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浸水作用下磁铁矿动态损伤及能量演化机制 被引量：1
1
作者 路燕泽 甘德清 +3 位作者 王社光 刘志义 王庆刚 王立杰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第4期95-101,共7页
为分析浸水作用下磁铁矿的动态损伤特性以及能量运移规律,对磁铁矿进行不同时间的浸水处理,利用霍普金森压杆试验系统(SHPB)对浸水磁铁矿开展了不同冲击载荷值的动态压缩试验。结果表明:浸水作用下磁铁矿动态破坏变形过程分为弹性变形,... 为分析浸水作用下磁铁矿的动态损伤特性以及能量运移规律,对磁铁矿进行不同时间的浸水处理,利用霍普金森压杆试验系统(SHPB)对浸水磁铁矿开展了不同冲击载荷值的动态压缩试验。结果表明:浸水作用下磁铁矿动态破坏变形过程分为弹性变形,屈服损伤变形以及失稳破坏3个阶段;磁铁矿动态抗压强度随浸水时间增加而减小,两者呈指数递减关系,而磁铁矿的动态抗压强度减少值先增大后减小,当浸水时间为14 d时,动态抗压强度减小值最大;随浸水时间增加,磁铁矿破碎程度增大,但浸水时间为14 d的整体破碎均匀度最佳;浸水磁铁矿能量演化过程分为弹性储能,能量转换,能量耗散3个阶段;增加动态载荷值可提高浸水时间14 d的磁铁矿能量利用率,在此浸水时间下磁铁矿能耗密度最大,表明开展磁铁矿浸水处理可以有效改善矿石破碎的不均匀度,减少二次破碎工作量,一定程度上降低爆破能耗。研究结果为富水矿体安全高效开采提供一定理论指导。 展开更多
关键词 浸水作用 磁铁矿 动态损伤 能量演化
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胶结充填体早期损伤对后期力学性能的影响 被引量：1
2
作者 甘德清 张雅洁 +1 位作者 刘志义 路燕泽 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期1-7,共7页
目的为了探明胶结充填体早期损伤对后期承载性能的影响,方法通过开展早期受损充填体经养护一定龄期后的单轴压缩试验,以损伤龄期和压损程度为变量,以受损充填体的后期变形特性、抗压强度、弹性模量为后期力学性能评价指标,分析充填体损... 目的为了探明胶结充填体早期损伤对后期承载性能的影响,方法通过开展早期受损充填体经养护一定龄期后的单轴压缩试验,以损伤龄期和压损程度为变量,以受损充填体的后期变形特性、抗压强度、弹性模量为后期力学性能评价指标,分析充填体损伤龄期和压损程度对其后期力学性能的影响规律。结果结果表明:在同一损伤龄期下,充填体在80%压损下后期峰值应力及残余应力最低;压损程度对龄期3,7 d的充填体后期变形特性影响较小,对龄期14,21 d的充填体后期变形特性弱化作用较大;80%以下的压损程度对龄期3,7 d充填体后期抗压强度影响较小,各个压损程度对龄期14,21 d充填体后期抗压强度影响较大,压损程度越大,后期抗压强度越低;各龄期充填体后期弹性模量均随压损程度的增大而增大。养护龄期14 d之后的充填体受损后对其后期力学性能影响显著,且不同压损程度对龄期14 d之后的充填体后期力学影响显著。结论研究结果可为上向水平充填采矿方法中充填质量的控制提供理论指导。 展开更多
关键词 尾砂胶结充填体 早期损伤 应力-应变关系 抗压强度
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缓倾斜极厚矿体高阶段采场开采顺序优化
3
作者 甘德清 孟岐 +1 位作者 刘志义 路燕泽 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第5期28-34,共7页
为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔... 为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔一采一、隔二采一、隔三采一,并采用FLAC^(3D)建立矿体模型,对比分析各方案顶板沉降以及间柱稳定性。最后,在数值模拟基础上,综合考虑安全与产能的影响因素,构建基于层次分析与模糊综合评判法的开采顺序判断矩阵,计算得出3种方案的综合隶属度分别为0.86、0.79、0.80,确定间柱宽度15 m(隔一采一)为最优方案。工业试验结果表明,该方案在实现最大化生产能力的同时,可保持采场相对稳定。 展开更多
关键词 缓倾斜矿体 极厚矿体 开采顺序 阶段空场嗣后充填法 间柱稳定性 数值模拟 高阶段采场 间柱宽度
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基于响应面法的烧结矿还原指数优化
4
作者 张聪 韩秀丽 +2 位作者 刘磊 段博文 王伟伟 《烧结球团》 北大核心 2024年第4期1-9,18,共10页
烧结矿还原指数是影响高炉生产的一个重要参数,而烧结原料及其配比是决定烧结矿还原性能好坏的根本原因之一。本文运用响应面法对烧结矿还原指数进行目标优化,采用CCD模块进行烧结配矿方案设计,以w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4))、二元碱... 烧结矿还原指数是影响高炉生产的一个重要参数,而烧结原料及其配比是决定烧结矿还原性能好坏的根本原因之一。本文运用响应面法对烧结矿还原指数进行目标优化,采用CCD模块进行烧结配矿方案设计,以w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4))、二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))为变量因素,以烧结矿还原指数为目标指数,建立目标指数与变量因素之间的响应面模型;通过试验对响应面模型进行拟合运算,得到烧结矿还原指数预测方程;根据预测模型确定的原料成分最优配比自制烧结矿,对预测模型进行验证。结果表明,3种原料成分对烧结矿还原指数的影响显著效果由大到小依次为二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))、w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4)),三者之间任意两因素的交互作用均明显。烧结矿还原指数最优时,其原料配比:w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4))=0.76、二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]=2.23、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))=0.82。通过烧结试验验证,烧结矿还原指数预测值为92.41%,试验值为92.1%,且烧结矿中针状铁酸钙含量较多,显微结构较好,反映该响应面法确定的最佳配比方案是准确可行的。 展开更多
