采动覆岩裂隙体系统耗散结构特征 与突变失稳阈值效应

将覆岩裂隙体作为系统来考虑,分析了采动覆岩裂隙体系统动态演化过程中的耗散结构特征,采用分形维数描述了采动裂隙发育过程及系统演化、涨落与跃迁;引入"孔隙压力熵"研究了采动覆岩裂隙体系统耗散结构演化中的熵变过程,并在近平衡态广义力与广义流的基础上明确了远离平衡态非线性区的超广义力及其驱动的广义流,依据超熵临界判据分析了以开采尺度为指标的动力失稳阈值。结果表明:可以通过耗散结构理论描述覆岩裂隙化程度与采空空间之间关系;孔隙压力熵可以描述采动覆岩裂隙体系统在由自然状态向采动状态逐步演化的"熵减"现象;孔隙压力熵的二次变分随开采尺度演化曲线的斜率为系统在远离平衡态非线性区的超熵产生,并以此为指标可判断系统在外界约束条件变化下的3种演化趋势,揭示了系统隔水性能在临界开采尺度下的失稳阈值效应。     

基于耗散结构的矿山生态环境保护Busselator模型研究

矿产资源开采给周围的生态环境造成严重的污染破坏,已成为影响我国社会经济发展的重要因素。本文基于耗散结构理论,分析了矿山生态系统耗散结构演化机理,建立矿山生态环境保护系统的正负熵指标体系;运用熵值法原理量化矿山生态环境保护的正负熵变,对Brusselator模型中的变量进行转义,构建矿山生态环境保护系统的Brusselator模型。文章实证了矿山生态环境系统的耗散结构形成。     

基于耗散结构理论的煤矿安全风险演化机理

熵是系统无序性的表征,煤矿的系统熵值与风险状态对应,因而采用“系统风险熵”表征其风险状态。本文基于耗散结构理论分析了煤矿系统的耗散结构特征,提出了煤矿安全风险演化机理概念模型;从系统风险熵的角度建立了煤矿系统风险熵模型和煤矿系统风险正负熵指标体系;运用熵值法原理推导系统正、负熵计算公式。结合Brusselator模型建立煤矿系统耗散结构判断模型,提出并量化了煤矿系统成为耗散结构的判断依据,并将该模型应用至S省某煤矿,得出该煤矿为非耗散结构,验证了模型的适用性并提出相关改进措施,为煤矿安全风险演化机理研究提供了新的思路。     

基于熵理论的矿井通风耗散系统分析

矿井通风系统是一个开放系统,利用耗散结构理论,对通风系统的耗散条件和行为进行了研究,同时,用熵理论分析了矿井通风系统的不同演变状态,指出了决定矿井通风状态演变的4个熵阀值和2次突变,为矿井通风系统优化以及矿井通风安全管理提供了理论依据。     

煤炭企业多级库存系统的耗散结构研究

 本文在介绍煤炭企业库存管理模式的基础上,提炼出煤炭企业内部市场化中,基于物流配送中心的多级库存系统管理结构模型,从系统工程与供应链的角度分析了系统与外界环境和供应链上下游节点之间的关系,运作模式。引入耗散结构理论的概念,分析了煤炭企业多级库存系统中熵的存在,建立了多级库存系统的耗散结构模型,并阐述了熵与耗散结构理论对系统发展的影响和意义。     

非煤矿山安全管理的生态系统理论研究

基于生态系统理论的基本原理,提出非煤矿山安全管理生态系统的概念,建立非煤矿山安全管理生态系统模型,对系统的内涵和结构进行深入分析,结合耗散结构理论构建系统的评价模型,计算系统的总熵值,根据总熵值的大小评判系统的稳定有序性。选取陕西省某非煤矿山为案例,对其2007—2016年安全管理生态系统熵变指标要素评分进行数据分析。研究结果表明:通过熵权法赋权模型获得的评价结果相对合理,为有关部门的监测和有针对性的治理提供了重要依据,系统在2007—2013年的累计信息熵是正的,系统处于无序混乱状态,系统累计信息熵从2014年开始由正到负,系统从2014年开始趋于稳定有序状态。     

基于耗散结构理论的生产系统风险发展趋势研究

煤炭企业安全生产问题一直是我国面临的严峻问题,而目前大多数学者花费大量的人力物力针对煤炭安全生产系统风险进行评价。然而近年来对系统风险水平发展趋势研究相对较少。基于耗散结构理论对系统风险水平发展趋势进行了研究,首先进行了基于耗散结构理论从熵的视角对事故形成进行分析,以此划分出4种不同的发展趋势;其次建立了基于耗散结构理论的模型指标体系;最后,探讨了某煤炭企业安全生产近7 a的风险发展趋势,为系统风险发展趋势分析提供了思路和理论依据。     

