一、膨胀压力形成机理的实验室研究（论文文献综述）
代卫星[1]（2021）在《单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺》文中研究说明不锈钢冶炼新技术的开发一直是不锈钢冶金工作者关注的研究课题。单嘴精炼炉,简称“单嘴炉”,是我国原创的一种钢液真空炉外精炼装置,长期的工业性批量试验已经证明了该炉型在电工钢、轴承钢等品种冶炼方面具有精炼效率高、生产成本低及设备简单等技术优势。将单嘴炉技术优势应用于不锈钢的冶炼是一种全新的研究探索。开展这方面的研究对我国不锈钢冶炼新技术的开发具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以单嘴精炼炉冶炼不锈钢为研究背景,围绕冶炼过程的关键冶金机理及工艺开展深入研究。通过物理和数值模拟明确了气泡长距离上浮的演变行为,解析了单嘴炉内部全钢液区域的流场结构;提出了炉型结构的最优化控制原则;证实了浸渍管偏移和双透气砖搅拌能有效提高浸渍管外围钢液的流动性,提出了偏心距和双透气砖布置的最佳控制方法。建立了真空室“钢-渣”冷态模拟装置,阐明了顶渣的流动特征及循环机理,并进一步结合25吨工业单嘴炉进行了流场和炉型设计,完成了冶炼304不锈钢的工业性试验及冶炼效果评估。建立了单嘴炉冶炼不锈钢的工艺数学模型,提出了不锈钢冶炼工艺的控制关键点。主要研究结果如下:（1）钢包底部吹入的气体气泡在钢液中长距离上浮过程中会不断的长大,进入真空室后发生了加速膨胀,气泡溢出真空液面时的直径达到初始直径的12.5倍,上浮速度也相应增加至初始速度的3.5倍,有效地扩大了真空室内的气液表面活性区;长距离气泡搅拌作用下,全钢液区域的流场由8个特征区域组成,通过流场解析确认了钢包底部钢液的流动主要靠下降流冲击驱动,而浸渍管外围钢液的流动则依靠上升流的外溢流股驱动。（2）炉型参数（浸渍管内径、吹气位置及插入深度）变化会改变单嘴炉环流效率和浸渍管内外钢液的流动均匀性;以保障环流量和提高流动均匀性为钢液流场的优化目标,提出了 3个炉型参数的最优化控制方法,在25～130吨容量范围内,总结得出了炉型参数无量纲值的最佳控制范围:内径（D1/D0）为0.41～0.48,吹气位置（r/R）为0.5,插入深度（h/H）为0.135～0.17。（3）相比传统中心对称位置,将单嘴炉浸渍管正偏后可达到提高外围钢液流动强度、缩短熔池混匀时间的有益效果,并得出了浸渍管无量纲偏心距（△E/D1）的最佳控制范围0.2～0.3;在偏心单嘴炉中采用双透气砖吹氩搅拌,可大幅提高外围钢液的流动强度,相比单透气砖搅拌,浸渍管外围钢液的平均流速提高了 40%,浸渍管内外钢液的流速差百分比由54%缩小至10%以内;将双透气砖夹角控制到180°、吹氩比控制到1/7～1/5范围,可实现最佳的搅拌效果。（4）真空室“渣钢”水模型实验研究表明:真空室强烈的气泡活性区可将顶渣层撕碎成大量细小的渣滴,并将其卷入到钢液中,有效增加了钢渣接触面积;在循环钢液的作用下,大部分渣滴可在钢包与浸渍管之间循环流动,与钢液形成了长时间的浸润接触;钢渣之间这种“大面积+长时间”的流动接触特性提升了钢渣之间的反应效率。（5）以实际25吨钢包为背景对工业单嘴炉的关键结构参数进行了设计,并开展了冶炼不锈钢的工业性试验。18炉304不锈钢冶炼结果表明:依据模型设计完成的25吨偏心单嘴炉在冶炼中体现出良好的应用效果,最低可将钢中碳含量脱至110ppm,还原期Cr的平均收得率为97%;破空前后钢液成分波动幅度小,主要元素的含量波动均小于5%,冶炼过程没有出现钢包渣结壳和真空喷溅现象。（6）基于建立的单嘴炉冶炼不锈钢工艺数学模型,可对冶炼过程中的钢液成分和温度进行预测计算。模型研究表明:吹氧期钢液内部脱碳速率最大,平均可达到113.5ppm/min,占总速率50%以上;VCD阶段初期真空液面的表面脱碳速率占比达到70%,而后期钢液的脱碳主要依靠还原氧化铬;采用“动态真空+动态供氧”的吹氧工艺能有效提高钢液脱碳速率并减少贵金属Cr的烧损。
