碳纤维布均匀约束下煤圆柱的损伤演化

煤柱失稳灾害仍然是目前煤炭资源安全高效开采的热点研究问题之一。为深入研究碳纤维布层数和加载速率对煤圆柱能量演化的影响,加载速率分为0.01 mm/min、0.1 mm/min、1 mm/min和10 mm/min 4级,碳纤维布约束层数分为0层、1层和2层3类,采用SAM-2000岩石综合试验系统对煤圆柱进行单轴压缩试验。试验结果表明:相同碳纤维布层数下,加载速率越高,崩飞的煤屑扩散越明显,煤圆柱整体性越差,能量释放程度越强,属于劈—剪复合失效模式;碳纤维布层数越多,峰值总能量、峰值弹性能和峰值耗散能逐渐增加,加载速率对煤圆柱能量方面的影响减小。根据能量耗散理论,提出损伤因子,进而建立了本构模型,经验证拟合度较高。

碳纤维布层数对煤圆柱力学特性影响的细观研究

为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响。利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有0~2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展3~7层CFRP布对煤圆柱力学特性及能量演化的影响研究。结果表明:煤圆柱的屈服点与峰值点随CFRP层数增加而渐进重合,呈现毫无征兆的屈服即破坏状态;随着CFRP层数增加,煤圆柱峰值强度增幅呈现先增大后减小,得到了表征不同层数下CFRP约束煤样峰值强度增幅演化规律的函数,峰值应变增幅呈现先增加后减小,而后再增加又减小的规律;弹性应变能恒定时,煤圆柱轴向应变与CFRP层数无相关性,但其峰值应变与极限应变均随CFRP层数增加而增大;峰值点耗散能转化率随CFRP层数增加呈现先增大而后减小规律,建立了表征不同层数下CFRP约束煤圆柱耗散能转化率演化规律的函数;从应力-应变曲线延性特征、峰值强度增幅、峰值应变增幅、耗散能转化率及总能量增幅等5方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定3层为CFRP约束煤圆柱的最优缠绕层数。

CFRP布均匀约束煤圆柱轴压性能

为扩大纤维增强树脂复合材料(FRP)加固组合结构的应用范围,改善煤矿采空区煤柱的承载能力和变形能力,对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)均匀约束煤圆柱的轴压性能进行了研究。试验结果表明:因CFRP的均匀约束,致使煤圆柱破坏时基本保持原状,断口位置约为0.25~0.5倍煤样高度范围,轴向变形能力至少提高1.5倍;单、双层CFRP约束煤圆柱的峰值强度分别提高了3.56~6.34倍、6.33~11.21倍;相同CFRP布层数时,随加载速率的增大,CFRP约束煤圆柱的强度增强比则逐渐降低,且CFRP层数越多,降低趋势越显著;CFRP层数对峰值强度的影响要比加载速率对峰值强度的影响更显著,加载速率对破坏时间的影响要比CFRP层数对破坏时间的影响更显著。获得了兼顾加载速率与CFRP层数的强度增强比三维可视化映射函数;建立了CFRP布约束煤圆柱的修正Richart强度分析模型,整体绝对误差评价指标表明模型性能优越,精度较高。

圆柱状型煤燃烧特性的试验研究

对单颗粒圆柱状型煤的燃烧特性进行了试验研究 .研究表明 ,当几何形状、煤种和成型方法一定时 ,影响型煤燃尽率的主要因素是成型压力 ,型煤的燃尽率随着成型压力的增加而降低 ;实验所用的粘结剂含量对型煤的燃烧有一定影响 ,但影响不显著 .而实验所用的固硫剂和氧化剂对燃烧几乎没有影响 .

圆柱状型煤燃烧特征的正交试验研究

针对影响圆柱状型煤燃烧的几个因素利用正交试验法合理安排试验 ,减少了试验次数 ,并找到了对型煤燃烧影响明显的显著性因子。试验表明 ,成型压力是影响圆柱状型煤燃烧失重率的最显著因素 ,压力的变化可以造成燃烧失重率的很大变化。粘结剂含量的增加虽然会降低型煤的燃烧失重率 ,但其影响并不是很大 ,而除硫剂对燃烧的影响很小 。

圆柱状型煤在型煤燃烧实验台上的燃烧试验

对圆柱状型煤在实验台中进行了燃烧试验．结果表明，型煤料层的燃烧主要受型煤的密度、尺寸、形状、煤层厚度和煤层温度等因素的影响，而炉膛温度对型煤床层燃烧速度的影响很小．在一定条件下，型煤能够稳定燃烧，并能在链条炉排上的停留时间内燃尽．

圆柱状型煤燃烧特性的实验研究

利用正交试验法进行的单颗粒圆柱状型煤燃烧试验所获得结果 ,进一步在型煤实验台上进行了层燃实验。实验表明 ,在压力 2 0

管道运输圆柱形煤的原理及其性能

主要讨论一种用水做介质，通过管道运输煤的方法。阐述了该种管道运输系统的各环节，如圆柱形煤的制造及注入管道的方法；圆柱形煤在管道中（管道里的水中）的运移方式；