磷块岩受力损伤演化过程的红外辐射响应特性

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qy19871120wr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磷是重要的生命资源。随着近年开采深度的增加,磷矿开采产生的岩爆现象逐渐频繁,严重威胁着地下磷矿的开采安全。因此,磷矿灾害的准确预判,对磷资源的安全开采具有重要意义。近年来,红外热成像技术发展迅速,其具有诸多优点。在工程实际中,开挖扰动带来的工作面围岩损伤情况及围岩应力分布与演化规律常常会受到矿山开采作业速率的影响,为探究磷块岩在不同加载速率作用下的损伤破坏特征及红外辐射特性,展开不同速率加载作用下的磷块岩单轴压缩试验,并结合PFC3D颗粒流模拟软件联合分析。具体结论如下:(1)加载速率的增大使磷块岩试件力学性能表现为一种伪增强的状态,磷块岩试件弹塑性阶段弹性模量增大,抗压强度增大,加载速率增大2倍的情况下,抗压强度可增大40.2%,峰后阶段试件弱化程度更大,且试件峰值应力增大幅度随着加载速率的增大而增大。由室内试验研究结果发现岩体内部结构对岩体破坏形态有一定的影响。(2)不同加载速率下,破坏阶段耗散能变化的不同导致磷块岩试件红外辐射特征出现差异,加载速率在磷块岩试件红外热像上的影响主要体现在高温区及高温点的出现。磷块岩试件所受加载速率越大,岩体内部摩擦、滑移则更快更剧烈。低加载速率下,临近破损,耗散能增加,输入的能量因结构的改变而耗散,少部分能量残存于岩体中通过红外辐射特征表现出来,故低加载速率下,试件破损前试件平均红外辐射温度变化幅度较缓,红外热像未见红色高温点;高加载速率下,加载过程中能量的释放时间变短,临近破损,耗散能减小,更多的能量残存于岩体中通过红外辐射特征表现出来,故高加载速率下,试件破损前试件平均红外辐射温度变化剧烈,红外热像出现明显红色高温点,使得更多的能量残存于岩体中通过由胶结作用而形成的晶界弱面以红外辐射特征表现出来。(3)通过PFC3D颗粒流模拟软件对不同加载速率作用下试件的损伤破坏规律进行建模计算分析有一定的优势,PFC可以对室内试验由于仪器限制无法进行的加载速率进行补充,结合室内试验及颗粒流模拟试验的结果表明,加载速率越大,磷块岩试件破坏时的破损程度越高,磷块岩试件的破坏形态从局部破坏失稳向全面破坏失稳转变,试件的裂纹数与加载速率变化呈正比,加载速率增大2倍的情况下,裂纹数增多15.9%,裂纹由试件中部逐渐扩展贯通至试件整体。(4)由室内试验及PFC3D颗粒流模拟软件对不同加载速率作用下磷块岩损伤破坏规律及红外辐射特征的分析可知,在现场施工过程中,开挖掘进速率越大,岩体发生损伤的破坏程度越大,对现场仪器和人员所造成的影响会更大,红外辐射温度及红外热像的实时监测可对现场灾变时间及位置进行预判,对于井下磷矿开采工程稳定性、冒顶坍塌、岩爆等灾害的预测具有重要意义。
其他文献
一直以来,安全都是磷矿企业工作的重点,安全生产是磷矿工作的基础。随着我国采矿业的快速发展,浅层磷矿资源枯竭,磷矿逐渐向深部开采。岩爆作为一种典型的地质灾害,在深部开挖过程中经常发生。岩爆的特征是突发性和猛烈性,对人员的人身安全及财产安全构成一定威胁。因此,本文以岩爆这一灾害为切入点,对地下磷矿开挖中的安全风险管控体系进行研究。本文对后坪矿段进行磷块岩取样,进行岩样单轴试验和三轴强度试验,观察岩样破
学位
本文分析了语文校本课程的价值,探索了初中语文校本课程的建设原则,提出了校本课程的建设途径。初中语文校本课程的建设需要引经据典、贴近生活,不断增强学生的阅读兴趣,提高学生对现实生活的感悟,在校本课程的建设方面,教师要明确阅读教学的积极性、综合性,体现出阅读教学的活动性,让阅读课变得更加鲜活生动、轻松多元。
期刊
