河南省水、土、能资源综合利用效率与碳排放强度的关系研究

水、土、能等资源是人类社会各种经济活动的重要基础,研究区域各种资源开发利用与碳排放的相互影响机制,对于推动资源节约和经济社会低碳转型具有重要意义。采用河南省18个地级市2006—2014年的相关统计数据,分析了河南省碳排放的时空变化特征,对水、土、能等资源利用效率和碳排放强度的关系进行了初步探讨。得出以下结论:1河南省总体碳排放量呈逐年递增趋势,但地市之间差异明显;2在河南全省及三大区域的空间大尺度上,资源利用效率与碳排放之间存在明显的相关性;3在河南省地级市空间尺度上,资源利用效率与碳排放强度的对应关系并不完全吻合;4对于不同区域而言,在今后的发展过程中,应综合考虑碳排放强度和资源利用效率的关系,对碳减排和资源利用效率提升的目标应该有所侧重和区分,采取差别化的发展策略,这对于河南省未来经济社会的低碳转型具有重要意义。     

单轴加载下含共面双节理双层复合类岩试样的力学行为与破坏特征（英文）

为研究节理与层理面对裂隙层状岩体裂纹演化的共同作用,对不同层理面倾角下,含多角度共面双节理的双层复合类岩试样进行单轴压缩试验和数字图像相关试验。由试验结果可知,层理面和节理对应力-应变曲线特征和强度参数有显著影响。试件的破坏模式分为4种不同类型。层理面的存在抑制了岩桥区域裂纹的贯通,层理面倾角的变化对裂纹扩展路径和破坏模式的转变有较大影响。对于层理面倾角为30°和45°的试件,节理倾角越大,层理面对试件破坏特征的影响越小。此外,观测到一种从层理面上萌生并且更容易在试件上层扩展的拉伸裂纹。     

不同胶结介质的胶结再生岩体力学特性试验

再生顶板结构控制是回采工作面支护参数和支护方案设计的关键,再生岩体力学特性的确定是支护方案选择与支护参数设计的基础.采用RMT-150试验机开展胶结再生岩体单轴压缩试验,结合SEM电镜扫描系统研究不同胶结介质条件下再生岩体的强度特性及固结机理.研究结果表明：水灰比和胶结介质是影响强度的主要因素,在单轴压缩测试试验结果中,超细水泥试样最高强度为12.5 MPa,普通水泥最高强度为10.2 MPa,石膏最高强度为6.7 MPa;水灰比为5∶10,6∶10,7∶10时,胶结质固结体强度随水灰比的增大而减小,胶结再生岩体强度随水灰比的提高呈现逐渐增大,再逐渐减小的趋势;电镜扫描试验分析胶结介质的胶结特征和岩-浆交界面孔隙形态,从微观角度确定岩-浆界面孔隙特征,胶结特征由包裹式接触到依附式接触是降低强度的主要因素.通过对不同水灰比条件下不同胶结再生岩体强度的影响因素进行分析,为破碎条件下再生顶板支护研究提供参考依据.     

危化品道路运输风险管控现状分析

为了有效预防危化品道路运输事故发生,从风险识别方法、风险特征、风险评价指标体系、风险管控4个方面对危化品道路运输风险隐患展开综合论述。主要从研究对象、主要结论、优缺点等方面对危化品道路运输风险识别方法研究现状进行了对比分析,总结了事故发生风险特征,根据所构建的危化品道路运输系统安全评价指标体系,结合智能化、信息化等科学技术,提出针对性的风险管控措施,保障了危化品道路运输安全高效的运行。     

高耸桥墩保护性爆破拆除关键技术

为解决高耸钢砼桥墩上部倾斜导致的工程质量不合格问题,采用保护性控制爆破将上部倾斜部分钢砼桥墩予以拆除,同时保留下部未偏斜部分桥墩不受破坏。采用开设组合形状切口,预开定向窗、导向窗;设置组合高差卸荷槽,预伤钢筋弱化抗压抗拉能力为关键措施的控制爆破方案。方案实施取得了十分满意的效果,上部拟拆除部分桥墩顺利倾倒下坠,下部保留部分桥墩完好无损。采用保护性控制爆破技术能高效、安全地解决类似高耸钢砼桥墩(构筑物)部分拆除、部分保留利用的问题,并能取得可观的经济、社会效益。     

煤自燃环境磷氮系抑爆剂抑制多元可燃气体爆炸机制研究

利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学反应动力学模型,共61种组分和259步基元反应。根据模拟计算得到多元可燃气体各关键组分摩尔分数变化、反应平衡时温度变化、氢自由基和羟基自由基摩尔分数变化、温度敏感性系数变化等数据,探究关键抑爆组分并对其反应路径进行分析,揭示抑爆剂的抑爆机制。结果表明,ABC和MCA均对多元可燃气体有较好的抑爆效果,且抑爆效果随ABC和MCA比例的增加而增强,ABC抑爆效果优于MCA。两种抑爆剂皆可通过促进H基和OH基结合,生成更加稳定的H2O从而达到抑爆效果,其中ABC的主要抑爆机制为HOPO和PO2形成2HOPO?PO2抑制循环,消耗大量H基与OH基生成更稳定的H2O,切断链式反应从而抑爆;MCA的主要抑爆机制为HNCO消耗H基和OH基生成H2O,切断链式反应从而抑爆。     

