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西部深厚含水弱胶结基岩钻井法凿井关键技术研究与应用进展
1
作者 程桦 姚直书 +5 位作者 荣传新 王宗金 朱建 郭龙辉 王晓云 谢鲍 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期35-54,共20页
钻井法在西部深厚含水弱胶结基岩立井井筒施工中得到成功应用,体现了少人、安全、绿色、智能化建井技术发展方向。为解决该工法施工立井井筒出现的工程问题,笔者不断迭代发展钻井法凿井技术,从钻机、刀具刀盘、破岩钻进、井壁结构,以及... 钻井法在西部深厚含水弱胶结基岩立井井筒施工中得到成功应用,体现了少人、安全、绿色、智能化建井技术发展方向。为解决该工法施工立井井筒出现的工程问题,笔者不断迭代发展钻井法凿井技术,从钻机、刀具刀盘、破岩钻进、井壁结构,以及施工工艺等诸多方面,分析存在的关键技术问题,介绍近期国内相应研究与应用进展,提出今后应重点研究方向。关键技术问题:我国现有竖井钻机难以满足西部地层特点及深大井筒施工要求,亟待研发新一代扭矩大、动力足、自动化水平高的大型竖井钻机;穿越西部侏罗系泥质砂岩时,排碴效果差、刀具磨损严重、钻进效率低下、易造浆等;适用于西部地层特性的井壁结构及设计计算方法;深大井筒井壁漂浮下沉过程的稳定性计算等。关键技术研究进展:研制了适应西部深厚含水基岩立井井筒施工的ZMD120/1200新型钻机;以破岩比能和岩石可钻性为特征参数分级指标,提出了侏罗系岩层可钻性分级标准;厘清了排碴流场分布规律及主要影响因素,提出了优化钻头吸碴口结构形式评判指标和方法,揭示了铣齿滚刀分区破岩力学机制。研发了低固相新型泥浆与调控技术,提出了适应西部地区条件的新型高强钻井井壁结构,完善了相应的设计计算方法,制备了大比重壁后充填材料,发展了深大井筒漂浮下沉与壁后充填技术。今后重点研究方向:钻机优化升级与智能化监控、刀盘刀具-排碴参数高效钻进全局优化、西部石炭二叠系地层钻井法凿井技术、西部地区钻井法凿井技术体系和相关标准规范等。 展开更多
关键词 含水弱胶结基岩 钻井法凿井 关键技术 高效钻进
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爆破动载下盘区矿柱两侧非均质充填体稳定性
2
作者 张钦礼 胡奇浩 +4 位作者 冯岩 郏威 陈秋松 袁锦锋 闫国英 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2026年第1期120-129,共10页
由于阶段空场嗣后充填采矿法的采场高度大,且分多次进行充填,盘区矿柱两侧充填体沿垂直方向呈非均质分布特征,需研究盘区矿柱回收过程中爆破扰动对两侧充填体稳定性的影响,确定最优的护壁矿柱留设厚度,以保障盘区矿柱安全回收。本研究... 由于阶段空场嗣后充填采矿法的采场高度大,且分多次进行充填,盘区矿柱两侧充填体沿垂直方向呈非均质分布特征,需研究盘区矿柱回收过程中爆破扰动对两侧充填体稳定性的影响,确定最优的护壁矿柱留设厚度,以保障盘区矿柱安全回收。本研究通过对充填体原位取样,统计分析非均质充填体强度分布特征,并利用LS-DYNA软件建立爆破模拟方案,分析不同厚度护壁矿柱条件下充填体上监测点的应力、振速与位移。结果表明:当护壁厚度为2.5 m时,监测点在爆破过程中的最大有效应力为0.09 MPa、振速峰值为11.05 cm/s、位移峰值为0.07 mm,均处于充填体安全范围内。根据现场工业试验结果,运用萨道夫斯基公式计算,充填体相应监测点的振速峰值为10.87 cm/s,与模拟结果基本吻合。研究成果可为两侧非均质充填体条件下盘区矿柱的安全高效回收提供理论支撑。 展开更多
关键词 盘区矿柱回收 非均质充填体 爆破扰动 护壁矿柱
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岩石爆破损伤演化与动力响应的空孔效应
3
作者 李涛 倪羽 王志亮 《高压物理学报》 北大核心 2026年第2期59-72,共14页
