中国矿业大学学报杂志社
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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 2015年第04期杂志 文档列表

高温后花岗岩断裂特性的加载速率效应研究

摘要:为考察温度和加载速率对花岗岩断裂特性的影响规律,对25~800℃之间5种温度水平高温后的中心直裂纹花岗岩巴西圆盘试样分别进行了5种加载速率下的室内劈裂试验.结果表明:圆盘的荷载-位移曲线呈现典型的脆性特征,但随温度的升高,脆性特征逐渐弱化,与加载速率相比,温度对曲线的发展趋势影响较大;随温度的升高,花岗岩断裂韧度逐渐减小且在400℃时发生突变;不同温度条件下断裂韧度随加载速率的增大逐渐增加,但增加幅度逐渐减小最终趋于平缓,具有明显的加载速率效应,提出了相应的经验公式KIC=A+B/(v+C),其中随温度的升高,参数A逐渐降低,参数B波动较小,而参数C逐渐增大,同时获得了花岗岩材料断裂韧度的下限值KIC0。
597-603

钢管混凝土支柱巷旁支护沿空留巷技术研究

摘要:提出一种"钢管混凝土支柱+柔性垫层"的新型沿空留巷巷旁支护结构.通过力学实验研究了钢管混凝土支柱的承载性能,结果表明:管径Φ159mm到Φ194mm、壁厚8~12mm的钢管配合C40等级混凝土组成的钢管混凝土支柱支护阻力可以达到1 200~2 500kN,具有很高的承载力,且结构稳定性好.为了给支柱选型提供依据,建立了"覆岩顶板-巷旁支护体"力学作用模型,推导得到了不同顶板位态下钢混支柱的支护阻力计算公式.根据现场工程实践应用,采用"钢管混凝土支柱+柔性垫层"巷旁支护结构能够使基本顶在"给定变形"的位态下很好地控制留巷稳定性,且该结构性价比高、施工工艺简单、留巷速度快,在深部高应力环境下的沿空留巷工程中具有很好的应用前景。
604-611

钻杆扭矩法测定煤岩强度的理论与试验研究

摘要:通过对打钻时钻杆上扭矩的力学分析,理论上给出了利用钻杆扭矩判断煤岩体强度的可行性,提出通过测试钻孔过程中的钻杆扭矩来判断煤岩体强度的方法。在此基础上,建立钻杆扭矩法测定煤岩强度试验系统,研究了不同煤岩体强度条件下钻杆扭矩的规律。试验结果表明,钻杆扭矩能够反映被钻削煤岩体的强度,单一影响因素条件下,钻杆扭矩同煤岩体强度呈线性递增规律。应用该方法在现场的测定结果符合试验情况,验证了钻杆扭矩法测定煤岩体强度的有效性和可靠性。
612-616

瓦斯爆炸致灾通风系统实验及应急救援方法

摘要:拓扑分析瓦斯爆炸频发点的局部通风系统模型,建立了利用弱面玻璃板模拟通风设施的管路实验模型。研究了瓦斯爆炸超压波在实验模型中传播时,遇不同位置弱面板的超压峰值变化规律;分析了弱面板破坏前后超压峰值的变化规律及分布特征,并对冲击波后弱面板破坏的片度分布结果进行了统计。确定了实验模型中同一爆源点爆炸冲击波对不同位置弱面板的破坏程度,分析了爆炸产物的组分,模拟计算了超压波衰减的量化特征,为风网模型中通风设施的防爆配置提供指导。提出了在关键通风设施位置预置常开自动风门;瓦斯爆炸冲击波破坏原有通风设施后泄压,预置常开风门自动关闭,从而恢复通风系统的新思路。
617-622

