非均质固体炸药冲击起爆与爆轰研究进展

综述了非均质固体炸药的冲击起爆机制、宏细观反应流模型、中尺度/跨尺度及连续介质尺度数值模拟和冲击起爆试验及测试技术等研究进展,并总结作者团队近年来在该领域的研究成果;分析了该领域的未来发展趋势,旨在加深对非均质固体炸药冲击起爆爆轰物理机制的认识,为装药安全性研究提供方法和技术手段。指出非均质固体炸药冲击起爆物理响应过程复杂,往往由多种热点机制控制,现有反应速率模型考虑热点机制单一,无法适应冲击起爆过程的高保真计算。现阶段压力相关型反应速率模型虽然在一定范围内适应细观结构的变化,但无法描述复杂加载路径如多次加载和斜波-冲击复合加载下炸药脱敏或敏化、拐角效应死区现象等,而熵或温度相关型反应速率模型可较好地适应复杂加载,但未考虑细观结构响应机制。发展多热点机制耦合作用的、宽适应范围的宏细观反应速率模型是反应流模型的重要方向。快响应高分辨率的细观实验诊断技术一直是爆轰领域的技术难点,中尺度计算是现阶段冲击起爆热点机制研究的主要手段,已初步实现从中尺度到宏观尺度的冲击起爆跨尺度计算,仍是非均质固体炸药冲击起爆与爆轰问题数值模拟发展的重要趋势。附参考文献151篇。     

亚磷酸酯类抗氧剂对聚碳酸酯湿热老化影响

阐述了亚磷酸酯类抗氧剂的水解机理,描述了酯类在酸作用下的水解过程。分析了不同种类、不同用量亚磷酸酯类抗氧剂对聚碳酸酯(PC)湿热老化后分子量和熔体质量流动速率(MFR)的影响。通过不同种类亚磷酸酯抗氧剂的结构对比,为聚碳酸酯选择亚磷酸酯抗氧剂种类提供依据。     

P2O5对炼钢炉渣中石灰溶解过程的影响

在1400℃下,将平均尺寸φ15 mm?10 mm的石灰块投入CaO?SiO2?FeO及CaO?SiO2?FeO?P2O5两组渣系中,研究了静态条件下石灰在两组渣系中的溶解行为。结果表明,两组渣系在反应界面周围形成四个区域,即基体渣层、C2S渗透层、铁酸钙渗透层和石灰层。渗透层为石灰中的Ca2+与液渣中的Fe2+相互渗透所形成的一个多相共存区域,存在致密固相层影响石灰的溶解。渗透层中的铁酸钙层逐渐被C2S层取代,C2S层厚度不断增加最终溶解于液相渣中。5~60 s两组渣系石灰溶解速度相近,60~80 s含磷渣系石灰溶解速度显著加快。当渣中加入P2O5时,磷会固溶于C2S中形成C2S?C3P固溶体层,该层的形成会排挤FeO进入渣中,提高渣的渗透能力,加速石灰溶解。     

汽爆秸秆对磷矿粉溶解作用及其溶解残渣对小麦生长的影响

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用,以玉米秸秆为原料,利用蒸汽爆破（汽爆）技术释放有机酸,在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）进行分析和表征。研究结果表明：15 g汽爆秸秆与1 g磷矿粉以及75 mL水在170℃、加入10% CaCl₂的条件下,反应3 h的溶磷量为1.46 mg/g（以秸秆质量计,下同）。加入与磷矿粉相同质量的NaHSO₄后可使体系pH值降低至2,pH值的降低是磷溶出的关键因素,溶磷量提高为13.10 mg/g。溶磷后的秸秆制备腐殖酸作为小麦盆栽肥料,用量0.2%时,小麦株高、根长、叶绿素含量和相对电导率均显著高于空白组。     

