Kinetic energy and its applications in mining engineering

Reduction of energy consumption in comminution is of significant importance in mining industry. To reduce such energy consumption the energy efficiency in an individual operation such as blasting must be increased. By using both new investigations and previous experimental results, this paper demonstrates that (1) kinetic energy carried by moving fragments in rock fracture is notable and it increases with an increasing loading rate;(2) this kinetic energy can be well used in secondary fragmentation in crushing and blasting. Accordingly, part of the muck pile from previous blast should be left in front of new(bench) face in either open pit or underground blasting. If so, when new blast occurs, the fragments from the new blast will collide with the muck pile left from the previous blast, and the kinetic energy carried by the moving fragments will be partly used in their secondary fragmentation.     

抗爆型聚脲涂层性能及其防护钢筋混凝土板接触爆炸与断裂机制研究

本文借助动态热机械实验，研究Qtech T26抗爆型聚脲（T26聚脲）的动态热机械性能；采用10kg TNT接触爆炸试验，研究T26聚脲防护钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的防护性能；基于Williams-Landel-Ferry方程拟合T26聚脲的损耗模量、储能模量和损耗因子主曲线，并采用扫描电子显微镜对涂层防护钢筋混凝土板迎爆面和背爆面涂层的典型区域进行微观断口形貌分析，探讨其断裂机制。结果表明：T26聚脲受荷载频率影响明显，在外界荷载作用频率大于等于1000Hz时，T26聚脲的损耗因子保持在0.24以上，吸能效率高；喷涂10mm T26聚脲涂层的钢筋混凝土板在10kg TNT接触爆炸破坏下，背爆面涂层完整，无任何破片飞出；T26聚脲在爆炸荷载作用下的断裂机制表现为高温力学性能失效机制、高温与冲击荷载耦合断裂机制、高速荷载脆性断裂机制和拉伸断裂机制；背爆面最大变形区域为纵向变形区域外侧的圆环区，背爆面中心区域在防护过程中承受爆炸荷载作用，出现少量脆性破坏。Qtech T26聚脲实现了大当量接触爆炸零破片的防护效果，这一效果对实际工程中结构爆炸防破片具有极高的应用价值。     

抗爆型聚脲涂层性能及其防护钢筋混凝土板接触爆炸与断裂机制研究

本文借助动态热机械实验,研究Qtech T26抗爆型聚脲（简称为T26聚脲）的动态热机械性能;采用10 kg 三硝基甲苯（trinitrotoluene,TNT）接触爆炸试验,研究T26聚脲防护钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的防护性能;基于Williams-Landel-Ferry方程拟合T26聚脲的损耗模量、储能模量和损耗因子主曲线,并采用扫描电子显微镜对涂层防护钢筋混凝土板迎爆面和背爆面涂层的典型区域进行微观断口形貌分析,探讨其断裂机制。结果表明：T26聚脲受频率影响明显,在热机械性能层面印证了T26聚脲的应变率敏感性;在外界荷载作用频率大于等于1000 Hz时,T26聚脲的损耗因子保持在0.24以上,吸能效率高;喷涂10 mm T26聚脲涂层的钢筋混凝土板在10 kg TNT接触爆炸破坏下,背爆面涂层完整,无任何破片飞出;迎爆面T26聚脲与混凝土未脱离,T26聚脲与混凝土界面之间在表面处理之后附着力较好,在爆炸产生的拉伸波作用下,涂层与混凝土间仍有良好的附着性。T26聚脲在爆炸荷载作用下的断裂机制表现为高温力学性能失效机制、高温与冲击荷载耦合断裂机制、高速荷载脆性断裂机制和拉伸断裂机制;背爆面最大变形区域为纵向变形区域外侧的圆环区,背爆面中心区域在防护过程中承受高应变率荷载,出现少量脆性破坏。T26聚脲实现了接触爆炸零破片的防护效果,这一效果对实际工程中结构爆炸防破片具有极高的应用价值。     

Coupled GIMP and CPDI material point method in modelling blast-induced three-dimensional rock fracture

Three-dimensional rock fracture induced by blasting is a highly complex problem and has received considerable attention in geotechnical engineering. The material point method is firstly applied to treat this challenging task. Some inherent weaknesses can be overcome by coupling the generalized interpolation material point (GIMP) and the convected particle domain interpolation technique (CPDI). For the media in the borehole, unchanged GIMP-type particles are used to guarantee a homogenous blast pressure. CPDI-Tetrahedron type particles are employed to avoid the fake numerical fracture near the borehole for the rock material. A blasting experiment using three-dimensional single-borehole rock was simulated to examine the applicability of the coupled model under realistic loading and boundary conditions. A good agreement was achieved between the simulation and experimental results. Moreover, the mechanism of three-dimensional rock fracture was analyzed. It was concluded that rock particle size and material parameters play an important role in rock damage. The reflected tensile waves cause severe damage in the lower part of the model. Rayleigh waves occur on the top face of the rock model to induce a hoop failure band.     

