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[期刊论文] 赵毅鑫
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CSTPCD
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摘要:煤炭作为我国的主体能源,由于环境压力,未来在能源结构中所占的比例会持续下降,但由于我国资源禀赋的特殊性,煤炭在一次能源构成中占有的比例仍将很大.我国煤炭资源赋存条件极其复杂,煤矿常见的灾害(瓦斯突出、顶板冒落、矿井火灾、水害、冲击地压、尘害、热害等)在我国煤矿均有出现,煤炭生产的风险大,煤矿安全事故的预防控制压力大.近年来,在国家有关部门的重视、一线工作人员的努力和煤炭科技工作者的攻关下,我国煤矿安全生产取得可喜成绩,但必须清醒认识到,我国煤矿安全水平与国外相比仍有差距.另外,随着浅部资源的枯竭,煤炭开采逐步走向深部,矿井灾害发生机理变得更加复杂,防治难度更大,煤矿安全面临新的更加严峻的挑战.具体来说,在新时代背景下,我国煤矿安全发展面临的挑战主要有以下6个方面....
摘要:结合学校矿业优势学科平台建设及多年的塑性力学课程教学实践经验,开展了“大采矿”专业相关学科中塑性力学课程建设和教学方法改革的尝试和思考,从理清课程体系、选择和完善教材、改革教学内容、改革教学方法、改革教学过程等方面进行了探讨,并通过教学改革实践取得了良好的教学效果....
[期刊论文] 赵毅鑫 彭磊
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EI CSTPCD 北大核心 SCI
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摘要:煤是一种非均质多孔介质,孔隙结构复杂.本文利用同步辐射小角散射试验对6种不同煤阶煤样纳米尺度微孔结构(1~100 nm)进行测试,分析了煤样的Porod散射曲线、Guinier散射曲线、孔径分布、比表面积和分形特征等,探讨了煤化过程中煤中微孔隙结构的演化特征.实验表明:6种煤样Porod散射曲线均呈现正偏离现象,Guinier曲线表明煤样孔隙呈多分散系分布特征;基于最大熵理论计算得出煤样孔径分布呈“双峰”形态,随变质程度增加,煤样平均孔径和最可几孔径均呈下降趋势;煤样比表面积表现为先增大后减小又缓慢增加.测试煤样的分维数在低角q阶段呈现表面分形,在高角q阶段表现为孔分形.表面分形维数随煤阶增加呈先减小后增加而后又减小的变化趋势,孔分形维数随煤阶增加呈先减小后增加的态势,且当Ro,max为2.07%时达最小值....
摘要:弹性力学具有复杂性、抽象性、数学知识运用较多等特点且课时较少,在这种情况下,怎样最大限度地提高“弹性力学”的教学质量?笔者结合学校矿业优势学科平台建设及多年的“弹性力学”课程教学实践经验,以特色工程教育为兴趣激发点,以论文式大作业、交互式教学、鼓励式教育和多元化成绩考核等为手段,对矿业类院校工程力学专业“弹性力学”课程的教学改革进行了探索,并在实践中取得了良好的教学效果....
摘要:本文主要通过对国内和国外高校的教学装备的对比,对我国高等学校教育的硬件和软件环境方面的阐述.并对我国高校教育发展方面的存在一些问题提出相应的建议....
[期刊论文] 刘京红 姜耀东 赵毅鑫
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北大核心 CSTPCD CA
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摘要:声发射技术和CT扫描技术是监测煤岩体裂纹扩展的重要手段.概述了声发射及CT扫描实验在煤岩体领域的发展历程和应用现状.结合声发射技术与CT扫描实验的优点,提出声发射与CT相结合进行煤岩体实验的研究方向,以便于有效结合煤岩体内部裂纹变化情况进行煤岩体裂纹扩展机理的研究,为进一步研究煤矿冲击地压的发生机理提供理论依据....
[博士论文] 赵毅鑫
工程力学 中国矿业大学 2006(学位年度)
[期刊论文] 赵弘 赵毅鑫
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST SA
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摘要:传统的试样工业CT( computerized tomogaphy)加载测试劳动强度大,效率低,根据工业CT中自动加载监测控制的需求,开发了基于虚拟仪器技术的工业CT无线自动加载测控系统.该系统实现了工业CT中试样加载测试过程中的自动控制,提高了工业CT设备试样动态加载特性测试的测试精度和效率.试验结果表明该系统整体刚度好、受载均匀、控制稳定,较方便获得试件在动荷载作用下裂纹的开始、扩展、贯通过程的荷载时间-力曲线及相应的CT图像,为工业CT的各项动态加载试验奠定了基础....
摘要:大学生创新性实验计划自实施以来,效果显著.但如何有效地以学生为本充分调动学生主动性,并培养学生的工程素质仍值得我们思考.以具体的国家大学生创新性实验计划项目实施过程为例,从如何激发学生兴趣和创新思维、锻炼学生实践能力、培养学生团队意识和协作能力、完善评价体系以及加强过程管理等方面进行阐述,为类似工程院校大学生创新性实验计划的实施提供参考....
