的方法既能检测零序电压,同时也保证了响应速度和补偿精度,其可行性得到了仿真及实验结果的验证.
650-655

银杏黄酮糖苷醇提工艺参数优化及体外抗氧化研究

摘要:为了提高银杏细胞黄酮糖苷的提取得率,以人工培养细胞为对象,利用响应面法(RSM)优化了醇法提取工艺.在单因素基础上,采用Design Expert 8.0软件中的Plackett-Burman设计,筛选出显著因素为:提取时间、提取温度和乙醇体积分数,并拟合得到二次多项式模型.细胞黄酮最佳提取条件为:提取时间3.285h、提取温度76.85℃、乙醇体积分数72.05%.在此提取条件下,利用高效液相色谱法(HPLC)验证总黄酮糖苷提取得率为1.810 1%,与模型预测值一致,说明利用RSM优化提取条件,建立的模型预测银杏细胞黄酮糖苷准确可靠,重复性好.体外抗氧化实验结果表明:黄酮糖苷能较好地清除羟自由基,抑制减缓植物油脂的自氧化过程.
663-669

基于GPS的ADCP流速和流量精确确定方法

摘要:根据声学多普勒流速剖面仪(ADCP)流速测量原理,提出了一种基于全球定位系统(GPS)的基准替代方法,即首先利用传统ADCP测量得到的绝对流速加上底跟踪船速,从而得到相对于换能器的相对流速;然后借助GPS罗经提供的外部方位数据替代ADCP内置磁罗经数据,并重新计算相对流速;最后利用GPS实时动态定位数据计算的船速替代底跟踪船速基准,进而实现绝对流速的准确计算.实验结果表明:该方法不但增强了ADCP测量的适用性,同时也提高了流速流量测量结果的精度.此外,给出了一种不动底质下ADCP安装偏角的在航探测方法,实现了0.5°的安装偏角探测精度,实验也验证了该方法的正确性和可靠性.
670-675

基于哈肯模型的现代服务业演化机制研究

摘要:在探讨现代服务业产业系统的自组织特征的基础上,运用自组织理论中协同学哈肯模型研究现代服务业的演化,采用绝热消去法分析了现代服务业演化的序参量和控制变量,建立了现代服务业演化模型,根据面板数据分析方法进行了模型求解,构建了现代服务业演化趋势函数,模拟现代服务业的演化规律与过程.从模型的控制变量分析结果可知,所选变量中,劳动生产率代表了技术进步和创新,是现代服务业演化中起主导作用的序参量.同时,劳动生产率与投资率之间也产生相互作用,二者都是现代服务业演化的主要影响因素,存在系统演化的反馈机制.
683-688