针对传统周边爆破易诱发随机裂纹损伤围岩问题,结合弹性力学理论与基于ANSYS/LS-DYNA的数值模拟方法,对空孔定向爆破中的损伤演化规律与动力响应特性进行了深入分析。首先,基于弹性力学理论,阐释了空孔在爆炸荷载下通过应力波反射产生... 针对传统周边爆破易诱发随机裂纹损伤围岩问题,结合弹性力学理论与基于ANSYS/LS-DYNA的数值模拟方法,对空孔定向爆破中的损伤演化规律与动力响应特性进行了深入分析。首先,基于弹性力学理论,阐释了空孔在爆炸荷载下通过应力波反射产生拉应力集中从而实现对定向裂纹扩展的控制机制;接着,通过建立平面双孔不耦合装药数值模型,系统研究了炮孔间距和地应力场对损伤演化的影响;最后,分析了空孔附近峰值应力和质点峰值振速的动态变化规律。结果表明:空孔能够显著改变爆炸能量分布,将其引导至集中于炮孔连线方向,从而有效抑制非预期裂纹的萌生和扩展;空孔的定向效果受地应力场的调控,高地应力条件会削弱空孔水平方向的拉应力集中程度,进而抑制炮孔间裂纹扩展,故炮孔宜平行于岩体最大主应力方向布置,使定向效果最大化,并减弱地应力的抑制作用;当炮孔间距为11~14倍炮孔直径时,可促进主裂纹的稳定定向扩展,抑制非预期裂纹的发育,显著改善围岩损伤的控制效果。在高地应力工况下,建议将炮孔间距参考值适当缩小至8~11倍炮孔直径。 展开更多
关键词 岩石 空孔效应 损伤演化 动力响应 地应力 裂纹
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煤矿巷道智能掘进技术进展、挑战与趋势
4
作者 张旭辉 万继成 +5 位作者 杨文娟 赵友军 欧阳广钱 王亮 赵文 王超 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期388-410,共23页
煤矿巷道智能掘进是实现智能矿山建设目标的关键环节。阐述了煤矿巷道智能掘进的内涵,通过分析全断面掘进、掘锚机、连采机及掘锚一体机快速掘进系统特性及发展现状,详细剖析了加快煤矿巷道智能掘进发展的装备精确定位、定向掘进、断面... 煤矿巷道智能掘进是实现智能矿山建设目标的关键环节。阐述了煤矿巷道智能掘进的内涵,通过分析全断面掘进、掘锚机、连采机及掘锚一体机快速掘进系统特性及发展现状,详细剖析了加快煤矿巷道智能掘进发展的装备精确定位、定向掘进、断面成形自主截割、智能支护、设备群协同控制、工作面设备故障与安全预警、地质状态感知以及工作面智能管控等关键技术。针对井下复杂环境下的装备定位与环境感知、智能控制、智能决策需求,提出了基于合作标靶的视觉定位、“视觉+”多源融合组合定位及以巷道环境特征为目标的无标靶视觉定位技术,同时,研究了视觉+深度学习巷道断面裂隙检测、巷道几何形态重建技术,提升了井下掘进装备的自主导航与环境感知能力;提出了定向掘进与纠偏、轨迹规划与截割控制、虚拟示教记忆截割、锚固孔识别、多钻臂协同支护控制以及设备群碰撞预警等技术,解决了掘进过程中掘进装备姿态难以精确控制、截割轨迹难以动态规划、支护过程协同性不足及多设备空间干涉等控制难题,实现了掘、支过程的自适应控制。将数字孪生技术融入截割控制、碰撞检测与预警、协同控制决策,构建了数字孪生驱动的掘进工作面智能管控系统,实现了物理实体与虚拟模型的实时映射、设备群协同决策、设备关键部位故障诊断、作业过程可视化管理与风险预测。提出了巷道智能掘进技术发展思路与研究方向:多模态信息融合的设备定位技术、面向复杂工况的智能控制技术、AI驱动的工作面虚实共智技术、数字孪生驱动的虚拟调试技术,实现巷道的少人化、无人化智能快速掘进。 展开更多
关键词 智能掘进 掘进数字孪生 智能感知 智能截割控制 虚拟调试
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煤下铝房柱式采场结构参数正向设计优化方法
5
作者 朱德福 高鹏 王德玉 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2026年第1期22-34,共13页
