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题名煤层取芯过程中煤芯温度的时变特征
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作者
程括
蔺海晓
岳高伟
梁为民
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机构
河南理工大学土木工程学院
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出处
《过程工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期925-935,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(编号:41772163)。
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文摘
井下取芯时煤芯温度直接影响取芯过程中的瓦斯损失量。为了减小瓦斯损失量预测的误差,利用试验与数值模拟相结合的方法,研究了取芯过程煤芯温度场的演化规律。进行取芯深度为40和60 m的现场取芯测温试验,建立取芯钻头-取芯管-煤体的3阶段热力学模型并与试验对比,验证该热力学模型具有一定可靠性。建立煤层取芯过程中取芯钻头-取芯管-煤体-煤芯的热力学模型,数值分析不同取芯深度煤层取芯过程煤芯温度的演化规律。研究结果表明,煤层取芯推进阶段取芯管与煤壁摩擦生热;钻进阶段钻头切削煤层生热且与煤壁摩擦生热;退钻阶段取芯管与孔内气体发生热交换散热。不同取芯深度现场测试的取芯管监测点温度与模拟结果的温度变化规律一致,误差为±10%,表明取芯热力学模型可靠。模拟取芯时,热量从钻头处同时向煤芯内部及底部传导,温度沿轴向和径向随时间升高,由于与钻孔内气体换热,峰值温度随时间降低。不同取芯深度的煤层取芯,煤芯中心所达到的最终温度随深度呈指数上升。
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关键词
煤层
取芯
测温
取芯深度
温度场
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Keywords
coal seam
coring
temperature measurement
coring depth
temperature field
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名含裂隙煤体抗压性能的试验研究与模拟计算
被引量：1
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作者
史方约
李敏敏
蔺海晓
岳高伟
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机构
河南理工大学土木工程学院
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出处
《过程工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期258-267,共10页
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文摘
煤体内部天然存在的裂隙是瓦斯流动的主要通道和影响煤矿安全的重要因素。为考察不同原生裂隙分布形态的煤体抗压缩强度与裂纹演化规律,对原煤试样进行初始裂隙的提取和室内三轴压缩试验,结合数值模拟方法进一步研究了含裂隙试样在围压分别为1,3,5,7,9 MPa和加载速率在0.01,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.7,0.9,1.0 m/s下的峰值应力及破坏形态。结果表明,煤样的峰值应力随围压增加呈指数形式增大。垂直方向延伸的原生裂隙对裂纹扩展带的影响较小,当原生裂隙的延伸角度倾向于对角线方向时,裂纹容易在裂隙端部萌生和扩展。试样2的"V"型裂纹带在低围压(1,3,5 MPa)时受原生裂隙影响较大,高围压(7和9 MPa)下的破坏特征与试样1相似。随着加载速率逐渐递增,试样的抗压强度变化经历先缓慢上升,后迅速增加,最终趋于平缓的过程。低加载速率下的裂纹多聚集在原生裂隙延伸方向上,较高的加载速率容易造成裂纹集中于试样的角部位置,裂纹数目也迅速增多。
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关键词
裂隙煤体
CT扫描
三轴压缩
离散元
抗压强度
破坏形态
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Keywords
fractured coal
CT scan
triaxial compression
discrete element
compressive strength
failure mode
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分类号
TD82
[矿业工程—煤矿开采]
TD313
[矿业工程—矿山开采]
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题名钢球冲击下钢化真空玻璃的失效概率研究
被引量：1
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作者
高帅
岳高伟
李敏敏
蔺海晓
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机构
河南理工大学土木工程学院
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出处
《过程工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期1042-1053,共12页
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基金
河南省科技攻关计划项目(编号:222102320381)
河南省高等学校重点科研项目(编号:22A130002)。
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文摘
钢化真空玻璃以其优异的隔声、隔热、安全等性能日益受到广泛关注,钢化真空玻璃的抗冲击性能及冲击失效问题有待深入研究。采用有限元软件对钢化真空玻璃冲击过程进行模拟仿真,研究冲击过程玻璃的力学特性;利用试验验证数值模拟钢化真空玻璃落球冲击的可行性;基于可靠度理论,利用MATLAB软件分析落球在不同高度冲击任意位置时钢化真空玻璃失效概率。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合度较高。受冲击影响,玻璃上Tresca应力先是急剧增大,后迅速减小。随落球高度增加,受冲击玻璃上产生的Tresca应力相应增大。钢化真空玻璃被冲击时,冲击以应力波形式向四周传播,在冲击位置出现应力波峰值后,Tresca应力急剧减小。由于静态时钢化真空玻璃上应力分布不均匀,不同位置抗冲击的极限落球高度差别较大,其中支撑位置抗冲击能力最小。在任意高度冲击钢化真空玻璃上的随机位置时,玻璃的失效概率与落球高度正相关。在支撑位置附近,钢化真空玻璃冲击失效的概率大,而在2个支撑物中间部位,落球冲击钢化真空玻璃的失效概率最小。
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关键词
钢化真空玻璃
落球冲击试验
数值分析
可靠度
失效概率
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Keywords
tempered vacuum glass(TVG)
falling ball impact test
numerical analysis
reliability
failure probability
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分类号
TQ171.732
[化学工程—玻璃工业]
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