刘伟[2]（2021）在《高效消焰剂型安全高威力水胶炸药爆炸性能及破岩机制研究》文中认为当前及未来相当长时间内,煤炭依然是我国主要的一次消费能源,煤矿硬岩巷道掘进的主要施工方法依然是钻爆法。实现硬岩巷道安全高效爆破掘进的根本有效途径是提高炸药威力以及提高爆炸能量利用率。本文针对有瓦斯爆炸危险的硬岩巷道掘进,研制了含KCl、NH4Cl复合消焰剂的安全高威力水胶炸药,并对炸药性能进行了测试和评价。分析了炸药由凝聚态到气态爆轰产物再到对介质做功的能量转换过程,推导了能量（功率）的传递效率。炸药爆炸是一高功率做功过程,其功率由装药密度、爆速、爆热等因素决定,在传输过程中受到自身绝热指数以及介质与炸药波阻抗比值的影响。根据C-J理论,由凝聚态生成气态爆轰产物,该过程的能量传递效率由炸药的等熵绝热指数决定,能量传递效率随着绝热指数的增大而增大。爆轰产物对介质的作用过程,能量传递效率由炸药和岩石介质的波阻抗决定,随着介质与炸药波阻抗比值的增大,能量传递效率增大。建立了含高效消焰剂的安全高威力水胶炸药配方设计数学模型,在现有二级和三级煤矿许用水胶炸药配方的基础上,优选NaCl、KCl、NH4Cl三种高效消焰剂替代三级水胶炸药中的CaCO3,研究了三种消焰剂对爆热、爆容、爆温的影响规律。NaCl和KCl两种消焰剂,对爆容影响较大,而NH4Cl对爆温抑制性较佳,对爆容影响较小。在此基础上设计了7种安全高威力水胶炸药配方。通过对各配方进行可燃气体安全测试、爆炸性能及做功能力的实验研究,确定了含KCl、NH4Cl复合消焰剂的最优安全高威力水胶炸药配方。经实验室试验及权威机构检测,新型安全高威力水胶炸药爆炸性能达到二级煤矿许用水胶炸药技术要求,可燃气体安全性达到三级煤矿许用水胶炸药技术要求。采用差分进化法及γ律状态方程,建立了水胶炸药的JWL状态方程。采用ANSY/LS-DYNA动力有限元软件建立单孔爆破数值模型,在相同介质及装药条件下,对三种炸药的爆破破碎效果进行了模拟,通过结果比较,安全高威力水胶炸药在压碎圈及裂隙圈指标上均优于传统三级水胶炸药,接近二级炸药水平,试验结果也验证了拟合参数的合理性。通过建立直孔掏槽爆破二维及三维数值模型,研究了空孔效应对直孔掏槽效果的影响。二维数值模拟结果表明,有空孔的条件下,爆炸应力波在空孔周围形成反射拉伸波,与爆炸应力波叠加,岩石在反射卸载作用下发生拉伸断裂,爆破形成的槽腔近似成菱形;在没有空孔的条件下,应力波的汇聚叠加,使掏槽区域内的岩石受压破坏,消耗了大部分爆炸能量,形成近似“十字形”空腔。综合比较,有空孔的条件下,形成的槽腔体积更大,掏槽区域内岩石破碎更加彻底。通过建立带中心空孔的直眼掏槽三维数值计算模型,模拟发现炮孔周围的岩石受到爆炸应力波的压缩作用和沿应力波传播方向的剪切作用,同时,由于空孔的存在,造成应力波发射拉伸,岩石在压缩、剪切、拉伸的共同作用下破坏,装药孔之间形成环形裂隙。进行了安全高威力水胶炸药及掏槽参数优化的现场应用试验,并对爆破参数进行了优化结果表明:（1）采用中心直孔加楔形掏槽的掏槽方式,合理的爆破参数,可以提高炮孔利用率,改善破碎效果;（2）在巷道断面、岩石性质、材料消耗一致的条件下,安全高威力炸药的循环进尺、炮孔利用率、材料消耗均优于三级,与二级炸药的爆破效果接近。图54表36参125
