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期刊信息/Journal information
矿业科学学报
中国矿业大学（北京）
矿业科学学报

中国矿业大学（北京）

双月刊

2096-2193

kykxxb@cumtb.edu.cn

010-62339528

北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学（北京）3号办公楼

矿业科学学报/CSCDCSTPCD北大核心
查看更多>>《矿业科学学报》是由教育部主管、中国矿业大学（北京）主办、煤炭工业出版社出版的综合性中文学术期刊。《矿业科学学报》国内统一连续出版物号为CN10-1417/TD，双月刊，国内外公开发行。主要刊载矿业科学领域的原创性成果，内容包括矿业工程、煤矿开采、安全科学与工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、矿山建设工程、岩石力学与地下工程、矿山机械工程、矿山电气工程与自动化、矿物加工与利用、煤矿环境保护、煤炭能源绿色开采与洁净利用、管理科学与工程、能源安全与发展战略等。
正式出版
收录年代

    川东北地区陡山沱组页岩地球化学特征与古环境分析

    郭楚媛胡国艺田连杰李贤庆...
    315-326页
    查看更多>>摘要：下震旦统陡山沱组页岩是四川盆地震旦系成藏的主要烃源岩,是近年来海相古老地层天然气勘探的重点层位.根据川东北城口地区白包溪、柿坪两个剖面的46件样品的有机地球化学(总有机碳、岩石热解、干酪根碳同位素)和元素地球化学(主微量元素、稀土元素)特征,分析了陡二段和陡四段烃源岩的地球化学特征与沉积环境的变化情况.结果表明,该地区陡山沱组页岩有机质丰度高,总有机碳(TOC)含量在0.19％～20.38％(均值4.76％),有机质类型为Ⅰ型干酪根,成熟度已达到过成熟;黑色页岩较高的δEu异常值与异常富集V、Mn、Mo、Ba和U微量元素,揭示了该时期强烈的热液作用;稀土元素配分模式与氧化还原指标识别出川东北地区陡二段沉积时期水体在缺氧-贫氧-硫化的水体条件下反复波动,陡四段水体环境则由贫氧演变为缺氧-硫化环境,总体盆地环境水体连通性较强,沉积速率较高,上升流携带热液来源的营养元素造成了生产力的繁盛,促进了有机质页岩的形成.

    川东北陡山沱组黑色页岩古海洋环境有机质富集

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    致密碳酸盐岩气藏裂缝预测与主控因素分析——以四川盆地高石梯地区灯影组储层为例

    徐珂
    327-341页
    查看更多>>摘要：天然裂缝是致密碳酸盐岩气藏重要的储集空间和渗流通道,定量预测其发育程度与分布规律、揭示主控地质因素,对气藏开发具有重要实践意义.本文以四川盆地中部乐山—龙女寺古隆起的高石梯地区灯影组致密碳酸盐岩储层为研究对象,在裂缝参数表征基础上建立应力场-能量-裂缝参数的计算模型,结合多期裂缝叠加算法定量预测裂缝发育分布规律,并重点分析了岩性、断层和构造形态对裂缝发育的影响.结果表明:①高石梯地区灯影组储层裂缝表现为张剪缝为主、高角度缝、半充填特征,裂缝优势走向为NW-SE与近N-S方向,裂缝密度在0～2条/m,高值区主要分布在断层带及中部地区;②高石梯地区的天然裂缝长度与裂缝密度呈负指数幂关系,裂缝发育具层间差异性,灰岩储层的缝发育程度高,泥岩对裂缝延伸具阻挡作用;③裂缝发育规模及产状发育受断层、褶皱影响显著,断层周围裂缝密度大、开度大、长度小,剪切缝与走滑断层近于平行或呈低角度,张性缝与主走滑断层呈高角度;褶皱主要通过构造曲率影响裂缝开度,弯曲变形程度高的构造部位裂缝开度大,翼部变形小,裂缝开度小.研究成果可为研究区及其他类似地质条件地区气藏高效勘探开发提供参考与借鉴.

    裂缝预测主控因素致密碳酸盐岩地应力四川盆地

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    基于CT扫描的CO2相变致裂煤裂隙演化特征

    刘高峰关文博张震李宝林...
    342-350页
    查看更多>>摘要：为进一步揭示CO2相变致裂煤的裂隙改造机理,开展了 CO2相变致裂煤体实验,基于CT扫描和三维裂隙重构,分析了 CO2相变致裂前后的煤样内部裂隙结构参数,查明了 CO2相变致裂煤的三维裂隙结构演化特征.结果表明,致裂后煤样的裂隙总数量减少,裂隙总体积和裂隙总表面积增加;CO2相变致裂产生了裂隙扩张转化效应,在致裂压力的扩张作用下,小尺度裂隙转化为更大尺度的裂隙;长度小于1 000 μm的裂隙数量减少、裂隙体积和表面积明显减小,长度大于1 000 μm的裂隙体积和表面积明显增大,且裂隙之间扩张贯通而引起其数量减少;CO2相变致裂大幅度改善了煤体三维裂隙的连通性,有利于气体的运移和产出.此研究为CO2相变致裂效果提供新的分析评价方法,也可为其他非常规天然气储层及其改造的裂隙演化特征研究提供参考和借鉴.