选煤水化学——循环煤泥水系统的水化学性质

煤泥水可称为选煤厂的"血液",循环煤泥水系统则是选煤厂的"血液循环系统"。为深入了解选煤厂的循环煤泥水系统,提出了选煤水化学的概念,并通过介绍循环煤泥水系统的物质组成、无机盐类矿物的溶解、煤中无机硫的氧化、金属离子的水解与聚合、煤泥水的酸碱反应、黏土矿物对金属离子的吸附,全面解析了循环煤泥水系统的水化学性质。煤中矿物组成是影响水化学性质的关键因素,循环煤泥水系统中的一系列化学反应使煤泥水的水化学性质发生变化,包括离子组成与含量、煤泥水的酸碱体系、离子的存在形式。黏土矿物对金属离子的吸附对水化学性质有重要影响,金属阳离子在黏土矿物上的吸附形式包括静电吸附、羟基络合吸附、沉淀吸附,并从理论角度分析金属离子在黏土矿物上的吸附形态,同时其吸附过程也受pH的影响,最终使煤泥水中高价金属离子含量减少。通过反应原理、影响因素和实验模拟分别对各个反应过程进行分析,总结了多种反应之间的关联性,得出以上多个因素之间是相互影响、相互制约的,共同决定了循环煤泥水系统的水化学性质。循环煤泥水系统的水化学性质研究是实现高效选煤的基础,得出不同煤样和水质环境条件下的水化学性质变化规律,实现水化学性质的精准调控,可以...     

冲击地压形成过程中能量耗散特征研究

在非平衡热力学和耗散结构理论的基础上,研究了冲击地压孕育过程中“煤－围岩”系统能量耗散特征和系统内熵的变化,初步建立了基于非平衡态热力学的冲击地压失稳判断方法;采用X射线衍射、顺磁共振、扫描电镜、显微组分测定等实验手段,获得了冲击地压发生前后煤岩样的细观结构差异,探求了冲击地压孕育、发生过程中能量耗散细观特征。研究发现：冲击地压是煤岩体内能量的涨落达到一定值后出现的自组织现象,其孕育过程是煤岩储能和耗能竞争的过程,该过程中强烈的挤压和剪切力加强了煤微元环缩合作用和拼叠作用,使煤超前演化,并促使煤岩内宏观裂纹非稳定扩展,加速了能量耗散的物理和化学的不可逆过程。     

煤泥水热解过程中的能量平衡分析与计算

在分析煤泥水热解过程的基础上,遵循能量守恒原理,将热解过程中的能量转化过程看成一个系统,进行了能量转化分析和能量平衡计算。并在此基础上,根据开滦吕家坨煤泥水热解产物的产率,以及对热解焦的工业分析结果,进行了吕家坨煤泥水热解过程中能量平衡的实际计算,结果得出煤泥水热解过程是要向外界放热的,对煤泥水热解的研究应考虑对产物废热的回收。     

基于耗散结构理论的资源型城市转型发展分析：以徐州市为例

资源型城市依托矿产等资源开发而兴起,由于资源的可耗竭性,城市可能出现"矿竭城衰"的危机,采取转型对策推进城市发展具有重要的现实意义。本文以资源型城市徐州为例,运用耗散结构理论分析其耗散结构特征及熵流变化。结果表明,资源型城市是一个处于远离平衡态的开放系统,具有非线性动力学过程和耗散结构功能。徐州市熵流值由2002年的0.0074上升至2005年的0.1892,无序度增大,主要因为矿产资源枯竭、产业衰退、生态环境破坏。通过产业转型和生态修复,徐州市熵流值呈现下降趋势,并于2010年下降至-0.1414,表现为负熵,说明城市有序度不断提高。本研究对其他资源型城市的转型发展具有借鉴意义。     

西藏某低品位氧化铜矿选矿试验研究

为研究选煤厂煤泥水水质硬度与电导率之间的变化规律,以某选煤厂煤泥水系统为研究对象,选取循环水、浮选入料、浓缩机一段溢流三个点取样,并采用电导率法对三个取样点的水质硬度和电导率进行连续测定。测试结果表明：煤泥水系统水质硬度和电导率均呈现先增大后减小、然后基本保持稳定的状态;其变化规律基本一致,且具有同步性。煤泥水系统运行稳定后,水质硬度和电导率变化基本相同,可将其作为一个相对完整、独立的系统研究。     