朱俊福[3]（2021）在《深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究》文中提出煤系地层沉积岩的成层特征以及层间的岩性差异,使煤矿巷道围岩的结构类型较多,其围岩松动圈的形成、范围、形状等特征也更为复杂。为此,论文以围岩松动圈巷道支护理论为基础,首先对基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown经验强度准则等三种强度准则的松动圈理论求解方法进行分析与评述;然后采用“深部地下工程结构失稳全过程模拟试验系统”,设计了6个相似材料模型进行模拟试验,并与15组数值模拟方案的计算结果对比分析,研究深部高应力条件下层状岩体巷道开挖、围岩变形及破坏后松动圈的演化发展机理;在以上2方面研究的基础上,采用数值模拟进行方案设计,提出深部大松动圈围岩穿层巷道协同控制方案,成功的进行了深部巷道工程试验,取得了良好的支护效果。论文主要成果如下:（1）在基于三种强度准则的松动圈计算方法中,获得了M-C准则、D-P准则相对于H-B经验强度准则计算的松动圈半径偏小的影响因素,且一般均小于现场实测值,因此,特别强调支护设计时其松动圈的计算值与现场测试值相互校核的必要性。针对层状岩体巷道围岩松动圈解析有关边界条件设置、岩石强度软化方法、非圆形断面标准化等适用性进行了探讨,相比而言对围岩塑性区的计算理论上则比较严谨。（2）层状岩体巷道围岩松动圈呈跳跃性的梯级发展特征,其范围和形态受最大主应力作用方向控制,呈现正交各向异性特性,其对称轴垂直岩层且过巷道形心;当侧压系数小于1.0时,层状岩体巷道的顶部首先产生松动圈,其次是巷道两帮,而且两帮松动圈均较顶底部大;当岩层垂直方向与巷道底角平分线方向一致时,该底角部位松动圈将明显增大,而岩层倾角对松动圈大小和范围的影响并不显着。（3）软弱层处于巷道位置使巷道发生明显的偏压破坏现象,整体呈现明显的非对称变形特征,其松动圈和巷道破坏特征在巷道各部位的差异性较为明显,对此应采取局部如加长加密锚杆锚索等加强支护措施;研究结果显示支护的作用对软弱层附近的松动圈影响较大,而对远离软弱层的巷道部位则影响较弱。（4）现场测试数据显示河南城郊煤矿深部试验巷道的大松动圈围岩具有软岩、高应力和膨胀性三大特点,由于主应力相差很大,产生较大的偏应力导致巷道稳定性差;以喷网协同、锚杆和锚索协同,结合注浆的预应力协同控制技术,加强上帮底角部位和下帮拱肩部位的支护和加固措施,有效地解决了深部开采大松动圈围岩穿层巷道的稳定性问题。该论文有图107幅,表12张,参考文献186篇。
曾冬艳[4]（2021）在《泥质膨胀岩遇水弱化时效性分析及工程实践》文中研究说明我国煤炭行业借助科技创新之力已经取得了跨越式的进步,仅2020全年我国煤炭开采、掘进机械化覆盖率分别达到了 78.5%和60.4%。但井下矿井资源开发始终面临着复杂的地质条件、灾害愈频发等难题,其中就包括了关于泥质膨胀性软岩巷道的围岩变形控制问题的研究,本文通过试验研究、理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对泥质膨胀性巷道的变形问题进行了研究,从以下几个方面取得了大巷围岩中泥质岩膨胀引起的时效性变形特性的有关研究成果:（1）通过岩石膨胀试验可知,巷道内泥质岩自由吸水状态下的膨胀变形曲线在岩石浸水初的前7 h内变化陡峭,近似线性膨胀,该阶段的膨胀率能达到最大膨胀率的36%;同时,有侧向约束状态下的泥质岩膨胀量要高于自由状态下的岩石膨胀量,达到变形稳定的时间也更短。（2）基于围岩松动圈理论、围岩湿度场运移规律和圆形巷道内膨胀岩膨胀规律,根据数学推导获得了实验室岩样所在的巷道围岩的膨胀变形计算公式;以底板变形为例,分别得到了新采掘的巷道4d、8d、12d、16d、20d、24d和28d后的底板表面膨胀变形曲线、距离巷道底板表面2.5 m、3.5 m、4.5 m、5.5 m、6.5 m、7.5 m和8.5 m位置处的膨胀变形曲线。