以煤下铝土矿的房柱法采场为研究对象,提出一种采场结构参数正向设计与优化方法,结合工程验证与推广应用实例,验证该方法的可靠性与优越性。研究表明:矿柱同一截面积时,形状参数对应矿柱承载能力变化规律为圆形>方形>矩形;布局参... 以煤下铝土矿的房柱法采场为研究对象,提出一种采场结构参数正向设计与优化方法,结合工程验证与推广应用实例,验证该方法的可靠性与优越性。研究表明:矿柱同一截面积时,形状参数对应矿柱承载能力变化规律为圆形>方形>矩形;布局参数对应承载能力变化规律为品字形>棋盘形;尺寸参数对矿柱(群)承载能力的影响特征为矿柱宽高比由0.91增至1.82,矿柱承载能力随之增加。以杨家洞矿1265-采面3为工程实例,矿柱安全系数取1.8时,优化设计矿柱宽度4 m,矿房宽4.5 m,回采率由原设计中的61.24%提升至70.74%,矿柱上覆垂直应力最大为18.92 MPa,顶板下沉量为12.95 mm,采场矿柱及围岩处于稳定状态。在红花寨矿1200-采面1推广应用,空区内矿柱整体稳定,回采率达71.19%。研究成果有效改善了传统经验法的被动性与局限性,为房柱式采场结构参数设计提供了新思路。 展开更多
关键词 煤下铝 矿柱(群) 正向设计 承载能力 矿柱安全系数
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基于RIME-VMD联合小波阈值的爆破振动信号去噪方法
6
作者 王薇 程忠耀 +1 位作者 向延念 宋良俊 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期465-479,共15页
随着现代化建设的加速推进,邻近既有建筑的爆破作业日益增多,监测和分析爆破引起的振动对结构安全的评估至关重要。然而,爆破振动信号的非线性特性和复杂的环境因素干扰使得从实测信号中提取有效信号成分难度较大,给后续的信号分析造成... 随着现代化建设的加速推进,邻近既有建筑的爆破作业日益增多,监测和分析爆破引起的振动对结构安全的评估至关重要。然而,爆破振动信号的非线性特性和复杂的环境因素干扰使得从实测信号中提取有效信号成分难度较大,给后续的信号分析造成了较大影响。为提高爆破振动信号的降噪精度,将雾凇优化算法(RIME)、变分模态分解(VMD)和小波阈值进行融合,形成一种爆破振动信号联合去噪方法。该方法首先通过雾凇优化算法对VMD关键参数进行优化,然后通过优化后的VMD对振动信号进行自适应分解,剔除方差贡献率较低的分量,再采用小波阈值对筛选后的分量进行降噪处理,最终重构得到去噪后的信号。对该方法的降噪效果进行仿真分析和实际工程验证,结果表明:在仿真信号分析中,经RIME-VMD联合小波阈值的降噪方法去噪后的信号与无噪声的纯净信号相比,形状与特征高度吻合,且信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)等去噪指标优于EMD、小波阈值、EMD联合小波阈值等常用去噪方法;经工程实际案例验证,该方法能够在极大保留原信号基本特征的前提下,有效去除爆破振动信号中的高频噪声,降噪后信号更加符合爆破振动信号的主频范围,且具有比EMD、小波阈值、EMD联合小波阈值等常用去噪方法更好的去噪效果。该研究成果对爆破振动信号的降噪处理具有参考意义。 展开更多
关键词 爆破振动 信号处理 联合降噪 雾凇优化算法 变分模态分解 小波阈值去噪
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液态CO_(2)相变气爆爆破孔爆能分布特征
7
作者 赵宝友 季廷秀 孙建宁 《振动与冲击》 北大核心 2026年第3期271-281,共11页
液态CO_(2)致裂器喷射到爆破孔中的CO_(2)是其致裂煤岩体的唯一能量源,爆破孔爆能即CO_(2)的冲击压力分布特征对煤岩体致裂效果与机理的研究具有重要意义。采用自主研发的气爆爆能测试系统开展了现场原型致裂器气爆爆破孔爆能测试的试... 液态CO_(2)致裂器喷射到爆破孔中的CO_(2)是其致裂煤岩体的唯一能量源,爆破孔爆能即CO_(2)的冲击压力分布特征对煤岩体致裂效果与机理的研究具有重要意义。采用自主研发的气爆爆能测试系统开展了现场原型致裂器气爆爆破孔爆能测试的试验研究,考虑CO_(2)等熵流动,建立了液态CO_(2)相变气爆形成的超临界CO_(2)射流模型,并结合试验结果系统分析了气爆爆破孔爆能分布特征及其成因。