中國礦業大學學報最新期刊目錄

高瓦斯環境含鉆孔煤樣承載破壞特征真三軸試驗————作者：馬衍坤;唐定鄒;袁亮;劉曉斐;趙敖寒;黃勤豪;

摘要：為研究高瓦斯環境中含鉆孔煤樣的承載破壞特征,利用具有單面可視、氣體密封功能的真三軸力學試驗系統開展了5種瓦斯壓力下含鉆孔煤樣承載破壞試驗,直接觀測獲得了煤樣破壞過程的圖像信息,結合數字圖像相關(DIC)和聲發射監測技術,分析了承載過程鉆孔動力破壞特征及煤樣表面裂紋演化規律.結果表明:鉆孔破壞過程會逐步出現顆粒彈射、煤體拋出和碎片剝落等3類典型的動力破壞現象,整個破壞過程呈現非連續的、劇烈的動力破壞...

多尺度顆粒動力學對水煤漿流動特性的混合模擬研究————作者：俞時;李曉;褚睿智;吳國光;孟獻梁;苗真勇;

摘要：煤粉的粒徑分布和級配方式,對水煤漿的流動特性、穩定性影響顯著.為克服水煤漿中煤粒粒徑跨越多個數量級帶來的尺度問題,依照煤粒的布朗運動在工業生產的時間尺度上是否可被忽略,將煤粒分為小粒徑顆粒(“擴散主導”)與大粒徑顆粒(“沉降主導”),并使用隨機旋轉動力學-分子動力學(SRD-MD)耦合模擬方法探究小粒徑顆粒的動力學,使用斯托克斯動力學模擬大粒徑顆粒在流體中的運動.計算結果表明:SRD-MD耦合模擬...

氧化處理對煤氣化細渣殘碳結構特性和氣化反應性的影響研究————作者：任亮;田佰起;吳亞娟;龔巖;郭慶華;于廣鎖;

摘要：煤氣化細渣作為氣流床氣化的固廢產物難以被直接利用,將其分離后的富碳組分進行二次氣化是實現煤氣化細渣規模化利用的有效方法之一.為了提升煤氣化細渣殘碳的氣化反應性,以空氣、二氧化碳、過氧化氫和硝酸為氧化劑,對煤氣化細渣浮選殘碳（RC）進行了氧化處理.使用熱重分析法研究了氧化后RC的水蒸氣氣化反應性,采用拉曼光譜、X射線衍射儀和N₂吸/脫附儀解析了氧化后RC的結構特性.結果表明:相...

煤氣化細渣制備乙二醇/水基CaCO₃納米流體————作者：丁子涵;高春雷;侯竣升;吳俊杰;黃磊;張浩;田佰起;郝南京;

摘要：煤氣化技術是煤炭清潔高效利用的關鍵技術之一,煤氣化細渣作為煤氣化過程中產生的典型固體廢物,其合理處置被認為是煤化工綠色發展的一大挑戰.鑒于當前煤氣化細渣的高值化利用策略主要聚焦于殘碳及硅鋁成分的回收,而鈣組分往往被忽略,未能充分利用其潛在價值.為了實現煤氣化渣中鈣組分的資源化、高值化利用,以煤氣化細渣為鈣源,開發了一種利用煤氣化細渣合成乙二醇/水基CaCO₃納米流體的方法.探...

“碳中和”戰略背景下制氫技術與“綠氫”還原CO₂轉化利用技術的進展、挑戰及前景————作者：華凱敏;季軒宇;陳志強;桑樹勛;

摘要：人類對化石能源的過度依賴導致過量CO₂排放與全球溫室效應加劇，成為21世紀人類社會所面臨的最大挑戰之一．新能源開發與CO₂減排成為全球共同使命，而制氫技術和利用氫氣還原CO₂制化學品技術因其負碳效益和經濟潛力而備受關注．本文分析了當前國內外制氫技術和CO₂加氫還原技術的研究進展、挑戰與前景．其中我國綠氫制備與氫...

真三軸條件下含隱伏結構面巖體的巖爆特征研究————作者：李群;胡子浩;李示波;梁鵬;韓強;楊思浩;劉紫瓊;

摘要：含結構面巖體巖爆是損害人員和財產安全的重要災害之一.基于真三軸單面臨空加載巖爆試驗,聯合聲發射監測、三維掃描技術,研究了隱伏貫通結構面參數對花崗巖的巖石強度、巖爆特征和破壞形態的影響,分析了結構面抗剪強度與巖爆坑體積之間的關系.研究結果表明:含不同結構面的巖石抗壓強度均有折減;結構面傾角于30°～60°范圍內時,其減弱巖石強度的能力先增大后減小,結構面傾角改變,巖爆位置及損傷程度隨之改變;結構面長...