非等压圆形巷道围岩塑性区边界方程及应用

由于双向非等压应力条件作用下的圆形巷道弹塑性问题求解难度较大,目前难以得到精确解析解。基于Mohr-Coulomb强度准则,将Kirsch解代入塑性条件中研究了非等压应力条件下圆形巷道围岩塑性区近似边界方程、分析了塑性区影响因素及形成力学机制。结果表明:侧压系数影响塑性区形态,原岩应力方向影响蝶形塑性区蝶叶方位,巷道半径与围岩岩性对塑性区形态均没有影响,但对塑性区的发育深度起着决定作用;侧压系数不等于1时,最大主应力方向不再平行于巷道切向,最小主应力方向不再经过巷道中心位置,引起围岩剪切破坏方向发生变化,而塑性区的扩展受控于最大剪应力的分布,此时塑性区形态偏离圆形;剪应力峰值点曲线与塑性区边界均随侧压系数变化而发生变化,但塑性区边界总是位于剪应力云图中最大剪应力峰值位置,且侧压系数越小主应力方向变化越大,塑性区不规则形态越明显;该求解方法没有考虑塑性区对弹性区应力的影响,属于近似求解法,但塑性区形态、发育规律与数值模拟结果相一致,并对解决工程问题具有指导作用,说明该塑性区边界方程近似解法是可信的。通过该近似方程能够掌握巷道围岩塑性区发育扩展规律,依此提出的可接长锚杆支护技术能够有效解决深部巷道锚杆易随顶板整体下沉、锚索破断引发的冒顶问题,较好的消除了冒顶隐患。     

低应变率加载速度影响脆性岩体锚固效果的试验研究

外载荷加载速度是影响锚杆支护硐室稳定的重要因素,锚固体加载速度效应的试验研究较少。锚固硐室围岩会更接近单轴受力状态,围岩压力主要为低应变率加载,结合脆性围岩锚杆支护破坏特点,对布设两根相似锚杆的砂岩进行了从0.001～0.100 mm/s等5种低应变率加载速度工况下的单轴压缩试验。试验表明低应变率加载速度对加锚试样和无锚试样力学性质及破裂特征的影响是有差异的。加锚砂岩弹性模量随加载速度增加有轻微提升,所有工况下,锚固砂岩整体轴向变形量仍与无锚砂岩的轴向变形量相近;无锚试样的单轴抗压强度随加载速度增大呈递增趋势,但加锚砂岩强度随加载速度增大出现相对劣化,对加载速度的敏感性相对降低,锚杆加固增强作用减弱;各加载速度下无锚试样均最终表现为拉剪破坏,初始可见表面裂纹均为轴向张拉裂纹;加锚试样随加载速度增加会使最终破裂形式由张拉破坏向拉剪破坏过渡,初始表面裂纹由轴向张拉裂纹转变为剪切裂纹。进一步,从能量理论与加锚岩体声发射特征、锚杆与岩体相互作用等方面探讨了低应变率加载速度增大导致加锚砂岩强度劣化的机制,声发射信号表明高加载速度条件下加锚试样受载初期就会产生较大损伤,耗散能量增加,同时,高加载速度亦使岩体与锚杆间的界面载荷传递不能发挥作用。研究结果表明,锚杆支护下的冲击地压巷道应防范锚固体的扰动失效问题,推广"锚支卸"联合防冲支护措施。     

考虑围岩蠕变的锚固时空效应分析及控制技术

针对巷道锚杆锚索联合支护失效形式,基于围岩变形特征建立了能够反映围岩加速蠕变的本构模型以及锚杆工作特性的锚固体本构模型,通过求解出的锚固体蠕变方程分析锚固基础位置对围岩变形的控制作用,结果表明:锚杆支护对围岩的蠕变控制机理可概括为:分担围岩承受的载荷和等效增大围岩刚度,增强围岩抵抗变形能力两部分。充分发挥锚杆支护性能、延长锚杆支护时效、维持巷道处于稳定工作状态所需的空间需要同时满足两个条件:锚杆受载不超过杆体破断载荷,锚固基础位于塑性区之外;端锚形式的锚固基础位于弹性岩体中能够最大程度发挥支护系统的承载能力,端锚锚固形式的着力基础位于稳定的弹性围岩中,围岩变形后锚固基础能迅速发生锚固作用,优于全长锚固形式;可接长锚杆具有延伸率大、可灵活设置锚杆长度的优点,能解决蒲河矿西三采区集中运输大巷锚杆易发生滑脱失效、锚索易发生破断失效的问题。     

出口直径对内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘性能的影响

为了掌握喷嘴出口直径对气水喷雾降尘的影响,基于自行设计的气水喷雾降尘实验平台,对不同出口直径的空气雾化喷嘴流量、雾化特性及降尘性能进行了实测,并对实验结果作对比分析。研究结果表明:随着出口直径的增加,喷嘴耗水量几乎保持线性增长,而耗气量呈现指数增长的变化趋势;喷雾射程和雾滴体积分数均随着出口直径的增大不断增大,而雾化角先增大后减小;出口直径为2. 0 mm的喷嘴雾化质量最好,所形成的雾滴索太尔平均直径D[3,2]最小,且雾滴粒径呈现正态分布,雾滴尺寸较为集中;雾滴速度沿喷嘴轴线方向不断衰减,且喷嘴直径越大雾滴速度衰减越缓慢;随着喷嘴直径的增加,雾滴速度呈现先增大后减小的变化规律;全尘和呼吸性粉尘降尘效率随着喷嘴出口直径的增加均有所提高,但增幅较小;综合考虑喷嘴降尘性能、耗水量和耗气量等因素,在采掘作业场所进行气水喷雾降尘时,选择出口直径为2. 0～3. 0 mm的空气雾化喷嘴较为合适。