最低点火温度条件下煤粉自燃特性试验研究

火电厂及煤化工行业中需要将原煤加工成煤粉,煤粉在制备及输送过程中具有粒度小、环境温度高和供氧条件充分等特点,易发生自燃现象。最低点火温度Tm指在一定条件下煤粉能够发生自燃的最低环境温度,是衡量煤粉自燃危险性的重要参数。因此,研究煤粉在最低点火温度下的自燃特性参数及热动力学行为,对了解在最低点火温度时煤粉自燃行为、建立相应的预警机制具有重要意义。以3种不同变质程度的煤粉(张家卯弱黏煤ZJM、兖州气煤YZ和长治贫瘦煤CZ)为研究对象,采用油浴程序控温试验装置对煤样自燃特性进行测试,确定了3种煤粉的Tm和延迟点火时间ti;得出最低点火温度下各煤样耗氧速率、CO及C2H4产生量的变化规律;采用热动力学分析方法计算了3种煤粉的表观活化能。试验结果表明:①ZJM、YZ和CZ煤粉的最低点火温度分别为120、130、164℃,随变质程度的增加而增加;煤的变质程度越高,内部活性基团数量越少,自燃需要热量更多,导致高变质程度煤的最低点火温度较高;3种煤粉在最低点火温度处的延迟点火时间均约为20 min。②耗氧速率呈现出先增加后缓慢减少的趋势,在试验后期由于氧气浓度较低,引起煤粉氧化反应强度降低,最终导致耗氧速率出现缓慢下降;最低点火温度处的CO产生量随时间呈现出先升高后降低趋势,当煤粉温度约120℃时,产生C2H4。③最低点火温度处ZJM、YZ和CZ煤粉的表观活化能分别为24.33、29.50和18.67 kJ/mol,其中变质程度最高的CZ煤粉的表观活化能低于另外2个煤样,这表明高变质程度煤样的最低点火温度高,初期氧化反应速率较高。     

基于萤石溶解/表面转化的含钙矿物表面定向调控浮选技术及机理研究

研究了萤石在白钨矿和方解石表面溶解和转化的可能性, 发现萤石可以在特定的捕收剂体系下作为抑制剂实现含钙矿物的浮选分离。浮选实验结果表明, 萤石作为抑制剂, 在白钨矿和方解石的浮选中, 用量小、作用效果明显; 动电位检测结果证实了萤石能明显降低方解石的动电位, 但对白钨矿基本没有影响; XPS检测结果证明了萤石对方解石的作用主要在于对Ca-O键能的减弱和Ca-F基团的生成, 即在方解石表面生成CaF2膜; AFM检测则可直观观察到方解石表面经过萤石处理之后出现明显的起伏, 印证了离子的侵蚀与CaF₂膜的生成。     

基于SBAS-DInSAR的大宁矿区多工作面开采地表沉陷规律研究

针对常规DInSAR监测方法对多工作面开采沉陷预计难度较大的问题,以大宁矿区为例,利用小基线集技术对研究区9景PALSAR数据进行时序处理,去除轨道误差、残余数字高程模型误差和大气延迟误差,得到研究区沉降速率图、时序累计沉降图,并利用实测数据对SBAS-DInSAR的反演结果进行验证。首先分析了2007年1月—2008年7月的矿区地表沉降速率;其次选择了沉降范围较大的研究区东部P101、P102、P103工作面作为研究对象,分析正在开采的工作面对已采工作面的影响;最后讨论了开采工作面走向和倾向方向观测点的累计沉降特征,总结了矿区多工作面开采沉陷规律。研究表明:矿区开采工作面上方地表发生的沉降范围广、速率快,在多工作面开采作业条件下,相邻工作面的开采会使已采工作面上方的地表移动衰退期延长,且随着时间的推移,地表累计沉降值增加,矿区沉降总体趋势体现出下沉盆地特征;SBAS-DInSAR技术可以有效监测矿区多工作面开采地表沉陷,可为类似矿区开采沉陷高精度监测提供参考。     

硫含量对煤自燃特性及极限参数的影响

为了研究高硫煤的自燃特性,并探究煤中硫含量对自燃的影响规律。选择桑树坪煤矿5种不同硫含量的煤样,采用油浴程序升温实验测试煤样的自燃特性并计算了极限参数。结果表明:煤氧化过程中的耗氧速率和CO产生量均随着硫含量的增加呈现出先增加后减少的趋势,煤的硫含量为5.06%处达到最大值。最小浮煤厚度和极限氧浓度均随着温度的增加呈现出先增加后减少的趋势,最大漏风强度则表现出相反的变化趋势;最小浮煤厚度和极限氧浓度均随着硫含量的增加呈现出先降低后升高的趋势,在硫含量为5.06%煤样处达到最小值;最大漏风强度则随着硫含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,且在煤样硫含量5.06%时达到最大值。     

Gradient Boosting算法在典型浅埋煤层 液压支架选型中的应用

针对目前工作面液压支架阻力确定方法的不足,提出了1种新的预测方法,采用改进后的逻辑斯提算法(LR)来优化梯度提升回归(GBRT)模型,以此来预测液压支架阻力。在GBRT中加入学习速率来限制子模型的学习速率,防止其过拟合;应用LR对样本参数进行优化,建立LR-GBRT回归预测模型;将该预测模型应用于液压支架阻力的预测,预测结果与LR(线性回归模型)、SVM(支持向量机模型)、DTR(决策树回归模型)、EN(弹性网回归模型)进行对比分析。结果表明:LR-GBRT模型具有较强的泛化能力,较高的预测精度,可以对液压支架阻力进行有效预测。