高炉实时控制专家系统存在的问题及其解决方法

针对高炉专家系统的国内外发展状况,从知识工程和高炉生产工艺的角度分析了系统当前存在的问题,提出具体的解决方法,并对每种方法进行了分析,为高炉专家系统的进一步发展提供依据。     

用焦散线法测定材料的断裂韧性

焦散线法是测量应变奇异性的一种新型的独特方法。与其它光学方法相比较,具有试验装置和光路简单、数据测量和处理简便、精度较高的优点.本文首次提出用透射焦散线法测定有机玻璃材料的断裂韧性,得到符合工程精度要求的结果.根据本文的原理,也可推广到用反射焦散线法测定一般不透明工程材料的断裂韧性。     

基于小波包折合能量法的工程爆破地震安全标准研究

基于小波包理论与技术,提出小波包能量权重系数采用受振结构物动力放大系数的新方法,结合工程爆破震动效应的实测数据,运用小波包折合能量作为爆破地震效应安全准则,不失为一种操作易行、更为合理的评价标准.     

同步爆扩成型地下仓及混凝土仓壁特性

阐明了同步爆扩成型地下仓及混凝土仓壁的基本原理,通过对比实验分析了同步爆扩成型地下仓及混凝土仓壁的特性。结果表明,与普遍爆扩方法相比,这一方法在相同条件下具有成仓体积及土体压密范围大、土体物理力学性能指标利于仓体稳定以及改善混凝土性能等优点。     

各向异性裂隙岩体渗透系数计算方法探讨

针对岩体裂隙系统提出了计算各向异性渗透系数的方法，给出了使用有限差分法计算各向异性渗透系数的数值方法和差分单元渗透性的计算公式，并以实际裂隙网络系统资料为基础进行了该方法的应用探讨．该方法可以在已知裂隙网络的基础之上计算岩体的各向异性渗透系数．通过加密剖分网，它可以更好地消除裂隙非贯通性的影响，并可以处理裂隙充填等问题．此外还可以分析裂隙岩体渗透性随测量窗口尺度大小的变化，并进行其连续介质性质检查     

马钢1000m3高炉高压气体检漏技术实践

高炉到晚期后,漏水严重是高炉炉况稳定顺行和指标进步的最大威胁,因此高炉治漏是晚期高炉生产的重点工作。高炉治漏需先检漏,介绍了马钢二铁总厂1000 m~3高炉运用高压气体作为介质进行检漏的实用新技术,投资省、技术简便可靠、效果好,克服了常规检漏造成水大量漏人高炉的危害。     

高炉用焦炭热强度指标要求及检测方法

高炉冶炼通常要求焦炭具有较低的反应性和较高的反应后强度．但焦炭反应性过低不利于提高高炉反应效率．本文对焦炭在高炉内消耗机理进行了分析,认为高炉炉身焦炭消耗量与铁矿石直接还原度相关,炉身消耗的焦炭量是比较稳定的,现有焦炭热强度评价方法存在不足．为了避免焦炭反应过度,应调整焦炭热强度指标的测定方法,如改变反应气氛或根据焦炭失重量确定反应时间,使测定结果能够合理反映炉内焦炭消耗的规律．     

New P3D Hydraulic Fracturing Model Based on the Radial Flow

Pseudo three-dimension (P3D) hydraulic fracturing models often overpredict the fracture height for a poorly contained fracture. To solve this problem, a new method is presented in shaping the P3D fracture geometry on the basis of the fundamental theory and the original 1D fluid flow is replaced with a more representatively radial flow. The distribution of the fluid in the modified fluid field is analyzed and a sound explanation to the problem is given. Due to the consideration of the fluid flow in the vertical direction, the modified model can predict the fracture height much better. To validate the rationality of the radial fluid flow assumption, the distribution of the fluid in the modified fluid field is simulated with the plane potential flow by using finite element method. And the results agree effectively with those from the assumption. Through comparing with the full 3D model, the results show that this new P3D model can be used to aid the fracturing design and predict the fracture height under poorly contained situation.     