    CO2相变致裂CT扫描煤储层三维裂隙演化

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    热损伤花岗岩力学劣化特性及损伤演化规律研究

    周韬范永林陈家嵘周昌台...
    351-360页
    查看更多>>摘要：深部矿产开采面临的高地温环境导致岩石产生热损伤,易诱发深部工程地质灾害,探究高温后岩石力学性能劣化特性与损伤演化规律对深部高地温环境下的岩体工程具有重要意义.通过将花岗岩进行常温至1 200℃范围内的温度处理,采用光学显微镜观测,探究了花岗岩试样在不同高温处理后杨氏模量和抗压强度的劣化特性,从微观角度分析热损伤花岗岩的内部裂纹和损伤演化规律.试验结果表明,高温处理将显著降低花岗岩的力学性能;岩石抗压强度和杨氏模量随着处理温度的升高而降低,裂纹发育程度随着温度的升高而增大;岩石力学性能与内部裂隙结构的发育程度高度相关,花岗岩在不同温度处理后的裂纹密度同抗压强度之间存在幂函数关系,裂纹密度能很好地反应花岗岩的热损伤程度.

    高温处理热损伤裂纹密度抗压强度

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    强夯法加固可液化砂质粉土地基试验研究

    王家磊张合青余虔韩进宝...
    361-369页
    查看更多>>摘要：针对北京大兴机场飞行区地基存在可液化砂质粉土层,研究采用低能级、小夯距和少击数的强夯法对其进行处理.为了评价夯击效果,确定强夯过程中的夯击参数,选择1 000 kN·m和2 000 kN·m两个能级的夯击能,每个夯击能级设定4、6、8、10和12击数.同时,设置夯击能1 000 kN·m条件下夯击数4、6和8,用以研究地表冻土层对夯击效果的影响,在试验区分别进行了全深度标准贯入、面波、干密度试验检测.试验结果表明:强夯后的砂质粉土地基具有更大的密实度、传播波速和抗液化能力.其中,夯击能1 000 kN·m和2 000 kN·m作用下的最佳夯击数分别为10和8,对应的强夯影响深度为4.5 m和5.5 m,消除液化的深度则为4.3 m和5.3 m.而在检测指标上,标准贯入试验要求在1 000 kN·m和2 000 kN·m夯击能作用下,4.5 m和5.5 m全深度标准贯入击数平均值不少于10和12.最佳夯击次数作用下原地基表层的干密度不低于1.45 g/cm3.研究结果推荐在机场跑道区域采用2 000 kN·m强夯能级进行地基处理,而停机坪和滑行道区域采用1 000 kN·m强夯能级进行地基处理.

    液化地基强夯法标准贯入面波检测

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    浅埋隧道预应力锚固体承载效应模型实验研究

    王彤彤刘文龙曹立雪秦哲...
    370-380页
    查看更多>>摘要：预应力锚杆主动支护技术在隧道工程中的应用逐渐普及,对于浅埋大跨岩质隧道,其支护特性及作用机制尚未明确.为探究预应力锚杆支护体系下围岩的承载特性,以青岛地铁6号线某暗挖车站为工程背景,基于相似原理配制地层及支护结构模型实验材料,通过液压加载试验,探究了预应力锚杆及普通锚杆支护下锚固体的承载特性.结果表明:①预应力锚杆与围岩的相互作用形成了具有承载能力的锚固体,能够有效承担大部分上覆荷载.预应力锚杆的应用使得隧道失稳破坏的预警荷载值提高了 42.8％,同时极限荷载值也提高了 41.2％.②在上覆加载过程中,预应力锚杆经历了紧密锚固持荷阶段和脱锚卸荷阶段,衬砌经历了应变累积、应变突增和应变释放3个阶段.③较普通锚杆,主动支护下预应力锚杆与岩体间的受力协同性好,无轴力突变现象,锚杆的支护性能得到充分的利用,有效抑制了裂隙的发育,提高了隧道的整体稳定性.