结果表明:受到爆破孔限制,超临界CO_(2)射流流体产生连续脉冲式的冲击波,远离致裂器喷气口的爆能时程呈现多次间隔性瞬间升高和降低且显著非对称的倒“V”字型;宏观上爆压时程呈现快速升高和降低的三角形脉冲形式,且最高爆能分布于致裂器喷气口附近,爆压峰值可达230.000 MPa,其峰前升压和峰后降压速率均显著大于爆破孔其余位置的爆能时程特征;渗失孔即爆生裂隙周围的冲击压力还具有梯形脉冲特征,气爆爆能主要聚集在爆生裂隙周围,越靠近爆生裂隙爆能越高,爆生裂缝周围冲击压力为79.160~84.970 MPa,其中20.000 MPa以上的高压持时可维持220.000 ms左右,即液态CO_(2)相变气爆属于典型的长持时中频动载。基于试验所获得的爆能分布规律,对当前气爆工艺进行改进,提出了超临界CO_(2)点式射流冲击气爆致裂新方法。研究成果可为液态CO_(2)致裂器气爆的现场应用和理论研究提供参考。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 气爆 爆能 爆破孔 冲击波 等熵流
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矿用聚氨酯注浆材料改性研究进展
8
作者 李阳 王玉超 +1 位作者 陈贵锋 于潇沣 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期61-65,共5页
聚氨酯注浆材料因粘附性强、可注性好、固化时间可控、施工工艺简单等诸多优点被广泛应用于煤矿开采、隧道施工和土木工程等领域。然而,随着开采深度的增加和环境条件的复杂化,传统聚氨酯注浆材料在性能上逐渐显现出局限性,如强度低、... 聚氨酯注浆材料因粘附性强、可注性好、固化时间可控、施工工艺简单等诸多优点被广泛应用于煤矿开采、隧道施工和土木工程等领域。然而,随着开采深度的增加和环境条件的复杂化,传统聚氨酯注浆材料在性能上逐渐显现出局限性,如强度低、导热性差、阻燃性不好等问题。因此,对聚氨酯注浆材料进行改性以提升其性能成为研究热点。综述了矿用聚氨酯注浆材料的物理改性和化学改性方法,包括纳米材料改性、纤维材料改性、复合材料改性、接枝共聚法改性以及交联改性等。最后,对聚氨酯注浆材料改性研究的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 聚氨酯 注浆材料 煤矿安全 物理改性 化学改性 研究进展
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煤矿井下工业视频图像增强技术研究与分析
9
作者 赵安新 郑秋泓 +2 位作者 王明辉 张志彬 王伟峰 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期146-155,共10页
为了进一步探讨煤矿井下图像增强技术的应用与研究,通过文献计量分析方法,以中国知网(CNKI)数据库收录的2001—2023年煤矿井下图像增强技术为主题的文献作为研究对象,借助CiteSpace软件绘制出发文量、作者与研究机构、关键词聚类等知识... 为了进一步探讨煤矿井下图像增强技术的应用与研究,通过文献计量分析方法,以中国知网(CNKI)数据库收录的2001—2023年煤矿井下图像增强技术为主题的文献作为研究对象,借助CiteSpace软件绘制出发文量、作者与研究机构、关键词聚类等知识图谱,对我国煤矿井下图像增强技术的应用发展状况进行可视化分析。结合相关知识图谱,对现有的煤矿井下图像增强算法进行分类,详细分析了每一类算法的应用范围与优缺点等,并梳理总结了当前该领域的研究动态与发展趋势。以上研究结果揭示了煤矿井下图像增强技术应用研究的发展进程、知识基础、热点及前沿趋势等,为后续该受限条件下图像增强技术的相关研究提供了科学参考。 展开更多
关键词 煤矿井下 图像增强 文献计量 CITESPACE 研究热点
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水介质耦合光面爆破围岩损伤机制研究
10
作者 陈云娟 张惠富 +3 位作者 向君 苏家瑞 段鸿杰 赵文彬 《山东建筑大学学报》 2026年第1期1-10,共10页