关键词 烧结配矿 响应面法 目标优化 交互作用 还原指数
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矿业活动影响区土壤采样点布设方案设计与实证
5
作者 张寅桐 郭力娜 +3 位作者 贾玉娜 王玲 郭柳娜 谷海红 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第3期196-205,共10页
矿业活动会对矿区及周边土壤造成污染,合理布设采样点对于掌握土壤环境状况、利用遥感反演土壤污染空间格局至关重要。以滦州市某铁矿矿区及周边受矿业活动影响的区域为采样区,按照分区控制原则,将研究区划分为矿业活动直接影响区和矿... 矿业活动会对矿区及周边土壤造成污染,合理布设采样点对于掌握土壤环境状况、利用遥感反演土壤污染空间格局至关重要。以滦州市某铁矿矿区及周边受矿业活动影响的区域为采样区,按照分区控制原则,将研究区划分为矿业活动直接影响区和矿业活动间接影响区,利用经典统计分析方法计算合理采样数并布设采样格网,基于景观多样性指数和加权平均法,设计土壤重金属监测采样点的布设方案。结果表明:通过不同精度分区合理采样数计算得到215个采样点,其中矿业活动直接影响区通过景观多样性指数筛选出34个格网,共分配196个采样点;矿业活动间接影响区则直接利用加权平均法,通过土地利用类型面积分配19个采样点;经过不同精度、不同方法确定分配林地采样数39个、耕地采样数95个、裸地采样数20个、河滩地采样数16个、尾矿库和矿区采场采样数45个。采样方案基于遥感影像,结合研究区自身地理位置及土地利用类型分布特点,兼顾采样成本等实际情况设计,有助于减少采样工作量。实际采样工作中可能存在矿业活动、地形、水文等不确定因素,因此采样方案还需结合现场情况进行调整。 展开更多
关键词 矿区土壤 经典统计分析 景观多样性指数 采样点布设
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动载下磁铁矿石铁硅比对其力学特性及能耗规律的影响
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作者 路燕泽 甘德清 +4 位作者 田欣 王庆刚 刘志义 向伟华 王立杰 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第3期148-155,共8页
为探明磁铁矿石在冲击载荷作用下的破碎特性及能量转换规律,以不同铁硅比的磁铁矿石为研究对象,利用分离式霍普金森压杆对不同铁硅比的磁铁矿石进行冲击破碎试验,分析磁铁矿石在不同入射应力下的破坏变形特性、抗压强度及能量转换规律,... 为探明磁铁矿石在冲击载荷作用下的破碎特性及能量转换规律,以不同铁硅比的磁铁矿石为研究对象,利用分离式霍普金森压杆对不同铁硅比的磁铁矿石进行冲击破碎试验,分析磁铁矿石在不同入射应力下的破坏变形特性、抗压强度及能量转换规律,并结合扫描电镜技术揭示宏微观破碎机理。结果表明:在冲击载荷的作用下,不同铁硅比的磁铁矿石应力-应变曲线并无压密阶段,弹性模量、峰值应力、动态抗压强度均随着铁硅比的增大而减小,3种铁硅比的磁铁矿石的耗散能随铁硅比及入射应力的增大而增大;随着入射应力的增大,矿石碎块块径不断减小,磁铁矿石内部沿晶裂隙及穿晶裂隙不断增多,裂隙宽度及长度随铁硅比的增大而增加;当入射应力相同时,铁硅比大的矿石碎块比铁硅比小的碎块块径小。因此,在矿山的实际生产中可以将不同铁硅比含量的磁性铁分批次进行破碎,在一定程度上可以提高能量利用率。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆 磁铁矿石 铁硅比 力学特性 能量损耗 破碎机理
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基于响应曲面的采场结构参数优化方法与敏感性分析
7
作者 甘德清 孟岐 +1 位作者 刘志义 路燕泽 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第3期31-40,共10页
为解决采场结构参数取值不合理导致的顶板失稳或生产能力不足等难题,以河北省某矿为背景,对采场结构参数进行优化,并对其参数敏感性进行了分析。首先,进行岩体质量调查,并采用具有稳定概率的拓展Mathews稳定图法初步确定了采场的宽度和... 为解决采场结构参数取值不合理导致的顶板失稳或生产能力不足等难题,以河北省某矿为背景,对采场结构参数进行优化,并对其参数敏感性进行了分析。首先,进行岩体质量调查,并采用具有稳定概率的拓展Mathews稳定图法初步确定了采场的宽度和长度区间。然后,利用FLAC3D数值模拟探究了采场顶板最大沉降量随结构参数变化的变形规律,结合响应面法构建了采场顶板沉降量预测模型,探明了影响采场顶板沉降的自身因素敏感性及其交互作用关系。最后,综合考虑生产安全与矿块大小,对采场进行了采场结构参数优化,并进行工业试验验证结果合理性。结果表明:该矿岩体整体评级为Ⅴ级,岩体质量很差;采场顶板沉降量对各参数敏感程度从高到低依次为采场宽度、采场长度、采场高度;该矿体最佳采场结构参数为宽12 m、长36 m、高60 m,采用该结构参数进行回采,采空区轮廓较为平整,能够保持稳定。研究结果可为选取合理的采场结构参数、正确协调采场安全与生产能力提供理论依据。 展开更多
关键词 采场结构参数 敏感性分析 响应面法 Mathews稳定图法 数值模拟
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