温泉融化路面冰雪试验及其对路面强度影响研究

川西高海拔地区冬季寒冷,路面冰雪问题严重威胁行车安全。而川西丰富的地热资源给解决路面冰雪问题提供了清洁高效的新方法。以海拔高度4 200 m的雀儿山隧道为例,通过数年监测明确了区域气象与温泉温度变化规律,进而研究了PVC与不锈钢管两种管道引入温泉融化路面冰雪效果及其对路面强度影响。结果表明:与间距24 cm布置的PVC管相比,间距40 cm的不锈钢管试验段路面冰雪融化时间降低了47%,保障了路面在30 h降下12 cm雪的环境中无积雪。与原路面相比,加入不锈钢管后抗压与抗折强度分别提高了 12.7%和11.3%,提高了路面的承载能力。研究成果对于高原和高纬度地区利用温泉消除道路冰雪具有借鉴意义。     

原岩应力现场与实验室测试对比研究

为验证利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力的可靠性和准确性,对杉木树矿S30+96石门分别采用现场空心包体应变法和实验室声发射Kaiser效应法测量其地应力,最后对比分析了2种测试方法的结果。根据测量结果可知,利用声发射Kaiser效应法与空心包体应变法测得的原岩应力值相对误差分别为最大主应力3.59%、中间主应力10.79%、最小主应力11.04%,2种测试方法所得的结果相对误差较小。此外,现场和实验室得到的3个主应力方向也基本一致。研究结果表明,实验室利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力具有较高的准确性,声发射Kaiser效应法测量原岩应力可很好地运用于工程实践。     

不同断层倾角下煤系断层应力场演化规律研究

为深入了解煤系断层构造带应力场演化特征，以重庆石壕煤矿为例，通过物理相似模拟研究不同倾角断层在水平应力作用下破坏形态及内部的应力变化规律，同时结合数值模拟软件PFC分析不同断层倾角下应力增高区范围与断层破坏的影响。结果表明：断层倾角较小时发生滑动破坏，随着倾角的增大，断层两端应力无法通过滑动卸载，破坏形式逐渐变为剪切破坏；加载时断层下盘区域产生应力集中，断层倾角增大使得应力增高区因不同的破坏形式从下盘煤层区域向下盘顶、底板区域转移；通过PFC数值模拟，可以有效观测到模型内部裂缝，并对试件内部微裂缝进行考察研究与物理试验有着较好的一致性；通过力链分析发现，断层倾角变化会诱使应力增高区从煤层过渡到力学性能较强的顶、底板。     

氧化锰矿湿法还原技术研究进展

低品位氧化锰矿因无法直接酸浸，也不适宜采用传统火法还原，未能得到高效资源化利用，因此研究从低品位氧化锰矿中高效还原提锰具有重要意义。综述了氧化锰矿湿法还原技术的研究进展，重点总结了两矿加酸法、硫酸亚铁法、双氧水法、微生物浸出法、生物质还原浸出法和二氧化硫还原浸出法的优缺点，展望了湿法提锰的发展方向。     

基于核磁共振技术和压汞法的液氮冻融煤体孔隙结构损伤演化规律试验研究EI北大核心CSCD

为了研究液氮冻融循环作用下煤体的孔隙结构损伤演化规律,采用图像分析法、核磁共振和压汞法对液氮冻融作用下煤样的表面裂隙扩展、孔隙度、束缚水体积、自由水体积、孔容、比表面积和孔径分布的演化规律进行研究。研究结果表明:(1)随着液氮冻融循环次数的增加,煤样的原生裂隙逐渐扩展、连通并产生次生裂隙,冻融次数达到一定程度后,各孤立的裂隙相互连接形成具有主裂隙和次生裂隙的裂隙网络;(2)液氮冻融能够促进煤体孔隙发育,煤样的微孔和小孔逐渐扩展、发育连通从而形成中孔和大孔,造成煤样的孔隙连通性增强,束缚水体积比例减小,自由水体积比例增大,总孔隙度、残余孔隙度和有效孔隙度增大;(3)液氮冻融后煤样的孔隙数量增多,孔径增大,在部分区域形成孔隙密集区并连接形成微裂隙;(4)液氮冻融后煤样的总孔容和比表面积增加,孔容的变化主要集中在中孔和大孔,煤样的微小孔逐渐向中孔和大孔转化,导致煤样中孔和大孔的比例上升。     

