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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
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    高岭石和蒙脱石存在下黄铜矿浮选主要参数的影响评价

    Hasan Ali TANERVildan ONEN
    2217-2233页
    查看更多>>摘要：黏土矿物对硫浮选有负面影响.在本研究中,研究了黏土矿物(高岭石-蒙脱石)对黄铜矿浮选的影响,旨在提出能够消除负面影响的解决方案.进行ζ-电位测量和浮选实验,采用中心复合设计方法,选取起泡剂浓度、分散剂浓度、泡沫高度、空气流速和黏土量为变量.在对测试结果的评估中,将这5个重要变量定为因变量.随着黏土量的增加,黄铜矿品位降低,而黄铜矿回收率、黄铁矿回收率和动态泡沫稳定性增加.黄铜矿浮选的负相互作用顺序为蒙脱石>高岭石,说明使用蒙脱石可获得较大的气泡直径.对矿石中的黏土类型(高岭石和蒙脱石)适用的浮选条件进行数学建模,该模型预测了与矿石的黏土比的相关条件随时间的变化,以及浮选获得的品位回收值.

    黏土矿物动态泡沫稳定性浮选响应面模型ζ-电位

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    三轴加卸载下层理砂岩的脆性特性

    宋治祥张俊文赵善坤吴少康...
    2234-2251页
    查看更多>>摘要：准确定量表征煤或岩石的脆性对有效估测深部工程的开挖效率具有重要意义.层理砂岩在全生命周期演化过程中所受到的应力演化特征必然会伴随有能量演化过程.因此,基于上述能量演化特征,本文提出"三阶段"三轴加卸载应力路径,获得损伤演化规律,并定义了脆性指数BI16.研究结果表明:1)围压可以提高层理砂岩的承载力和塑性变形抵抗能力.此外,加载方式和围压对塑性体积变形的抵抗能力存在显著影响,而倾角对其影响则较小.2)层理砂岩在常规三轴加载条件下的峰前损伤演化过程可划分为三个阶段.同时,层理砂岩在三轴加卸载条件下的峰前损伤演化过程则可划分为四个阶段.3)层理砂岩的整个变形过程会显著影响其脆性,且脆性是动态的、并非恒定的.上述研究结论可为准确估算深地工程的开挖效率提供依据.

    三轴加卸载层理砂岩倾角损伤脆性开挖效率

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    采矿扰动下层析成像及微震多参数特征实例研究

    董陇军闫先航王剑唐正...
    2252-2265页
    查看更多>>摘要：采矿活动诱发的岩爆可引起矿区内强烈的振动和严重的岩石破坏.结合微震多参数、大震级事件分布与层析成像特征综合井下分析,综合为一种较好的预警方法.首先,在中国陕西某地下矿山建立了自主研发的微震监测系统.然后,根据层析成像计算结果得出了波速场异常与采矿活动区的关联模型,初步确定了可能存在风险的区域与采矿活动的特征.此外,对b值、S值、成像结果、大震级微震事件分布及陕西矿区795和860水平现场调查情况等多个因素进行了分析.根据该矿山6月7日岩爆案例,将795至860水平现场的多个区域进行对比分析,从工程角度发现了潜在的不安全区域,对安全施工管理提供了参考.微震监测系统可作为一个危险预警的手段,具有广泛的应用前景.

    层析成像微震多参数微震事件微震能量采矿扰动

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    深部煤巷两帮造穴卸压围岩主应力差演化规律及应用

    陈冬冬蒋再胜马翔谢生荣...
    2266-2283页
    查看更多>>摘要：常规钻孔卸压、松动爆破卸压技术对煤巷浅部锚固围岩带来一定程度的损伤,不能解决卸压与锚固之间的冲突.本文采用强锚和卸压协同控制技术来平衡上述冲突.采用数值模拟方法研究不同卸压参量对煤巷围岩主应力差的响应演化规律,确定合理的卸压关键参数并讨论各参量影响程度.研究结果表明:1)当造穴深度较小时,主应力差峰值带不能有效转移至深部围岩;当造穴深度较大时,巷帮主应力差峰值带呈双高峰分布,造成无效卸压;当造穴深度为10 m时,巷帮新主应力差峰值带向深部围岩转移7.5 m且并未损害巷帮浅部锚固区域功能.2)增加造穴长度不会导致造穴孔洞起端至巷道壁之间主应力差形状及量值改变,仅能造成第二主应力差峰值位置及量值改变,且第二主应力差峰值位置的迁移程度远大于其量值的增长幅度.3)当造穴排距大于5 m时,相邻造穴孔洞间将出现主应力差高峰区域,导致相邻孔洞间卸压不充分;当造穴排距小于5 m时,各造穴孔洞产生的主应力差低值区域将互相连通,在巷帮深部形成一条连贯的主应力差卸压带.基于上述煤巷两帮造穴卸压围岩主应力差演化的规律获得了造穴最佳参数并将其应用于工程实践,现场应用结果表明强锚和卸压协同控制技术可有效解决深部煤巷围岩持续大变形控制的难题.