在隧道爆破开挖过程中,裂隙水对钻爆作业的影响不可忽视。文章以四川某隧道开挖工程为依托,采用动力有限元软件ABAQUS/LS-DYNA模拟研究炮孔浸水条件下水压爆破特性,构建不同含水量炮孔的三维数值模型,分析临空面附近的岩体裂隙扩展的影... 在隧道爆破开挖过程中,裂隙水对钻爆作业的影响不可忽视。文章以四川某隧道开挖工程为依托,采用动力有限元软件ABAQUS/LS-DYNA模拟研究炮孔浸水条件下水压爆破特性,构建不同含水量炮孔的三维数值模型,分析临空面附近的岩体裂隙扩展的影响规律,探讨微差起爆技术控制含水炮孔过度损伤的作用。结果表明:随着炮孔含水量的增加,孔壁压力和围岩应力显著提高,围岩应力达到峰值的时间缩短,岩体损伤加剧;炮孔中的水加速了应力波的传播,应力波的叠加效应促进了裂隙向靠近临空面方向扩展;微差起爆技术的应用有效避免了横向裂隙的生成,减少了岩体损伤,提高了爆破作业的安全性和效率。 展开更多
关键词 水介质耦合爆破 岩体损伤 延迟起爆 裂隙扩展
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定向拉张爆破可视化试验研究及工程应用
11
作者 郭山 张权 +2 位作者 何满潮 郭昌放 王超 《工程科学学报》 北大核心 2026年第1期14-25,共12页
钻爆法在岩体开挖领域得到了广泛应用,定向断裂控制爆破是其中的重要应用方向之一.为此,针对岩石材料抗拉强度远低于其抗压强度的力学特性,提出一种爆破后仅在孔壁预设方向产生一个近似二维单裂面的控制爆破技术—定向拉张爆破(Directio... 钻爆法在岩体开挖领域得到了广泛应用,定向断裂控制爆破是其中的重要应用方向之一.为此,针对岩石材料抗拉强度远低于其抗压强度的力学特性,提出一种爆破后仅在孔壁预设方向产生一个近似二维单裂面的控制爆破技术—定向拉张爆破(Directional tensile blasting,DTB).分析了DTB技术定向致裂原理,采用自主研制的试验系统开展了DTB可视化试验,并在煤矿现场进行了DTB定向切顶试验.研究结果表明:(1)DTB技术通过非炸药含能材料(膨胀剂)瞬间反应在孔内产生高温高压气体对介质产生膨胀致裂效果,并通过拉张爆破装置控制裂缝起裂及扩展方向;(2)DTB技术通过拉张爆破装置的调控作用使得孔壁在预裂方向产生集中拉应力,从而通过拉张作用在试件预裂方向产生I型裂缝,形成定向、单一裂面;(3)在复合顶板巷道100 m试验段范围内,采用DTB技术切顶后孔内平均裂缝率达到92%,取得了理想的定向断裂效果,有效降低了巷道应力水平,缓解巷道变形情况.研究结果有助于揭示DTB技术定向拉张致裂机理,促进DTB技术在定向破岩领域的应用. 展开更多
关键词 定向断裂 拉张爆破技术 非炸药爆破 PMMA 定向切顶
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水力耦合下井壁混凝土渗流动态及其损伤特性
12
作者 薛维培 周亚亚 +4 位作者 程桦 姚直书 荣传新 王中建 吴浩 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期136-146,共11页
【目的】井壁混凝土作为煤矿竖井衬砌支护结构材料,其渗流性能及力学特性对结构安全至关重要;且由于井壁混凝土处于地下水位以下,所处应力环境与地表混凝土相比存在极大差别。【方法】为研究三轴受力状态下地下水渗流对井壁混凝土性能... 【目的】井壁混凝土作为煤矿竖井衬砌支护结构材料,其渗流性能及力学特性对结构安全至关重要;且由于井壁混凝土处于地下水位以下,所处应力环境与地表混凝土相比存在极大差别。【方法】为研究三轴受力状态下地下水渗流对井壁混凝土性能的影响,采用配备渗流装置的伺服压力试验机进行水力耦合加载,获得不同位置的渗透率、弹性体积应变、裂纹体积应变、损伤力学等参数。【结果和结论】渗透率演化经历下降、平稳和上升3个阶段。下降阶段占峰前6.93%,降幅32.21%~67.14%;平稳阶段试件处于弹性状态;上升阶段伴随内部裂纹增多,渗透率最高增幅达到17.55倍。以弹性阶段为分界线,建立前后两部分渗透率随应力演化的数学模型,分别符合指数函数和幂函数关系。根据体积应变曲线特征,确定井壁混凝土加载过程中的起裂应力点和损伤应力点。同围压下孔隙水压增大时,初始渗透率上升均幅为48.94%;起裂应力、损伤应力和峰值应力平均下降5.60%。同孔隙水压下增加围压时,初始渗透率降低均幅为16.62%;起裂应力、损伤应力和峰值应力平均上升25.55%。三轴压缩过程中渗透率演化与损伤发展轨迹相似,损伤增速点略早于渗透率上升点,据此给出渗透率与损伤、孔隙水压之间的计算模型。研究成果对完善煤矿竖井衬砌工程多场耦合理论及保障工程安全具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 煤矿 竖井 井壁混凝土 三轴压缩 渗流动态 损伤力学特性