基于小波变换和深度学习的短期天然气负荷预测研究

随着天然气在能源消耗中占比越来越大,如何准确预知未来的天然气消耗量,对天然气资源合理规划具有重大意义。针对此问题,提出一种基于小波变换和深度学习的短期天然气负荷预测模型。首先对所收集的天然气负荷数据利用不同小波变换进行分解,之后对其进行归一化处理;其次利用深度学习算法对数据进行训练与预测;然后利用小波重构对预测的数据分别进行整合;最后以平均绝对百分误差、平均绝对误差和均方根误差为评价指标,评价不同小波变换的预测结果,计算最优小波变换的最优阶数和层数。结果表明,Fk小波变换第22阶第6层相对于其他小波变换和直接利用LSTM进行预测具有更高的预测精度。     

考虑渗流作用的城门山铜矿临湖露天开采边坡稳定性研究

基于地质勘探资料，建立了城门山铜矿临湖露天开采边坡的地质模型，对临湖露天开采边坡进行了考虑湖水在不同渗流路径和不同渗透压力作用下的稳定性分析。研究结果表明：湖水渗流大大降低了边坡安全系数，随着湖水水位增大，边坡滑坡范围越大，边坡安全系数越低。湖岸与露天采坑之间的距离对边坡稳定性有较大影响，湖-坡距离D越大，边坡安全系数越高，当边坡安全系数取1.2时，考虑湖水渗流条件下湖-坡最小安全距离为60 m。     

含裂隙茅口灰岩渗透特性的试验研究

为了分析不同载荷作用下茅口灰岩的渗流规律,采用MTS多功能岩石力学试验系统对岩样进行定轴压、变围压作用下的渗透特性试验研究,利用瞬态渗透法测试茅口灰岩的渗流特性,采用孔隙压力差单一时间序列,计算出非Darcy流的渗透参数(渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数)。研究结果如下:茅口灰岩的裂隙流具有非Darcy效应;在定轴压作用下,随着围压的不断增大,岩样的渗透率不断减小,并趋于平缓;岩样的渗透系数与体积应力呈指数衰减关系,当体积应力较小时,岩体的渗透系数受体积应力作用较为敏感,而当体积应力较大时,对渗透性的影响敏感性降低;渗透系数、体积应力与渗透压差之间满足指数关系;当体积应力从14 MPa增加到32 MPa过程中,非Darcy流β因子在0附近波动,加速度系数在50×10-20m-1附近波动。     

基于时程分析法的尾矿坝动力稳定性研究

以云南省狮子山铜矿的大沙河尾矿库加高扩容工程为背景,为对其扩容前后坝体动力反应和稳定性进行系统研究和合理评估.采用动三轴试验,对库内3种尾矿(尾细砂、尾粉砂和尾粉土)的动强度和动模量与阻尼比进行了测试;综合运用时程分析法、剪应力对比法、有限元极限平衡法和软化模量法,对扩容前后尾矿坝的液化范围、安全系数和坝顶震陷等进行了定量分析,并对常规极限平衡法的局限性和适用条件进行了探讨.研究结果表明:1)尾矿的动剪应力比随围压的增大而有所降低,破坏时动孔隙水压力比随着破坏振次的增加而增大;2)在设置有效的排渗措施的情况下,尾矿坝的液化区域主要位于尾水覆盖区域表层;3)永久变形表现为坝坡上部沉降、下部向下游方向挤出的形式,且加高后坝顶震陷量和震陷率均有所增大.扩容后大沙河尾矿库坝体的动力稳定性有所降低,但仍能满足相关安全控制标准的要求.