（3）提出“水-力”作用下考虑岩石膨胀与弱化效应发生下的围岩膨胀量计算方法,推出了岩石软化度与弱化系数之间的关系式,发现岩石弱化程度与其膨胀程度大致呈正相关。（4）通过数值模拟研究,从岩石弱化程度和围岩弱化范围两方面研究了泥质膨胀性围岩的变形时效性。因弱化引起的顶板围岩下沉量增加率基本控制在5%以内,两帮围岩收缩率在10%以内,底板成了巷道开挖后的主卸压区,围岩遇水弱化的变形时效性也着重表现在底板底鼓量的变形时效性上。（5）基于北翼辅助运输巷的现场实测,发现围岩表面位移变化具有时间累积变形特点,顶底板变形比帮部变形突出,左帮变形速度大于右帮,巷道破坏主要表现为底鼓破坏。图[50]表[36]参[70]
蒋安飞[5]（2021）在《突出瓦斯在巷道内传播扩散规律研究》文中研究表明煤与瓦斯突出发生时,大量瓦斯携带煤（岩）在很短时间内涌入采场空间,能够摧毁巷道设施、破坏矿井通风系统,造成人员窒息,甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故。因此,研究突出瓦斯在巷道内的传播扩散规律显得尤为重要。为了深入研究突出瓦斯在巷道内的传播扩散规律,首先对突出瓦斯气流形成过程以及传播扩散规律进行了理论分析,其次依据相似准则,搭建了煤与瓦斯突出致灾可视化模拟实验系统,开展了不同突出强度条件下的煤与瓦斯突出实验,最后构建了突出瓦斯传播扩散特性的数值分析模型并进行了模拟计算。取得以下研究成果:⑴突出发生时,高压瓦斯气体急剧膨胀并不断压缩巷道内空气形成突出冲击波,突出冲击波后方为空气压缩区,即突出冲击气流。突出瓦斯气体的运移扩散速度要小于突出冲击气流的传播速度,紧跟着突出冲击气流的是煤-瓦斯气固两相流。⑵瓦斯压力对突出冲击波超压峰值的大小起决定作用。在相同装煤量条件下,突出冲击波超压峰值与瓦斯压力成正比。瓦斯压力越大,突出冲击波超压峰值越大,突出冲击波的传播速度也越大;突出冲击波超压峰值随传播距离的增大呈衰减趋势,巷道内障碍物的存在会使突出冲击波的衰减速度变慢。⑶突出瓦斯气体在巷道内的运移扩散大致经历了两个阶段:在第一个阶段内,突出瓦斯浓度急剧上升至峰值后快速衰减,该阶段突出瓦斯以驱替运移为主;第二阶段突出瓦斯浓度衰减速度相对平缓,突出瓦斯运移以自由扩散为主;煤体中吸附态瓦斯的持续解吸对巷道内瓦斯浓度的分布影响很大。瓦斯压力、装煤量越大,煤体吸附瓦斯量越大,突出时解吸瓦斯量越大,导致巷道内突出瓦斯浓度峰值越大。
张应建[6]（2021）在《鄂尔多斯东缘J区块煤层气储层伤害机理及钻井液体系研究》文中研究说明在弄清论文研究目的、意义及充分搜集前人研究资料的基础上,详细调研了国内外储层伤害机理和钻井液体系研究现状,从储层发育特征、孔隙结构特征、割理发育特征等多个方面对J区块的煤层气储层特征进行详细研究。分析研究储层伤害机理,认为应力作用、钻井液固相颗粒、煤岩膨胀、水锁伤害、聚合物类型、不配伍性及敏感性等是伤害煤层气储层的主要伤害机理;在此前提下,深入研究了适合J区块的钻井液体系,在确定基浆的基础上进行实验研究,优选出适合J区块的两种聚合物NDHE-21和HD-DJC,并确定浓度为0.2%;优选出适合J区块降滤失封堵剂JLS-FDJ,并确定浓度为0.4%;优选出适合J区块的两种防水锁处理剂FJE-1和JDE-1,并确定浓度为0.7%;优选出适合J区块的环保型增粘剂0.2%PAM-CM和润滑剂0.1%RHJ-21;优选出适合J区块的环保型钻井液体系为:河水+2%KCL+0.2%NDHE-21+0.4%JLV-FDJ+0.7%FJE-1+0.2%PAM-CM+0.1%RHJ-21。对优选出的钻井液体系进行综合性能评价,钻井液具有很好的流变性、滤失性、酸碱度、抗温性等;具有较强的渗透率恢复能力,平均恢复率95%以上;具有较强的抗Na Cl、抗Ca2SO4和抗Mg2SO4性能,抗污染能力较好;具有无生物毒性、无化学毒性和较易降解的环保性能。对J区块煤层气储层的伤害程度极低,能满足钻井液的基础性能和钻进需求。