    深部矿井软碎煤巷大孔造穴主应力差卸压技术

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    华胜煤矿房柱群下巷道非对称变形破坏机理及控制技术

    刘海雁左建平张春旺吴凯俊...
    2284-2301页
    查看更多>>摘要：在近距离煤层开采中,下煤层巷道的稳定性对于整个矿井的安全生产至关重要.因此,本文以兼并重组矿井华胜煤矿为工程案例,基于上煤层巷道房柱群采空区底板应力分布规律,研究了下煤层巷道的变形破坏机理及控制技术.首先,详细分析了华胜煤矿下煤层巷道的地质概况、围岩力学参数和原有支护方案,并基于现场钻孔窥视结果得到了下煤层巷道顶板房柱的具体位置,分析了下煤层巷道的非对称变形机理.然后,运用半无限平面理论计算得到了上煤层巷道房柱群采空区底板的应力分布规律.结果表明,上煤层中房柱群的不对称分布导致下煤层巷道顶板应力分布不均匀,从而引发了下煤层巷道的非对称变形,且越靠近上煤层房柱群中的煤柱,变形越大.基于此,进一步通过数值分析和现场应用对下煤层巷道位置及支护方案进行了优化和验证.华胜煤矿下煤层巷道在优化后的巷道位置及支护方案控制下整体并未出现非对称大变形.本研究结果对类似工程地质条件的下煤层巷道支护方案设计具有指导意义.

    房柱群非对称变形底板应力分布半无限平面理论现场应用

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    不同温度和压力作用下砂岩型铀矿溶液的渗透特性研究

    尹升华杨小艳陈威王雷鸣...
    2302-2312页
    查看更多>>摘要：原位溶浸是实现深地铀矿流态化开采的主要途径,具有安全性高、污染小和成本低等特点.然而,深地铀矿开采是在高温高压环境下进行的,这极大地影响了铀矿床的渗透性.本论文以砂岩型铀矿为研究对象,利用多介质多相流动实验模拟系统,开展温度和围压作用下溶液渗流实验,研究温度和压力对砂岩型铀矿溶液渗流特性的影响,分析温度和压力对砂岩型铀矿溶液渗流影响规律和影响机理.基于实验测得的矿样渗透率数据,使用Origin软件对实验数据进行处理,进而分析温度和压力对砂岩型铀矿渗透特性的影响.结果表明:砂岩型铀矿渗透率随温度的升高而增大,随围压的增大而减小.温度对渗透率的影响高于围压对渗透率的影响.从渗透率随温度、围压的变化率曲线图来看,温度越高,不同围压条件下的渗透率变化越显著,围压越低,不同温度条件下的渗透率变化规律越显著,温度在80℃、围压在6.0 MPa下砂岩型铀矿渗透率最大.

    深部铀矿开采温度围压渗透率

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    非稳态纳米流体在加磁场平行板间流动的传热分析

    Amirali SHATERIMojgan Mansouri MOGHADDAMBahram JALILIYasir KHAN...
    2313-2323页
    查看更多>>摘要：本研究采用微分变换法和Akbari-Ganji法,研究了施加均匀磁场对纳米流体在两个无限平行板间流动的自然对流传热的影响.在得到控制方程并在特定边界条件下求解问题后,研究了Prandtl数、挤压次数、Schmidt数、Hartmann数、Eckert数、布朗运动参数和热电泳参数等主要参数的影响.将相似变换用于求解常微分方程组,并与Rung-Kutta四阶数值法进行对比.研究结果表明,增加挤压次数会导致速度减慢,增加Hartman数也有类似的影响.此外,温度随着Hartman数、Eckert数和热电泳参数的增大而升高,且与Prandtl数成正比.我们对比研究了Akbari-Ganji法和微分变换法求解非线性微分方程,结果表明,前者需要的计算步骤更少和计算时间更短,是一种更有效的方法.使用建议的方法获得的解与文献中的解一致.这些结果有助于研究人员更快、更容易地进行分析,并为纳米流体在电磁场存在下流动的复杂行为提供重要见解.