原位测定土层抗剪强度的试验研究

摘要:为了求得稍微坚硬地基土或边坡土的内摩擦角φ、黏聚力c,对十字板剪切试验装置进行了板头的改进,设计了一种新的原位获取土的内摩擦角、黏聚力的试验方法.研究了新十字板剪切试验的试验原理,得出内摩擦角、黏聚力的计算公式与方法.把新十字板剪切试验分别与圆锥动力触探试验、三轴压缩试验进行对比,对试验数据进行了统计、回归拟合分析.结果表明:新十字板剪切试验装置可顺利贯入一定深度的常见边坡、稍微坚硬地基土层中求取土的内摩擦角、黏聚力值,试验方法可行;通过对原位试验测定数据进行直线回归拟合得出的c与tanφ相关系数为0.917 8;新十字板剪切试验初始扭矩与三轴压缩试验c之间的拟合相关指数较大(0.926 2);新十字板剪切试验近似式倾斜度与三轴压缩试验tanφ之间的拟合相关指数较小(0.326 5),与试样的含水状态有很大关系。
637-643

工况参数对乏风瓦斯热氧化阻力特性的影响

摘要:为了揭示氧化装置每个工作循环内的阻力变化机理,基于60 000m3/h煤矿乏风热逆流氧化试验装置建立热氧化的控制方程,并采用多孔介质模型对氧化过程的阻力非定常变化特性进行研究。结果表明:进气速度和散热功率增大后燃烧波的移动加快;阻力损失的大小与高温区面积有关,进气速度、甲烷体积分数和初始温度增大阻力损失升高,而散热功率增大阻力损失降低;阻力损失的非定常变化规律与氧化反应放热量和系统散热量的相对大小有关,进气速度、甲烷体积分数和初始温度增大后阻力损失随时间增大,而散热功率增大后阻力损失随时间减小。
644-649

粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究

摘要:为了提高粉煤灰资源利用率和充填采矿效益,以金川镍矿为工程背景,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析并结合胶结充填体强度试验,开展了粉煤灰替代水泥和矿渣微粉的复合胶凝材料的水化机理研究与充填体强度试验.结果显示:掺入粉煤灰的复合胶凝材料的水化产物主要是斜方钙沸石晶体、钙矾石晶体和C-S-H凝胶.当粉煤灰替代20%的水泥掺量时,3,7和28d充填体强度分别降低26.9%,29.9%和20.3%;当粉煤灰替代15%的矿渣微粉,3,7d强度分别降低23.5%和20.1%,但28d强度却提高7.6%.在满足金川矿山下向分层充填法采矿条件下,粉煤灰替代水泥掺量、矿渣微粉掺量分别可达到20%和15%.与矿用水泥充填材料相比,复合充填胶凝材料成本降低约49.8%。
650-655

不同煤级煤大分子结构对应力-应变环境的响应分析

摘要:基于20块气煤、焦煤和无烟煤级不同变形类型和程度构造煤的X射线衍射(XRD)测试结果的计算分析,结合不同类型构造煤产出的应力-应变环境和不同煤级煤的分子结构特征,对气煤、焦煤和无烟煤大分子结构对应力-应变环境响应的差异性进行分析,认为不同类型应力-应变环境对气煤、焦煤和无烟煤大分子结构的芳香化进程的影响分别表现为正效应、正负兼有和负效应。结果表明:除弱变形碎裂煤和气煤级片状煤外,气煤级构造煤样品的面网间距和堆砌度相对同煤化程度原生结构煤分别不同程度减小和增大,减幅和增幅区间分别为[0.029 A,0.104 A]和[2.304 A,6.937 A],焦煤级构造煤则表现为增减兼有,相应的减幅和增幅区间分别为[-0.042 A,0.009 A]和[-4.703 A,0.415 A];无烟煤级构造煤表现为分别明显增大和减小,相应的减幅和增幅区间分别为[-0.046 A,-0.031 A]和[-7.970 A,-3.239 A]。
656-663