哈图金矿充填工业试验及生产应用

针对深部开采过程出现的地压显现,造成局部采场顶板垮冒危害,采用充填材料回填采空区,同时对充填系统工业运行进行研究。结果显示,从开始充填直至结束的放砂全过程,放出的全尾砂浆浓度都较稳定,当充填料浆浓度为68%,不考虑开关机调整状态,充填料浆浓度波动范围为1%~2%。充填投产至今,制备能力为80 m3/h左右,充填浓度为68%~70%,料浆在管道及采场中未产生分层离析,充填体强度满足要求,系统整体采用半地下结构,确保了充填工艺稳定,该研究的应用对寒冷地区高价值金矿床开采技术保障具有重要意义。     

磨矿对矿物浮选行为的影响及助磨剂的作用

磨矿是个复杂的物理化学过程,通过改变矿物的表面性质和矿浆性质进而影响矿物的浮选行为。在磨矿过程中,磨矿方式、磨矿介质、磨矿细度以及药剂的添加都会对矿物的浮选行为产生影响。从磨矿过程中的电化学、溶液化学、机械力化学三个主要方面总结了磨矿影响矿物浮选的机理。助磨剂改善了磨矿产品中合格粒级的含量,可显著提高磨矿效率,降低能耗,并对磨矿-浮选体系起显著影响。      

煤矿注浆灭火计算机远程监测系统的研制

介绍了针对在煤矿灭火注浆过程中注浆管道泄漏故障而研制的1套计算机远程实时监测系统。该系统以地面注浆站向井下注浆的总流量和注浆密度与井下各注浆点监测的流量、密度作比较的方法,判断注浆管路系统是否泄露。文章主要论述了系统的硬件结构与软件实现方法,系统具有集中打印各注浆点流量、密度、时间段总流量和数据记录查询等功能。     

泵送剂对膏体料浆流动性能作用的微结构模型

泵送剂是一种在混凝土工业中应用广泛的外加剂,近年也逐渐应用在矿山膏体充填中,因此研究泵送剂对膏体料浆的作用对膏体充填有着重要的意义。通过R/S型四叶桨式旋转流变仪测定不同浓度下新拌膏体料浆的屈服应力,揭示其流变特性随泵送剂掺量的变化规律,探讨泵送剂对膏体浆体的作用影响。以单粒径悬浮分散体系为前提假设,结合泵送剂的作用机理,建立新拌膏体浆体微结构模型,揭示膏体料浆中颗粒絮凝结构种类及其存在形式、水的存在形态。研究结果显示,泵送剂的加入有效改善了膏体料浆的流变性能,实质上是通过改变膏体中颗粒之间相互作用优化浆体微结构所致;泵送剂改善膏体料浆流动性是打破浆体中絮团结构释放出絮凝水的过程。通过环境扫描电镜观测新拌膏体微结构形貌,验证了模型的合理性。     

煤炭管道输送技术应用前景研究

运输系统作为煤炭行业的重要组成部分，承担着煤炭行业绿色改革的历史使命。通过分析煤炭行业运输现状及运输结构，总结了传统运输模式在安全、环保、集约方面的不足以及运输系统存在结构稳定性不高、发展空间受限等问题。在此基础上，介绍了管道输送技术的基本原理和应用现状，论述了浆体管道输送的技术优势，包括绿色环保、安全可靠和智能高效。分析研究表明，浆体管道输送技术在煤炭资源运输和煤基固废运输方面技术优势明显，市场发展前景广阔，且利于煤炭行业运输结构调整和优化，并指出智慧管道输送，宽粒级、高浓度浆体管道输送，以及能源城市绿色管网运输系统构建是该技术在煤炭行业未来的发展方向。     

临涣选煤厂粗煤泥回收工艺优化的实践应用

临涣选煤厂针对洗选过程中存在的精煤泥旋流器组溢流跑粗、精煤泥弧形筛筛下水跑粗、精煤泥弧形筛脱水效果较差等问题,重点开展精煤泥分级旋流器组入料分配不均匀、筛分错配物影响、弧形筛脱水效果的现场攻关和研究。现场大量试验表明:通过停止精煤泥旋流器组,增加精煤泥弧形筛数量、减小筛缝尺寸,改变精煤泥弧形筛击打,改用高频脱水筛等方式,从源头上解决了精煤泥分级旋流器组跑粗,明显改善了精煤泥弧形筛筛下水跑粗的问题,提高了精煤泥弧形筛分选效果。在降低介泥灰分、减少浮选过程中粗颗粒的含量、缓解浮选回收压力、降低降低浮选油耗、提高浮选精煤灰分、保证精煤产率、节约生产成本方面有实践意义。