国内球团生产技术发展现状分析和思考

随着国内钢铁行业的不断发展,对高炉冶炼技术提出了更高的要求.球团矿作为良好的高炉入炉料具有品位高、强度好、易还原、精度均匀等优点.从三种生产球团矿的主要方式、工艺特点,结合我国矿产资源情况进行了详细分析,确定了更适用国内钢铁行业冶炼所用球团矿的新思路.     

Wavelet basis construction method based on separation blast vibration signal

As wavelet basis in wavelet analysis is neither arbitrary nor unique,the same signal dealing with different wavelet bases will generate different results.Therefore,how to construct a wavelet basis suitable for the characteristics of the analyzed signal and solve its algorithm and realization is a fundamental problem which perplexed many researchers.To solve these problems,in accordance with the basic features of the measured millisecond blast vibration signal,a new wavelet basis construction method based on the separation blast vibration signal is proposed,and the feasibility of this method is verified by comparing the practical effect of the newly constructed wavelet with other known wavelets in signal processing.     

结构陶瓷断裂韧性测试方法的研究

准确测试陶瓷材料断裂韧性K_(IC)的关键是预制具有原生裂纹的试样。本文首先对桥压法预制原生裂纹进行了研究,然后针对桥压法存在的问题提出了一种简便而有效的陶瓷材料原生裂纹的预制方法——静态膨胀法。研究结果表明:静态膨胀法中裂纹的扩展是稳态的;通过调节影响膨胀剂压力的多种因素,可以准确地控制裂纹扩展的深度,预制出合适的原生裂纹,对几种陶瓷材料试验后得到了满意的结果。为准确评价结构陶瓷的断裂韧性提供了一种有效可行的方法。     

热风炉燃烧过程模糊控制的一种策略研究

总结了热风炉燃烧控制的现状,研究了一种热风炉燃烧过程的模糊控制策略.此种方法原理简单,模型易于掌握,可以有效地对热风炉燃烧进行优化控制.     

用UDEC模拟爆炸波在节理岩体中的传播

离散元程序 UDEC与有限差分程序 AUTODYN- 2 D相结合 ,用于模拟节理岩体中爆炸波的传播和节理对波传播的影响 .AUTODYN- 2 D用来模拟地下爆炸过程及生成的爆炸波 ,并输入到 UDEC,然后用 UDEC来模拟爆炸波在节理岩体中的传播 .研究表明 ,UDEC与 AUTO-DYN- 2 D相结合的方法在模拟爆炸过程和爆炸波在节理岩体中的传播是适合的     

VFC—A／B型工业锅炉配风变频调速系统

传统的锅炉鼓、引风量是依据燃料变化、炉膛压力等手动调节挡板。本文针对鼓、引风机的工作特性，采用变频器自动调节电机运行速度实现风量自动调节，可以获得最节能的风量调整。     

基于离散虚内键(DVIB)的岩石粘弹性模拟初探

为了将离散虚内键模型(DVIB)推广至粘弹性材料,在DVIB中引入粘性键并与原超弹性键并联来反映材料的粘弹性机理。应用该方法对岩石粘弹性力学行为模拟进行了初探。结果表明该方法能够再现岩石蠕变三阶段特征、弹性后效、强度率相关及蠕变断裂基本过程。进一步研究表明,粘性对动态裂纹扩展和分叉具有很大的影响,延缓了裂纹扩展,削弱了裂纹分叉行为,为岩石粘弹性力学行为的模拟提供了一种新的可行方法。     

扩展有限元法在重力坝断裂分析中的应用研究

扩展有限元法是近年来发展起来的分析不连续问题(特别是断裂问题)的一种有效方法。介绍了扩展有限元法的基本原理,给出了采用扩展有限元法进行裂纹扩展分析的方法,最后采用扩展有限元法模拟了混凝土重力坝坝踵裂缝扩展过程,分析了其变形、应力场分布规律。算例表明扩展有限元法在进行断裂分析时克服了常规有限元法的缺点,避免了常规有限元法在分析断裂问题时繁琐的前处理过程,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,展示了扩展有限元法在大坝开裂分析中的独特优势。