煤氣化灰渣規模化分質梯級利用與高效處置技術研究————作者：張吉雄;顧曉薇;周楠;于廣鎖;郝南京;肖耀猛;

摘要：煤氣化灰渣的規模化利用與處置是我國煤化工行業面臨的主要挑戰之一,嚴重制約著煤氣化產業與環境保護的協調發展.現有的煤氣化灰渣循環摻燒、高值化利用和建材化技術存在成本高、利用規模小等問題,目前的充填技術主要處置煤矸石、粉煤灰等煤基固廢材料,缺乏針對煤氣化灰渣充填材料的相關實踐.本文綜述了煤氣化灰渣的利用現狀與存在的問題,突破了煤氣化灰渣規模化利用與處置中的技術瓶頸,系統闡述了煤氣化灰渣規模化分質梯級利...

NH₂-MIL-125/BiOBr復合材料制備及其光催化降解黃藥研究————作者：倪超;欒建傅;劉嘉友;王騰;張克非;俞和勝;

摘要：為實現對選礦廢水中黃藥的高效去除,本研究通過溶劑熱合成法將金屬有機框架（MOF）材料NH₂-MIL-125（NM-125）與溴氧化鉍（BiOBr,簡寫為BOB）復合,制備了一種新型MOF/BOB型復合光催化材料NM/BOB.采用X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、電化學阻抗譜（EIS）等表征技術,對NM/BOB的物相、形貌以及光電性能進...

預制孔幾何參數對盤形刀盤侵巖力學特性影響試驗研究————作者：袁超;黃煊祺;王衛軍;萬文;吳海;

摘要：為研究預制孔幾何參數對盤形刀盤侵巖力學特性的影響規律，采用室內試驗與數值模擬相結合的方法，對含不同幾何參數預制孔試件開展了盤形刀盤雙軸侵巖力學試驗，分析了侵入力、侵入能耗和侵入難度系數隨孔排列方式、孔角度與孔深度的變化特征，研究了裂紋時空演化過程，揭示了預制孔誘導裂紋擴展路徑的作用機理。研究結果表明：與完整試件相比較，排間距和孔間距的變化會明顯影響侵巖效果，大排間距(4,5 mm)和小孔間距(1 ...

基于改進均質模型的深部咸水層CO₂封存熱-流-力耦合效應研究————作者：王新;楊鵬飛;梁冰;孫維吉;徐軍;王芳;楊新樂;

摘要：深部咸水層CO₂封存面臨復雜的熱-流-力耦合問題，已有研究在均質模型中對孔隙度、滲透率變化的動態響應考慮不足，且對超臨界CO₂的密度和黏度參數在實際儲層條件下的適用性缺乏進一步的修正.為彌補這些不足，本文提出一種改進的均質模型，在數學模型中添加動態孔隙度和滲透率，結合Peng-Robinson狀態方程與Brokaw模型校正超臨界CO₂

P(AM-DMDAAC)設計合成及其對微細高嶺石顆粒絮凝性能研究————作者：王陸軍;閔凡飛;NGUYEN A V;宋暢;孫康康;胡尚玉;

摘要：為實現煤泥水等尾礦水中微細黏土礦物顆粒的高效絮凝，以微細高嶺石顆粒為研究對象，通過分子動力學模擬計算了不同陽離子單體絮凝劑在高嶺石（001）面吸附性能的差異，并優選出二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）為最佳陽離子聚合單體，采用超聲輔助自由基共聚法制備聚合物P（AM-DMDAAC）,簡稱為PDA.采用正交試驗優化了合成條件，借助傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、核磁共振氫譜（¹...

大埋深強礦壓擾動下窄煤柱支護加固機理及應用研究————作者：李昂;呂璐娜;周永根;于振子;王滿;馮峰;韓泰然;程迅;

摘要：針對大埋深高地應力環境中三軟煤層沿空巷道圍巖變形及破壞問題，采用理論分析、室內相似模擬試驗與現場試驗相結合的方法，深入研究了窄煤柱及實體煤的力學響應和圍巖變形規律，并提出符合實際工況的加固支護方案.通過構建窄煤柱沿空巷道幫部力學模型，推導巷幫應力與位移的解析解，結合工況分析得出窄煤柱幫穩定性受支護阻力及頂板下沉影響顯著；自主研制用于相似模擬試驗的巷道錨網索支護預制模型，基于優化支護方案開展模擬試驗...

數字孿生驅動的智能掘進設備虛實交互控制方法————作者：王巖;寇浩楠;張旭輝;魏世睿;楊志偉;趙友軍;

摘要：針對當前煤礦智能快速掘進對設備智能控制的實時性與可靠性的雙重需求，提出了一種數字孿生驅動的智能掘進設備虛實交互控制方法，該方法通過深度融合數字孿生模型的多維感知能力與物理控制系統的動態響應機制，實現掘進物理實體與數字孿生體的智能協同控制.首先，建立由物理設備層、虛擬模型層、功能服務層、數據信息層和連接構成的智能掘進設備虛實交互控制框架，實現跨域數據的完整交互鏈路；進而提出由截割位姿感知智能體、成形...