马壮（John Z. Ma）[7]（2021）在《连续爆轰发动机起爆、湮灭、再起爆机理的实验研究》文中研究表明连续爆轰发动机是国际航空航天动力领域的热点,各主要国家都在投入人力、物力、财力抢占研发的制高点。研究进展上,大多数国家已经脱离了单纯的机理探索,逐渐向工程应用努力,一旦技术成熟并定型装备,极有可能在火箭发动机、航空发动机和冲压发动机领域取得跨越式发展。本文以国防重大需求为牵引,以工程化应用为目标,针对工程化所必须解决的连续爆轰发动机高效、稳定、可控的关键难题,开展了连续爆轰发动机起爆、湮灭、再起爆机理的实验研究。主要研究内容1为:（1）设计了五种不同构型的连续爆轰燃烧室。在导师的组织领导下,负责建设了北京大学连续爆轰发动机综合实验平台。目前该实验平台已具备不同流量范围的液态煤油和多种气态燃料的一体化综合控制实验能力。实验能力大幅度提升。（2）采用了一种小波变换（WT）分析方法,解决了短时傅里叶变换（STFT）在分析爆轰波压强信号时的倍频干扰问题。提出了一种工程上评价空间掺混效果的无量纲参数。多波相比单波模态,二次掺混时掺混不均匀导致爆轰波速度会进一步亏损,并给出了亏损模型。连续爆轰发动机起爆延迟时间随着预爆轰管充气时间的增加先增加后稳定不变。（3）通过系统分析高速摄影视频与压强变化曲线,发现了七种燃烧模态并给出了压强曲线判别方法,即爆燃模态、DDT过程、爆轰-爆燃并存模态、强-弱爆轰并存模态、不稳定转稳定爆轰模态、稳定爆轰模态和单-双波转变模态。连续爆轰波从起爆到稳定传播一般要经过自调节阶段和稳定阶段。自调节阶段包括爆燃、爆燃转爆轰（DDT）过程、爆轰与爆燃耦合、强弱爆轰耦合和不稳定转稳定爆轰。自调节阶段一般需要上百毫秒时间,增加总压可以缩短自调节阶段的时间。（4）实验中发现了连续爆轰发动机内三类再起爆现象。对于单波-双波-单波转变现象,提出了一种双波“交互-调整”机理来分析该过程。局部剩余的可燃气体经过燃烧室头部内壁附近激波反射所形成的持续的局部高压“热点”诱导再起爆所致。短时再起爆湮灭时间一般在几毫秒到十几毫秒之间。再起爆主要是由激波与壁面作用形成的高压点或者双波对撞形成的高压点或者反射激波形成的高压点或者它们之间的组合造成的。长时再起爆湮灭时间一般在一百毫秒到几百毫秒之间。长时再起爆是掺混不好导致爆燃在某一阶段占据主导作用造成的。在一定范围内增加喷注压力有利于爆轰波再起爆,从而缩短湮灭时间或者避免湮灭的发生。再起爆现象的存在会对发动机的稳定工作和性能造成影响。（5）在稳定爆轰模态下,发动机尾焰呈亮蓝色,出口温度较高,推力稳定。在爆燃占主导的不稳定燃烧模态下,发动机尾焰呈暗黄色,出口温度偏低,发动机出口处发生了扩散燃烧,推力不稳定。相同条件下,爆轰比爆燃比冲提高可达18%。通过设计水冷式燃烧室实现了长达20s的连续爆轰波稳定运行。发动机壁面缺陷的存在导致局部强扰动的流场,造成壁面局部温度过高而出现烧蚀。（6）结合连续爆轰波的特性和对不同飞行器动力要求,提出了五种面向工程应用的发动机概念设计方案并通过三维建模进行了详细的参数设计。