    Akbari-Ganji法微分变换法传热输热电泳

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    不可逆分析法研究受磁偶极子影响的Ree-Eyring纳米流体流动多相催化作用

    Seemab BASHIRMuhammad RAMZANSeifedine KADRYC Ahamed SALEEL...
    2324-2339页
    查看更多>>摘要：Ree-Eyring流体是一种非牛顿流体,具有屈服应力和剪切稀化的特点,比如乳剂、浆体和聚合物溶液.根据Ree-Eyring流体的特性,通过考虑不均匀的产热/吸收效应和黏性耗散效应,以及分析传热现象来研究磁偶极子作用下表面拉伸纳米流体的流动行为.所建立模型考虑了对流条件下边界表面的熵产生,将偏微分方程组(PDEs)充分变换转换为耦合常微分方程组(ODEs),采用MATLAB bvp4c法进行数值计算,并以图表形式显示计算结果.结果表明,随着Brinkman数的变化,不可逆性产生率激增.此外,当热泳参数最小化时,边界附近的温度降低,而在远离边界处温度上升.表面催化参数减弱了溶质的分布,模型得到了验证.

    Ree-Eyring纳米流体磁偶极子多相催化熵产生

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    岩相学特征对岩石抗压强度影响的试验研究——以新疆花岗岩为例

    谢辉辉余腾飞林鹏王朝阳...
    2340-2359页
    查看更多>>摘要：岩相学特征对岩石的力学性质起着决定性作用.为深入研究岩相学特征对岩石抗压强度的影响,并进一步确定影响其抗压强度的关键岩相学指标,定量研究了新疆某引水工程中花岗岩类岩石的岩相学特征,通过相关性分析研究了斜长石含量、钾长石含量、石英含量、暗色矿物含量、结晶程度、平均粒径和粒径分选系数等7个量化指标来研究其对岩石抗压强度的影响.结果表明,花岗岩中暗色矿物含量和结晶程度与其单轴抗压强度无明显的相关性,影响花岗岩类岩石单轴抗压强度的岩相学指标主要包括石英含量、长石含量(两种长石含量之和)、平均粒径和粒径分选系数4种,影响抗压强度的各因素比重排序为:粒径分选系数>长石含量>石英含量>平均粒径.另外,通过对岩石薄片的镜下观察进一步阐明了各岩相学指标对抗压强度的影响机制,并最终认为长石矿物对所研究的花岗岩类岩石的抗压强度起着至关重要的作用,是首要考虑的因素.

    花岗岩岩相学特征单轴抗压强度灰色关联分析显微照片

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    四洞交叠盾构隧道近距离下穿既有桥梁桩基施工控制技术研究

    雷明锋石渊博唐钱龙孙宁新...
    2360-2373页
    查看更多>>摘要：在密集的城市建筑环境中,在城市地下交通的大规模兴建过程中不可避免地会出现各类近接施工工程.依托一实际工程,针对四洞交叠盾构隧道近距离下穿既有桥梁桩基施工控制技术开展实践研究,总结提出了"两阶段法理论预测+主动控制与被动保护"的近接施工微扰动控制技术体系.该技术体系的核心内容包括:1)通过引入附加地层损失率,建立多线隧道近接施工时桩基变形的理论计算方法,实现近接施工对邻近建(构)筑物影响的工前预测.2)建立隧道-地层-桩基多元耦合模型,分析四线交叠盾构隧道施工全过程力学行为.3)结合工程实践经验,分别从主动控制和被动保护两方面提出依托工程的控制措施.在依托工程开挖完成过程中,邻近桥梁桩基变形得到有效控制,表明所提出的近接施工微扰动控制技术是合理可行的.

    盾构隧道桥梁桩基下穿施工主动控制被动保护

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