旋回分析法在地层剥蚀量估算中的应用——以塔里木盆地玉北地区东部中下奥陶统鹰山组为例

摘要:针对海相碳酸盐岩地层的沉积及剥蚀特点提出了旋回分析法,并以塔里木盆地玉北地区东部中下奥陶统鹰山组为例,探讨了该方法对剥蚀量计算的精度及有效性.旋回分析法以米兰科维奇旋回理论为依据,选用对古水深变化敏感的钍钾比曲线ln(Th/K)进行频谱分析,筛选出研究区各钻井鹰山组的米兰科维奇旋回,并利用其固有的周期推算出鹰山组的沉积速率.然后根据未经剥蚀井鹰山组残余厚度及沉积速率,确定研究区鹰山组沉积时限.对于经历过剥蚀的钻井,在沉积时限内将残余地层的米氏旋回叠加关系向上延拓,即实现地层被剥蚀厚度值的估算.结果表明:研究区鹰山组残余厚度与剥蚀厚度具有良好的线性相关性,根据鹰山组残余厚度资料即可以反演推算区内鹰山组剥蚀厚度.旋回分析法基础资料来源于测井及地震数据,在纵、横向上均具有较高的分辨率,对塔里木盆地玉北地区东部中下奥陶统鹰山组的应用中具有良好的效果,为研究海相碳酸盐岩地层剥蚀特征提供了新的思路。
664-672

不同粒径煤样常压与带压解吸对比实验研究

摘要:为了研究煤储层内的带压解吸规律和不同粒径煤样在解吸过程中的差异,分别对取自沁水盆地晋城矿区寺河煤矿3#煤层的大块煤样和粒状煤样(粒径2~5cm)进行了等温吸附实验、常压(0.1 MPa,即1个大气压)解吸实验以及7个连续压降阶段的带压解吸实验.认为煤样内部的压降传递速度差异和煤储层本身的孔隙结构特征是造成不同粒径煤体降压解吸阶段迥异的主要原因.结果表明:相同温度、压力条件下,粉末状煤样(粒度60~80m,(mesh,180~250μm))吸附量是粒状煤样的1.20倍,是大块煤样的1.79倍;常压解吸条件下,粒状煤样的累计解吸量与相对累计解吸率分别是大块煤样的1.36,1.02倍;带压解吸条件下,粒状煤样的累计解吸量与相对累计解吸率分别是大块煤样的1.56,1.17倍.研究发现,不同粒径的带压解吸具有阶段性,其中前3个阶段大块煤样的累计解吸量以及相对累计解吸率均小于粒状煤样;后4个阶段大块煤样相对累计解吸率大于粒状煤样。
673-678

海相碎屑岩中高含水期储层性质变化及微观机理——以东河1油田东河砂岩为例

摘要:综合利用岩心、薄片、扫描电镜、压汞测试等资料,将研究区东河砂岩划分为4种宏观储层和3种微观储层,对不同水淹程度下宏观储层性质变化及微观机理进行研究.研究后认为东河砂岩Ⅰ~Ⅲ类宏观储层物性、泥质质量分数、驱油效率在不同水淹阶段变化规律不同,而微观变化对宏观变化有控制作用,各宏观储层变化均为3种微观储层变化相叠加的结果,常见一种微观储层为主控因素,其余为影响因素.研究结果表明:水淹后,对于平均孔隙度,Ⅰ~Ⅲ类储层先减小后缓慢增大,最终平均减小2.8%;对于平均渗透率,Ⅰ~Ⅱ类储层先增大再减小、随后显著增大,最终平均增加59.3%,Ⅲ类储层先减小再增大,最终增加96.6%;对于储层泥质质量分数,Ⅰ~Ⅱ类储层先减小再增大、随后再减小,最终平均减小0.63%,Ⅲ类储层先增大再减小,最终减小10.8%;对于驱油效率,Ⅰ类储层逐渐减小、最终降低21.1%,Ⅱ类储层逐渐增大、最终增大13.0%,而Ⅲ类储层先减小后增大、最终增大5.8%.微观机理方面,Ⅰ~Ⅲ类储层物性、泥质质量分数变化主控因素分别为中孔中喉、中孔细喉、细孔细喉微观储层性质变化,其影响因素各不相同。
679-687