[期刊论文] 赵毅鑫 龚爽 黄亚琼
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:为研究煤样动态拉伸变形破坏过程中的能量耗散规律,利用分离式霍普金森杆冲击加载系统,对煤样进行冲击条件下巴西圆盘劈裂试验,探讨了冲击速度、层理倾角及饱和含水对煤样总吸收能密度、总耗散能密度和损伤变量的影响;同时将煤样破碎后产生粒径为0~0.2 mm和0.2~5 mm的碎屑进行收集,并对不同尺寸碎屑的分布特征进行了对比分析.研究表明:同一层理倾角的自然煤样损伤变量随着冲击速度的增加呈近似线性增加,饱水煤样损伤变量整体随冲击速度增大呈指数函数增加;相比于自然煤样,饱水煤样粒径为0 ~0.2 mm的碎屑量减少了14.1% ~31.3%,粒径为0.2~5 mm的碎屑量减少了33.7% ~53.0%;但当层理倾角为45 °时,饱水煤样碎屑量质量百分比反而比自然煤样要大....
摘要:采矿工程是一门以力学为基础的应用型学科,利用数值计算分析方法开展采矿工程案例分析成为现阶段解决采矿工程问题最为常用的手段.然而数值分析方法除涉及力学,还需要学生具有一定的数学以及计算机科学的基础.考虑采矿工程专业特点,本文以FLAC3D数值模拟软件的教学为例,对数值计算分析类课程的内容和教学方法进行了探究.提出以案例式问题导向学习法的数值分析软件学习方法,同时对比了同时期两个班的教学成效,为新时代下国际一流采矿工程专业复合型人才培养提供参考....
[期刊论文] 孟磊 姜耀东 赵毅鑫
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA
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摘要:为了补充我国煤炭主产区华北区域主要发育煤种烟煤的吸附特性等相关参数,通过等温吸附试验得到了不同变质程度烟煤的等温吸附曲线及吸附常数,并结合煤样变质程度、微孔隙结构和煤岩成分组成,分析了影响烟煤吸附特性的因素,确定了煤岩成分是影响此区域煤样吸附特性的主控因素.结果表明:随变质程度(R..max)增加,VL和pL呈现指数式的增加趋势,yL相近的煤样pL的差异表征着煤样吸附瓦斯难易程度的不同;随微孔所发育比表面积减小,VL和pL均呈现微增趋势,存在的这种弱相关性表征为R0.max-微孔比表面积曲线与R0.max-VL和R0.max-pL曲线的反对称关系;煤岩成分是影响此区域烟煤吸附及储集瓦斯气体能力的主要原因,一方面随固定碳质量分数增加,VL线性增加,呈现极强的正相关性,另一方面煤样水分质量分数与VL呈弱相关性,水分的存在会抑制瓦斯气体的吸附....
[期刊论文] 姜耀东 刘文岗 赵毅鑫
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:介绍了一种新型真三轴巷道平面模型试验台的设计原理和技术特征.该试验台采用6个液压枕加载,最大施加载荷为10 MPa,具有整体刚度好、柔性加载、受载均匀、伺服稳定等特点,能够实现效果较好的真三轴巷道模型试验.同时,介绍了与之配套的相似材料技术和有关巷道稳定性模拟试验的部分研究成果....
[期刊论文] 赵毅鑫 肖汉 黄亚琼
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:为研究煤样动态拉伸变形破坏特征,利用分离式霍普金森杆冲击加载系统,对煤样进行冲击条件下巴西圆盘劈裂试验,探讨了冲击速度和煤样中层理倾角对煤样动态抗拉强度、破坏应变及应变率的影响;并通过高速相机和数字散斑图像分析方法,对样品的动态劈裂及表面应变场变化过程进行了初步分析.研究表明:冲击速度和层理倾角对煤样动态拉伸破坏特征有明显影响.冲击速度越大,煤样动态抗拉强度则越大,但其随冲击速度增加的幅度逐渐减小;样品破坏应变在冲击速度为3.5 m/s时出现最大值.在冲击速度相近的情况下,层理与加载方向夹角相垂直时,样品的破坏应变相对较大,而应变率则最小.抗拉强度随层理倾角波动变化.在层理倾角与加载方向平行或非垂直时,煤样主要表现为拉伸破坏;在层理与加载方向非平行或非垂直时,样品表现出基质的拉伸和层理的剪切破坏相伴生....
[期刊论文] 赵毅鑫 姜耀东 韩志茹
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:介绍自行设计的多系统、同步监测试验机构,并对冲击倾向性煤体分别进行单向加载和循环加载破坏试验.利用系统所具有的红外热像、声发射、应变等监测方式,分析两种加载条件下,冲击倾向性煤体破坏过程的声、热效应及破坏前的异常信息特征.对比研究不同监测方式下,冲击倾向性煤体中同一破坏事件的响应速度以及各自响应的灵敏度;获得冲击倾向性煤体的固有物理力学特性,并发现强冲击倾向性和非冲击倾向性煤体单轴压缩时的最终破坏前兆点分别为0.9和0.7个荷载强度比,也说明强冲击倾向性煤体的失稳破坏更突然、更难于预测....