在矿山日常生产中,经常会由于岩爆等岩石动力灾害造成安全事故,对生产的正常进行和员工的生命财产安全造成了严重的威胁,矿山微震准确监测预警防止岩爆等其他灾害的有效途径。微震监测是常用的岩体监测技术,根据现场试验测算得出的信号传播衰减特征,建立矿山现场的微震源定位模型,不仅提高了矿山岩石动力灾害预警的及时性,还可以精准确定破坏部分的位置。本文建立了卷积神经网络模型以实现微震和爆破信号的辨识。利用DH59
学位
加芯水泥土桩桩土应力比是反映桩体加固效果的重要参数,桩侧摩阻力分布模式是桩土应力比的决定性因素。大部分理论成果主要从桩侧摩阻力线性分布模式进行研究,根据线性分布模式得出的理论计算公式不能准确反映加芯水泥土桩复合地基桩土应力比,而加芯水泥土桩复合地基复杂的荷载传递机理决定了桩侧摩阻力是呈非线性分布模式,基于非线性的分布模式推导得出的加芯水泥土桩复合地基桩土应力比理论计算公式更能反映桩-土的应力分担情
学位
作为电气设备的主要原料之一,云母原矿的选别要求较严格,目前工业生产中,对于片径较大的云母原矿选别方式多为手选、风选与重选。传统手选方式费时费力,效率低下,而风选与重选方式无法有效识别云母片内部缺陷。为此,本文设计并实现了基于机器视觉技术的云母矿预选系统。首先,根据云母特性及行业现状分析,参考色选原理确定了选别依据及指标,并搭建了研究平台,选择合适的辅助器件,构成整体框架。然后结合实际情况,设计了硬
学位
随着社会经济的迅速发展,工业生产总值的不断提高,危险废物产生量逐渐增多,国家为了尽可能将危废无害化处理,放宽了危险废物处置许证可门槛,大量中小型危险废物焚烧厂涌现出来。危险废物焚烧厂具有特殊性,其内部贮存有大量危险废物,而危险废物危险性高、形态多样、成分复杂,一旦发生事故,后果难以估量。因此,研究和分析危险废物焚烧厂安全风险,保障危险废物焚烧厂安全生产意义重大。本文开展了以下研究工作:(1)对常用
学位
近年来,水泥土及其添加剂在国内外软基处理中的应用越来越广泛。水泥混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。传统的水泥固化土力学性能的研究主要通过无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验等,这些方法多从宏观层面研究不同因素对水泥固化土力学性能的影响,不能直观地反应水泥固化土内部各组分的微观结构性质对其力学性能的影响。以离散单元法为基础的细观结构模拟方法,不仅可以避免大量的室内试验
学位
随着国内外矿山开采深度的增加,应力集中问题已经成为巷道开挖亟需解决的问题,目前国内外专家学者就高应力巷道卸压问题进行了一系列的研究,为高应力巷道开挖卸压理论奠定了基础。由于矿山巷道掘进主要采用爆破方式进行施工作业,且巷道开挖多为独头掘进施工,仅有一个爆破自由面,槽腔的岩体破碎是影响巷道开挖爆破的重要因素。相关专家学者对掏槽爆破槽腔的形成过程,从理论分析、数值模拟和现场试验进行了详细的研究,改善掏槽
学位
我国磷矿主要为中低品位的难选磷矿石,该类矿石中有害杂质种类较为复杂,一般需要通过正-反(反-正)组合浮选工艺进行分选,浮选工艺流程复杂、成本较高。白云石是磷矿中的主要的含镁杂质,由于其界面性质与磷灰石相似,且脂肪酸类捕收剂的选择性较低,导致二者较难分离。因此开发具有高选择性的白云石抑制剂,以正浮选实现磷灰石与白云石的分离,对于缩减浮选流程,降低选别成本,加强中低品位磷矿石的开发利用具有重要意义。本
学位
黄铜矿与辉钼矿是提取铜钼金属的主要原材料,自然界中两种矿物密切共生,难以分离。浮选是分离黄铜矿与辉钼矿最常用的方式,但因二者的可浮性相近,必须添加抑制剂才能使其有效分离。针对传统铜钼分离抑制剂可能存在的选择性差、污染严重等问题,本文开发了一种新型环保高效的辉钼矿抑制剂与两种黄铜矿抑制剂。通过浮选试验系统研究了三种新型抑制剂对黄铜矿与辉钼矿浮选行为的影响。通过Zeta电位、X射线光电子能谱(XPS)
学位