考慮剛度劣化影響的含圓形孔洞砂巖破壞模式及能量釋放特征————作者：趙光明;吳旭坤;劉崇巖;許文松;張啟航;韓廣輝;

摘要：巷道受開挖擾動影響，巖體會產生不可避免的損傷，從而導致其剛度和強度逐步衰減，為研究剛度劣化后加載模式對巷道破壞特征的影響規律，利用二維可變剛度動力破壞模擬試驗系統，對預制含圓形孔洞的損傷試樣進行雙軸壓縮加載系統剛度試驗，分析側向約束作用下加載系統剛度對損傷試樣破壞模式及能量釋放規律的影響機制.結果表明：初始損傷程度顯著影響試樣的承載能力和彈性模量，劣化幅度分別為0.54%～7.01%和5.76%～...

堿活化對粉煤灰結構及礦化性能的影響————作者：秦雷;吝思恒;林海飛;李樹剛;李嘉偉;張飛龍;熊梅伶;

摘要：堿活化粉煤灰結構特征直接影響其與CO₂的礦化反應能力，研究堿活化粉煤灰對CO₂的礦化性能是突破煤基固廢粉煤灰對CO₂礦化封存效率的關鍵.以石家莊燃煤電廠褐煤粉煤灰為研究對象，通過激光粒度儀、掃描電鏡-能譜儀和紅外光譜儀測試，探究不同堿濃度條件下堿活化粉煤灰結構特征.基于高溫高壓攪拌反應釜礦化試驗平臺以及熱重試驗分析，研究堿活化粉煤灰...

煤巖組合體真三軸破壞行為及結構-材料協同破壞機制————作者：左建平;徐丞誼;展帥菲;馬宗宇;于祥;孫運江;

摘要：研究煤巖組合體真三軸條件下的破壞行為對煤礦災害機制的認識具有重要意義.本文從塔山煤礦取樣加工了立方體煤巖組合試件，利用合作研發的深部復雜條件多維模擬系統開展了不同模擬圍壓下從0°到45°不同傾角煤巖組合體的真三軸加載試驗，并利用聲發射系統對加載全過程煤巖組合體的聲發射特征進行了監測.結果表明：水平主應力大小與結構面傾角都會顯著影響煤巖組合體的整體破壞行為及強度.隨著傾角從0°增大到45°,不同圍壓...

預氧化影響煤自燃特性的不同觀點與原因探究————作者：李金虎;孫建鴻;楊澤鋒;李金亮;陳良舟;卓輝;張青松;陸偉;

摘要：煤在開采過程中會發生預氧化，封閉火區內同樣存在預氧化煤體，預氧化會導致煤體分子結構的改變并顯著影響煤體的氧化活性.目前在探究預氧化對煤炭二次氧化行為的影響研究方面存在明顯分歧.為了探究預氧化對煤炭自燃特性影響的不同原因，首先通過低溫氧化和熱解后的常溫氧化試驗對比了預氧化前后煤炭在升溫階段和常溫階段的氧化特性，然后利用傅立葉變換紅外光譜和電子順磁波譜等微觀手段分析了活性官能團和自由基在氧化過程中的演...

超臨界CO₂對氣化燃空區蓋層燒變頁巖力學性質影響規律研究————作者：李懷展;唐超;郭廣禮;李偉;查劍鋒;曹景春;黃溫鋼;元亞菲;

摘要：超臨界CO₂對氣化燃空區燒變圍巖力學性質的影響規律是評估煤炭地下氣化耦合CO₂封存（UCG-CCS）中CO₂泄漏風險的重要參數.針對目前國內外關于超臨界CO₂浸泡作用下燒變圍巖力學試驗缺乏的問題，論文基于自主研發的超臨界CO₂飽和增壓裝置，通過巴西劈裂試驗以及單軸壓縮試驗研究了不同氣化溫度...

預沖擊損傷白砂巖抗拉力學特征試驗研究————作者：朱傳奇;湯魯培;王磊;陳禮鵬;楊震宇;晉康;肖強;

摘要：為探究預沖擊損傷對白砂巖抗拉力學特征的影響規律，首先運用分離式霍普金森壓桿(SHPB)沖擊試驗系統，通過改變沖擊氣壓制備不同損傷程度巖樣，然后針對預損傷巖樣，開展CT掃描試驗，觀測裂隙分布形態，并進行靜態巴西劈裂試驗，結合DIC技術監測表面形貌變化過程.研究表明：隨沖擊氣壓的增大，白砂巖裂隙率、連通裂隙體積、三維連通度均先緩慢后快速增大，連通裂隙占比線性增大、三維分形維數先快速后緩慢增大.隨著沖擊...

煤礦巷道PDC錨桿鉆頭切削破巖與強度感知機理————作者：張農;郭豐;謝正正;魏群;王朋;王佳樂;陳瑞基;

摘要：圍巖結構透明化是智能掘進發展的重要前提，當前煤巷圍巖起伏變化感知精度低，主要原因在于隨鉆巖性識別技術原理不清晰、現場應用存在較多局限、鉆進參數與巖石適應性差等.采用理論分析、實驗室試驗等方法，建立了PDC錨桿鉆頭平面切削力學模型，闡明了不同鉆進模式參數演化規律與鉆進失效特征.結果表明：首先，基于鉆進過程切削片與巖石接觸面類型優化，成功建立了3種鉆進參數與巖石單軸抗壓強度理論感知關系式，側面說明部分...

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