基于地震属性聚类的岩相分析方法及应用——以南堡凹陷奥陶系潜山储层为例

摘要:在碳酸盐岩潜山勘探中,为了解决因基础资料缺失而造成的岩相分析困难的问题,提出了基于地震属性聚类的岩相分析方法。该方法基于模糊C均值聚类算法(FCM),首先通过地震属性提取、优化和聚类分析得到地震相图;然后结合地质基础资料赋予每种地震相准确的岩相意义;最后检验结果准确性并分析岩相展布规律。选取振幅扭曲度、平均波峰振幅、最小振幅、均方根振幅、平均瞬时频率等5种属性进行FCM聚类分析,研究南堡凹陷内石灰岩、泥灰岩和白云岩3种岩相的展布特征,结果表明:石灰岩相呈基底式分布、面积约占61%,泥灰岩相多呈条带状分布、面积约占31%,白云岩相多呈点状分布、面积约占8%;应用南堡1井和老堡南1井进行验证,吻合程度较高,说明该方法用于分析潜山储层岩相是可行的。
688-695

准噶尔盆地腹部石南21油藏、石南31油藏新认识

摘要:通过重矿物、黏土矿物分析、地震解释,以及古地貌恢复等方法重新解剖石南21、石南31油藏给腹部中浅层油气勘探提供新思路.研究后认为石南油气田主体为地层油气藏,石南21为单斜削截型地层油气藏,石南31的两套油层分别为J/K不整合面上下的超覆型和侵蚀残丘型地层油气藏,它们均受前白垩系古地貌的控制.腹部前白垩系古地貌表现为"两凸一槽一坡折",其中盆1井西凹陷北环带的坡折带控制了超覆型地层油气藏发育,东侧的三个泉凸起和西侧的达巴松凸起上由于沟谷下切形成的众多残丘型地貌单元,是残丘型地层油气藏发育区.结果表明:按照残丘型地层油气藏新模式,在腹部地区莫索湾凸起北部部署前哨1风险井,钻井证实残丘型地层圈闭模式的存在,并且在侏罗系三工河组获得工业油气流,在白垩系清水河组、侏罗系头屯河组获得丰富的油气显示。
696-703

赣东北荷塘组页岩气成藏条件及有利区评价

摘要:为了探讨赣东北地区下寒武统荷塘组页岩气成藏地质条件,以野外荷塘组页岩实测剖面、露头地质调查资料及样品的分析测试结果为基础,对研究区页岩的分布与沉积特征、地球化学特征、储层特征及页岩气保存条件等方面的综合分析,认为赣东北地区荷塘组页岩的储层物性条件较好.结果表明:赣东北地区下寒武统荷塘组页岩沉积厚度一般在25~200m,分布较广泛,主要为深水陆棚相沉积环境.页岩的有机质类型主要为I型,有机碳含量高,达0.54%~11.40%,平均为5.75%,热演化程度高(Ro为2.35%~4.90%,平均为3.22%),达到过成熟阶段.页岩脆性矿物含量高,主要为石英及少量的长石、碳酸盐矿物.黏土矿物含量中等,以伊利石为主,其次伊/蒙混层,不含蒙脱石.页岩微孔隙类型主要为矿物晶间孔、有机质孔、粒间溶蚀孔及微裂缝.页岩的孔隙度平均为2.2%,渗透率平均为0.006mD.根据中国海相页岩气有利区的评价标准,优选出赣东北地区页岩气勘探开发的有利区——磨盘山、上饶2个区块。
704-713