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水力耦合下弱胶结砂岩力学特性及本构模型研究
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作者 李欣慰 姚直书 +2 位作者 陆路 黄献文 叶明 《地下空间与工程学报》 北大核心 2026年第1期60-71,共12页
水力耦合作用是造成围岩失稳和涌水灾害的重要因素。利用TAW-2000型岩石力学测试系统对白垩系弱胶结红砂岩进行水力耦合试验,分析了不同渗透水压和围压作用下红砂岩的非线性力学特性和强度特征,探索了渗透水压对红砂岩的劣化机理;结合... 水力耦合作用是造成围岩失稳和涌水灾害的重要因素。利用TAW-2000型岩石力学测试系统对白垩系弱胶结红砂岩进行水力耦合试验,分析了不同渗透水压和围压作用下红砂岩的非线性力学特性和强度特征,探索了渗透水压对红砂岩的劣化机理;结合有效应力原理、D-P强度准则和应变等价性理论,建立了反映水力耦合作用的损伤本构模型。结果表明:围压限制裂纹扩展,对力学性质起到强化作用,随着围压的增大,红砂岩的强度、弹性模量增大,泊松比降低;随着水压增大,红砂岩的强度、弹性模量降低,泊松比增大,表现出明显的软化效应;红砂岩黏土矿物含量少,胶结能力弱,在水压作用下颗粒间的胶结物溶解,丧失胶结强度,导致黏聚力大幅下降,丧失胶结强度是红砂岩软化的内在原因;本文建立的本构模型适用于常规三轴试验和水力耦合试验,能够较好地描述红砂岩的应力-应变关系和损伤演化规律;随着参数m增大,岩石塑性变形能力减弱,随着参数F_0的增加,岩石抵抗破坏和变形的能力增强。 展开更多
关键词 弱胶结砂岩 水力耦合 力学特性 D-P准则 本构模型
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高地应力下随机节理岩体单孔爆破响应特征模拟研究
14
作者 刘浩杉 王建国 +2 位作者 宋永康 张智宇 黄永辉 《工程科学与技术》 北大核心 2026年第1期133-144,共12页
随着地下工程开采深度不断增加,原位地应力与岩体结构面的耦合作用对爆破破碎行为的影响愈加显著。传统研究多聚焦于均质或规则节理岩体,难以准确反映节理裂隙空间分布复杂性与地应力联合作用对爆破响应的实际影响。为此,本文基于(parti... 随着地下工程开采深度不断增加,原位地应力与岩体结构面的耦合作用对爆破破碎行为的影响愈加显著。传统研究多聚焦于均质或规则节理岩体,难以准确反映节理裂隙空间分布复杂性与地应力联合作用对爆破响应的实际影响。为此,本文基于(particle flow code,PFC)离散元软件构建了考虑地应力与随机节理网络(DFN)耦合的爆破模型,深入揭示节理密度、埋深、装药直径对爆破裂纹演化及岩体破碎行为的影响规律。结果表明:地应力和节理密度对爆破裂纹演化及岩体破碎程度具有显著影响;节理密度的增加显著抑制微裂纹的扩展,并使裂纹分布趋于局部化,表现出微裂纹数量和分形维数的非线性下降特征;节理密度与地应力之间存在耦合效应,高节理密度在低地应力下对裂纹扩展具有更强的抑制能力,且微裂纹优先发育于最大主应力方向。在此基础上进一步研究了耦合装药条件下装药直径对高地应力下富含节理岩体破碎效果的影响,发现装药直径的增大虽可显著提升破碎范围,但在达到某一临界直径后,裂纹网络复杂性趋于饱和,进一步增加装药量对岩体破碎效果提升作用有限。该研究有助于深入理解高地应力条件下节理岩体的爆破行为及其工程应用。 展开更多
关键词 节理岩体 高地应力 单孔爆破模型 分形维数 颗粒流
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基于BIM+3D打印技术的竖井凿井系统物理模型制作方法
15
作者 李宏维 李慕岫 +1 位作者 魏凯欣 臧冀川 《建井技术》 2026年第1期38-42,47,共6页