[期刊论文] 祝捷 姜耀东 赵毅鑫
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:利用混合物理论本构建模的方法,给出含气煤饱和混合物的本构方程,方程中混合物组分体积分数反映煤体内部结构的变化,并建立组分应力与真实应力之间的联系.考虑含气煤为各向同性弹性体,根据弹性能与表面能的变化相等条件下吸附作用引起的煤体体积变形,得出含气煤饱和混合物中各组分体积分数,进而由本构方程推导三轴应力条件下含气煤的应力-应变关系.通过考察不同吸附性气体的煤样应力-应变曲线,分析吸附作用对含气煤本构关系的影响,并将试验曲线与理论预测进行比较.研究结果表明,含气煤试验曲线与理论值吻合良好,理论公式可用于描述与气体吸附性有关的煤体变形差异.即使煤的骨架结构满足虎克弹性体本构关系假定,在孔隙率和孔隙压力相同条件下,气体吸附性的差异仍将改变含气煤的应力-应变关系....
[期刊论文] 赵毅鑫 姜耀东 田素鹏
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要: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....
[期刊论文] 赵毅鑫 孙荘 刘斌
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究切缝深度和层理角度对煤样Ⅰ,Ⅱ型断裂特性的影响差异,采用半圆弯曲测试法对SCB煤样开展3种切缝深度和5种层理角度下的Ⅰ,Ⅱ型断裂测试,分析切缝深度与层理角度对煤样Ⅰ,Ⅱ型断裂峰值载荷、断裂韧度及裂纹扩展路径的影响规律;并对煤样加载过程中的声发射信号进行实时监测,获取煤样变形破坏过程中的微裂纹损伤演化及宏观破坏特征.研究表明:测试煤样的Ⅱ型断裂峰值载荷与断裂韧度均大于Ⅰ型断裂峰值载荷与断裂韧度,且KⅡc/KIc=1.02;煤样Ⅰ,Ⅱ型断裂峰值载荷随无量纲切缝深度α的增加逐级降低,断裂韧度KⅠC和KⅡc均随α的增加先增大后减小.Ⅱ型断裂峰值载荷与断裂韧度随层理角度的增加均先减小后增大,呈“对勾”型分布;煤的Ⅰ型断裂裂纹扩展路径近似为直线,而Ⅱ型断裂裂纹扩展路径为曲线.层理对Ⅱ型断裂裂纹扩展路径影响较大,层理角度为22.5°,45°和90°时,裂纹出现沿层理面扩展的现象;煤样的Ⅰ,Ⅱ型断裂破坏过程分为压密、裂纹稳定扩展和裂纹非稳定扩展3个阶段.总体表现为拉伸裂纹主导的拉剪复合型断裂,拉伸微裂纹最先发育,之后拉剪复合型微裂纹急剧扩展,并最终造成试样的宏观失稳破坏....
[期刊论文] 赵毅鑫 姜耀东 张雨
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:以开滦矿区典型冲击地压矿井--赵各庄矿--不同冲击倾向性煤层煤体为研究对象,通过X射线衍射、光学电子显微镜等一系列细观试验,分析了该矿7,9,12号煤层煤体的细观结构特征,并与忻州窑矿11号煤层煤样细观结构特征进行对比.基于煤体微结构参数定量地研究了煤体冲击倾向性的强弱,得到了煤层内细观结构参数、有机组分分布等因素与冲击倾向性的关系.结果表明:在相同应力、地质条件下,忻州窑矿11号煤更易发生冲击地压;显微硬度和显微脆度均较大的煤体较易发生冲击;镜质组最大反射率与最小反射率之差越小,冲击倾向性越小;显微组分分布简单且原生损伤越小的情况下,冲击倾向性越小....
摘要:为研究准静态加载条件下煤的抗拉及断裂性能,采用巴西圆盘劈裂法和半圆弯拉法对煤样进行抗拉性能对比测试;并开展不同切缝深度的半圆弯拉煤样断裂性能测试分析,探讨平面应变断裂韧度KIC和J积分断裂韧度对评价煤的断裂性能的适用性,研究切缝深度对半圆弯拉煤样的2种断裂韧度测定结果的影响;并结合受载过程中煤样表面应变监测和破坏后试样的工业CT扫描图像分别对煤样受载变形特征和破坏后裂纹展布规律进行分析.研究表明:半圆弯拉试验更适于测定煤的抗拉强度;当量纲一化的切缝深度β=0.28时半圆弯拉煤样平面应变断裂韧度KIC离散度最小;煤样的J积分断裂韧度离散度更小,且更适用于评价煤的断裂性能....
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