潞安煤灰化学性质调控及工艺条件选择

摘要:为提高高灰熔点潞安煤对大规模煤基合成油气化工艺的适应性,采用灰熔点测试仪、XRD射线衍射、热重分析仪等测试手段,研究了添加助熔剂和配煤2种灰化学性质调控方法对潞安煤灰熔融特性及气化反应性的影响,提出了山西潞安集团180万t/a煤基合成油项目气化工艺.结果表明:助熔剂的质量分数为0~7%时,CaO,Fe2O3,MgO使灰流动温度降低的最大值分别为150,73,68℃,随着助熔剂含量继续增加,Fe2O3,MgO的助熔效果明显提高.在考察的实验范围内,平均每加入1%的神木煤,灰熔融温度降低约3℃.莫来石含量的逐渐降低及铁橄榄石和钙铝榴石的不断形成是混煤灰熔融温度下降的主要原因.潞安原煤中的原生矿物质对煤焦气化反应性影响很小,添加助熔剂和配煤能显著提高煤焦的气化反应性。
720-725

黔西滇东镜煤CS2抽余物的甲烷吸附特征及地球化学机理

摘要:基于黔西—滇东5套镜煤及其CS2抽余物的等温吸附实验和傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果,对比分析了原煤及抽余物的吸附特征和结构官能团特征,探讨了CS2抽提对煤吸附性改造的地球化学机理.结果表明:CS2的抽提作用改变了煤吸附性特征,其改变方向和幅度受煤化作用程度高低控制;抽提作用减小了煤中产烃相关结构官能团和含氧官能团等2类结构官能团含量,其减小幅度同样取决于煤化作用程度高低.发现第2次煤化作用跃变对镜煤抽余物吸附性改变及其结构官能团含量改变起关键作用,镜煤抽余物的吸附性改变和其2类结构官能团含量改变差值之间具有同步响应.认为具有产烃相关结构官能团特征的烷烃及芳烃等非极性分子的溶出增强了煤抽余物吸附性,具有含氧结构官能团特征的非烃和沥青质等极性分子的溶出减弱了煤抽余物的吸附性,煤化作用程度控制下CS2抽提作用对煤中2类结构官能团含量的改变是其吸附性改变的根本原因。
726-730

边缘走向自适应的多尺度分水岭分割算法

摘要:针对图像分割存在过分割、欠分割以及分割边界具有不确定性等问题,提出一种边缘走向自适应的多尺度分水岭遥感图像分割算法。此算法根据梯度变化的最大方向来确定单个波段的梯度值,通过各像元邻域内波段间的相关性合成多个波段的梯度,对梯度图像进行形态学重建之后,采用多尺度标记算法进行标记分水岭分割。选取QuickBird,SPOT,Landsat TM 3种不同空间分辨率的遥感影像对此算法进行试验分析;同时,将该算法与eCognition软件中多尺度分割方法、多波段组合的传统分水岭分割方法、形态学分水岭分割方法进行比较。结果表明:该算法分割结果的边界和真实的地物边界非常接近,分割结果精度优于eCognition软件中多尺度分割方法、多波段组合的传统分水岭分割方法和形态学分水岭分割方法。
739-746

基于二维混沌系统的矢量数字地图置乱加密

摘要:随着地理信息技术的不断进步,矢量数字地图的访问、复制、存储、使用等在变得越来越方便、快捷的同时,其安全问题日益严峻,非法窃取事件时有发生。考虑矢量数字地图的海量特点、一维混沌系统的简单性以及高维混沌映射的高度复杂性,在基于二维Henon混沌系统生成混沌序列和要素点集矩阵生成的基础上,通过破坏矢量数字地图的邻域相关性和空间有序性,形成高效、安全的矢量数字地图置乱加密方法。结果表明:该方法具有一定的隐蔽性和较好的安全性,能够在加密处理效率和隐蔽安全性方面取得较好平衡,可满足矢量数字地图在安全传输、封装存储等应用的内容保密安全需要。
747-753