针对竖井凿井系统施工中存在的地质条件复杂、工序搭接多、可视化不足等工程难题,以及传统物理模型制作精度低、成本高、流程烦琐等局限性,运用BIM技术与3D打印技术相结合的方法,建立基于BIM+3D打印技术物理模型制作的标准化流程,提升... 针对竖井凿井系统施工中存在的地质条件复杂、工序搭接多、可视化不足等工程难题,以及传统物理模型制作精度低、成本高、流程烦琐等局限性,运用BIM技术与3D打印技术相结合的方法,建立基于BIM+3D打印技术物理模型制作的标准化流程,提升了竖井可视化水平与施工效率。以安徽泥河铁矿措施井为例,研究竖井凿井系统物理模型制作的关键技术,实现了高精度、低成本、短周期物理仿真模型的制作,为矿井建设过程中的物理模型制作提供了新的、可靠的实现手段,也为矿井建设提供了一种三维可视化产品交付形式,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 BIM技术 3D打印技术 竖井凿井系统 物理模型 可视化施工
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智能建造背景下矿山建筑工程造价估算的发展建议
16
作者 王羽翼 《中国金属通报》 2026年第1期240-242,共3页
为了提升智能建造技术在矿山建筑工程造价估算中的应用效能,本文分析了市场价格波动、地质条件复杂性和设计变更频繁三大影响因素,探讨了智能技术对数据采集、估算优化、成本控制及信息共享的革新作用。分析认为,智能建造通过实时数据... 为了提升智能建造技术在矿山建筑工程造价估算中的应用效能,本文分析了市场价格波动、地质条件复杂性和设计变更频繁三大影响因素,探讨了智能技术对数据采集、估算优化、成本控制及信息共享的革新作用。分析认为,智能建造通过实时数据感知与算法模型重构了造价管理范式,但面临技术适配性、数据安全及人才短缺等现实挑战。建议矿山建筑企业应加强智能基础设施建设,构建多层级数据防护体系,并通过产教融合培育复合型人才队伍,同时推进跨系统数据接口标准化与智能算法场景化训练,以实现工程造价的全要素动态管控与全生命周期价值优化。 展开更多
关键词 智能建造 矿山建筑 工程造价 数据安全 人才培养
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基于潮汐作用下冻结壁温度发展规律研究
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作者 刘玲霞 《科学技术创新》 2026年第4期75-79,共5页
滨海地区进行冻结法施工时,其冻结效果易受地下水渗流的影响,冻结壁的温度发展受潮汐作用的影响较大,导致冻结时间延长,影响施工质量。亟需探究潮汐作用影响下冻结壁的温度发展规律。以福州地铁工程为背景,基于COMSOL Multiphysics软件... 滨海地区进行冻结法施工时,其冻结效果易受地下水渗流的影响,冻结壁的温度发展受潮汐作用的影响较大,导致冻结时间延长,影响施工质量。亟需探究潮汐作用影响下冻结壁的温度发展规律。以福州地铁工程为背景,基于COMSOL Multiphysics软件建立数值模型,分析相反渗流方向下最大渗流速度对冻结壁温度发展规律。结果表明:当相反渗流方向的最大渗流速度不等时,随着最大渗流速度越大,冲击面和冻结管的中间位置的温度发展速度减缓,而冲击背面的温度发展速度增快,不利于冻结壁温度发展;且在渗流出现潮汐性变化后,较单向渗流而言,冻结壁温度发展速度降低速率更快,冻结壁温度场受渗流影响明显减弱,冻结壁温度发展更为均匀。 展开更多
关键词 冻结法 数值模拟 潮汐作用 渗流速度
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水-岩-土壤耦合作用下竖井围岩失稳的离散元研究
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作者 李潇 陈明 +5 位作者 田毕 郭建强 仝新利 王珲 邓旭辉 唐现琼 《矿冶工程》 北大核心 2026年第1期51-57,共7页