    浅埋大跨隧道预应力锚杆主动支护锚固体模型实验

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    亚热带海洋全浸泡环境下钢筋混凝土劣化规律研究

    马智聪梅波苏丽张云升...
    381-392页
    查看更多>>摘要：针对亚热带海洋环境混凝土中钢筋锈蚀问题,通过模拟亚热带海洋环境,对不同强度等级和阻锈剂掺量的钢筋混凝土试件进行全浸泡侵蚀试验,利用电化学无损检测、氯离子含量测试,结合微观检测分析了钢筋混凝土的腐蚀劣化规律.研究结果表明:混凝土强度等级的提高和阻锈剂掺量的增加均能明显提升钢筋混凝土的耐腐蚀性能.其中,C30混凝土抗锈蚀性能最差,120 d时,腐蚀电流密度为0.118 μA/cm2,极化电阻为220 kΩ·cm2,混凝土电阻为87.3 kΩ·cm2,钢筋-混凝土界面区转移电阻为77.3 kΩ·cm2,达到脱钝状态;混凝土强度等级提高至C50时,腐蚀电流密度减小了 58.47％,极化电阻增加了 3.82倍,混凝土电阻增加了 44.56％;阻锈剂掺量为6 kg/m3时,腐蚀电流密度减小了 47.45％,极化电阻增加了 2.81倍,钢筋-混凝土界面区转移电阻增加了 72.43％.

    亚热带海洋环境钢筋混凝土结构混凝土强度等级阻锈剂电化学

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    基于IPSO-LSTM的井下动目标位置预测实验研究

    王红尧房彦旭吴钰晶吉正平...
    393-403页
    查看更多>>摘要：提升井下人员定位精度能够加强矿山安全监测,最大程度保障井下人员的生命安全.针对现有测距类算法受现场环境影响致使定位精度不足的问题,提出一种基于IPSO-LSTM的定位模型,应用于井下动目标的位置预测.采用LSTM构建指纹定位模型,通过UWB无线模块采集距离信息以构建距离-位置指纹关系数据库,利用数据库对PSO-LSTM模型进行训练,最后将训练好的模型进行目标轨迹预测.为比较不同改进策略对PSO的提升效果,对比了混沌映射随机初始化种群位置、非线性惯性权重递减、非对称优化学习因子和适应度函数优化4种改进策略,实验证明改进的PSO优化算法收敛速度快、鲁棒性好.为验证IPSO-LSTM的定位效果,以平均定位误差作为评价指标,将IPSO-LSTM模型与Chan算法、PSO-LSTM模型、LSTM神经网络、SSA-LSTM模型和GWO-LSTM进行对比,结果显示,IPSO-LSTM定位模型的平均定位误差为30 mm,相对传统Chan算法、LSTM、PSO-LSTM模型分别提升了 76％、49％、24％.为降低局部误差偏大的现象,采用中值滤波对输入信息处理,进一步提升了定位精度.研究对进一步提高现有井下动目标定位系统的精度和稳定性具有重要意义和参考价值.

    井下动目标改进的粒子群优化算法IPSO-LSTM模型平均定位误差

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    新型高分子抑尘剂对岩性颗粒物的抑制特性研究

    赵洪宝戈海宾刘绍强
    404-412页
    查看更多>>摘要：为减轻综掘工作面粉尘逸散对巷道环境的污染以及人员、设备造成的损伤,以济宁市金桥煤矿西翼轨道巷为工程背景,以可吸入粉尘为研究对象,研发一种以表面活性剂为关键骨架、以无机盐和高分子黏附剂为辅助材料的强润湿性、强黏结性的环保型化学抑尘剂.现场验证结果表明,该抑尘剂对于岩性颗粒物具有较好的捕捉能力,能有效降低巷道内可吸入粉尘浓度.

    综掘工作面岩性颗粒表面活性剂高分子黏附剂化学抑尘剂

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    基于CT扫描的三维重构煤体加载损伤演化特征及尺寸效应

    张村方尚鑫贾胜王永乐...
    413-425页
    查看更多>>摘要：煤体是一种包含孔隙结构和矿物成分的多孔材料,具有明显的各向异性和尺寸效应.为研究煤体各向异性及尺寸效应对破坏特征的影响,本文提出了一种基于CT扫描、核磁共振和X衍射等技术手段的煤样内部孔隙、矿物成分表征和三维重构模拟方法.在此基础上,反演实验室单轴压缩获得了三维重构模型煤基质和矿物成分的模拟参数,进一步模拟分析了不同宽高比煤体的强度损伤特征.模拟结果表明:①在加载过程中,塑性区首先在孔隙和矿物成分周边逐渐向外扩展连通.在空间分布上,塑性区前期由加载端垂直向内部扩展,后期转变为由四周水平向内部扩展,最终模型破坏的非塑性区形成"双圆台结构体".②随着宽高比的增加,煤样的抗压强度(p)、达到屈服强度时的应变(ζ)以及弹性模量(K)均会增加,其中ζ和K呈线性增加,而p增幅逐渐减小.③在煤样单轴加载过程中总能量和弹性能呈指数增加,耗散能呈线性增加.随着宽高比增加,煤体内积聚的弹性能增加,破坏时释放的能量增大,更容易诱发动力冲击相关灾害.研究结果为冲击矿压地区区段煤柱尺寸的合理选择提供参考.

    CT扫描三维重构孔隙结构矿物成分尺寸效应

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