以奥罗拉金矿地采一期竖井工程为依托,采用离散元软件EDEM,基于光滑粒子法-离散元(SPH-DEM)耦合方法构建水-岩-土壤耦合的竖井围岩失稳模型,研究强风化围岩在渗透作用下的失稳演化过程。结果表明:竖井围岩在2~6 s内失稳显著,平均移动速... 以奥罗拉金矿地采一期竖井工程为依托,采用离散元软件EDEM,基于光滑粒子法-离散元(SPH-DEM)耦合方法构建水-岩-土壤耦合的竖井围岩失稳模型,研究强风化围岩在渗透作用下的失稳演化过程。结果表明:竖井围岩在2~6 s内失稳显著,平均移动速度呈先升后降趋势,峰值达0.155 m/s;井壁所受流体力在0~2 s剧烈波动后逐渐趋稳,井壁遭受大范围浅层磨蚀,最终磨损面积达17.40443 m2、体积为0.01331 m3;数值模拟得出竖井围岩坍塌堆积角为25°,与工程实测结果相对误差仅1.88%,验证了SPH-DEM方法的准确性和实用性。 展开更多
关键词 渗水 围岩失稳 竖井 井巷工程 井壁 围岩稳定性 坍塌堆积角 动态响应 光滑粒子法 离散元
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单轴压应力下楔形掏槽爆破模型试验与数值仿真研究
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作者 陈思羽 杨立云 +4 位作者 杨爱云 黄晨 谢焕真 王俊豪 程兵 《振动与冲击》 北大核心 2026年第3期282-293,共12页
楔形掏槽爆破因其爆破能量集中、炮孔利用率高,广泛应用于掘进工作面作业中。为探究地应力对楔形掏槽爆破的影响,研究采用极端条件下的单轴加压方法(设置侧压力系数为0),基于围压作用下的掏槽理论,采用模型试验和有限元数值模拟方法,探... 楔形掏槽爆破因其爆破能量集中、炮孔利用率高,广泛应用于掘进工作面作业中。为探究地应力对楔形掏槽爆破的影响,研究采用极端条件下的单轴加压方法(设置侧压力系数为0),基于围压作用下的掏槽理论,采用模型试验和有限元数值模拟方法,探讨了爆破过程中的力学机制。研究结果表明:单轴压应力对楔形掏槽爆生裂纹的产生和扩展具有导向作用,裂纹的产生和扩展方向与爆破后的单轴压应力方向一致;无论是横向加载还是纵向加载,单轴压应力都将提高掏槽破碎块度的大块率,对于粒径大于9.50 mm的块度影响显著,对于粒径小于9.50 mm的块度影响不显著;单轴压应力在爆破初期对Mises应力峰值影响较小,但在爆破中后期影响显著;当单轴压应力垂直于炮孔长轴(T2)施加时,槽腔体积最大,而当单轴压应力垂直于炮孔短轴(T3)施加时,槽腔体积增加;施加单轴压应力后深度方向范围无明显变化,表明爆后沿深度方向的损伤几乎不受单轴压应力的影响。研究结果对地应力下的掏槽设计优化提供参考。 展开更多
关键词 爆破试验 掏槽爆破 成腔规律 地应力 破碎块度 有限元分析
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半干旱煤矿区蓝绿空间构建
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作者 武书军 谢松岩 +6 位作者 张锁 王林 赵剑 潘慧 胡炳南 白国良 陈永福 《煤炭工程》 北大核心 2026年第1期192-199,共8页
新街台格庙矿区位于毛乌素沙地东北缘,受气候变化与人类活动双重影响,区域水资源短缺、生态承载力已接近上限,而大量煤矿排水却难以有效利用。针对上述问题,分析了水资源均衡配置在半干旱区蓝绿空间融合的重要性,结合区域地质历史环境... 新街台格庙矿区位于毛乌素沙地东北缘,受气候变化与人类活动双重影响,区域水资源短缺、生态承载力已接近上限,而大量煤矿排水却难以有效利用。针对上述问题,分析了水资源均衡配置在半干旱区蓝绿空间融合的重要性,结合区域地质历史环境变迁、自然地理现状和矿区开发沉陷预期,提出了区域蓝绿空间构建的基本框架。同时,通过遥感影像分析、年鉴统计数据等综合研究,系统分析了区域沙地-湖泊-草原景观格局下的蓝绿空间要素及属性特征,并重点围绕矿井水量质特征及其综合利用潜力,提出了区域蓝绿空间供需平衡和生态系统稳定提升的蓝绿协同融合策略及空间格局分区优化建议,以期逐步实现自然资源保护利用、城乡人居环境质量提升和区域生态格局安全稳定,从而探索形成矿地融合发展的半干旱煤矿区生态综合治理和资源综合利用新模式。 展开更多
关键词 矿区生态格局 生态修复 蓝绿空间 矿井水利用 半干旱区
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