张琨[8]（2021）在《地应力释放的构造煤储层响应特征与机理研究》文中提出我国构造煤广泛发育,已有的疏水降压煤层气开发理论并不适用于构造煤煤层气的开发。碎软煤层采动卸压增透开发技术在构造煤发育矿区得到成功应用,但构造煤原位煤层气应力释放开发理论亟待探索,对应力释放后煤储层物性变化规律及其对流体流动状态控制机理等关键科学问题仍缺乏深入研究。本文以淮南矿区典型构造煤为研究示例,在充分认识煤层气地质条件及构造煤储层物性特征的基础上,综合运用实验研究、数值模拟、理论分析等研究手段,分析构造煤应力释放后煤储层的体积应变、孔裂隙结构与渗透性变化、流体解吸-扩散-渗流响应特征及其控制机理,进而尝试建立应力释放影响构造煤储层结构、孔隙度和渗透率、气体赋存运移状态的本构模型,通过数值模拟方法求解和验证模型。研究工作取得如下主要成果:（1）构造应力导致构造煤储层经历不同程度变形破坏,形成煤体结构和变力学性质的差异。煤岩脆性变形提高了煤岩的中孔和大孔体积,有利于气体快速运移;韧性变形则有助于煤中微孔的形成,增强煤体的吸附能力,但糜棱煤孔隙连通性相对较差。相较于原生结构煤,构造煤的应变和渗透率对应力变化的响应更加敏感,地应力对碎软构造煤孔裂隙的强烈压缩势必会影响气体的运移行为。（2）应力变化影响煤岩孔裂隙结构,进而控制和改变构造煤气体吸附/解吸行为。有效应力增加会降低构造煤煤体连通性,减少其在设定时间内的吸附量。煤基质的吸附膨胀在高围压条件下会压缩内部孔裂隙,使吸附能力强的构造煤变得更加致密低渗。有效应力降低时,构造煤样品会发生煤基质和裂隙的快速恢复和扩展,增加初始解吸量,但总解吸量的增幅不明显;有效应力降低可以持续缓慢促进原生结构煤解吸。（3）构造煤与原生结构煤储层结构与力学性质差异影响其渗透率对应力变化的响应。应力变化情况下,原生结构煤渗透率受控于煤基质裂隙结构的响应,构造煤煤体渗透率主要取决于粒间孔的变化。本文以裂隙体积应变来统一分析不同煤体结构样品渗透率随应力的变化情况,并建立了对应的经验模型来量化表征应力对煤岩体渗透率的控制。（4）基于地应力释放对煤体形变、解吸-运移状态、以及孔隙度和渗透率的改造机理,建立了地应力释放的煤储层结构响应本构模型。根据物理模拟实验结果,分别确定描述不同煤体结构样品应力释放过程中解吸响应和渗透率响应的经验参数,并使用数值模拟方法计算地应力释放条件下煤层气开采过程中的渗透率变化趋势。求解结果为后续的工程实践提供参考。该论文有图62幅,表26个,参考文献313篇。
李昊堃[9]（2020）在《太钢高碱度碱性球团矿制备及应用技术基础研究》文中指出碱性球团矿具有生产过程污染物排放量、固体燃料消耗量和返料量低于烧结矿,且其高温冶金性能优于酸性球团矿,高炉配用后有利于高炉实现低渣比、低燃料比及低污染物排放冶炼等多方面优点。国外企业生产碱性球团矿一般采用带式焙烧机工艺（使用气体燃料）,但我国由于能源结构以煤为主,国内球团矿生产企业（特别是独立运行的球团矿生产企业）主要采用以煤为燃料的链篦机-回转窑工艺。因此,需要从冶金物理化学的基本原理出发,结合必要的实验室研究和工业化试验,针对链篦机-回转窑碱性球团矿生产及高炉碱性球团矿应用过程中涉及的环节开展系统的基础研究工作。本文结合太钢未来在自有铁矿资源利用及高炉炉料结构优化方面的发展规划,基于太钢自产铁矿粉的原料特性,围绕链篦机-回转窑法碱性球团生产和高炉碱性球团应用,通过理论分析、模型计算、实验模拟及工业试验,系统研究了碱性球团焙烧特性和还原膨胀微观机制、链篦机-回转窑法生产碱性球团的适宜热工制度、高比例碱性球团高炉炉料结构对高炉冶炼过程影响的热力学机理。为全面推广链篦机-回转窑法碱性球团生产,以及高炉碱性球团矿应用提供理论基础和技术支撑。基于分子理论建立的球团矿焙烧过程热力学模型,系统研究了碱度对球团矿焙烧过程中形成复杂分子及其含量的影响。并在实验室条件下,以太钢自产铁精矿作为原料,制备了不同碱度的球团矿,应用XRD、SEM、EDS、Image-Pro Plus等研究手段,检测了不同碱度球团矿中复杂分子及其含量,验证了热力学模型计算结果的准确性。基于分子理论建立的热力学模型,为研究球团矿的焙烧过程提供了一种新的可靠研究手段,可以方便的预测出原料成分及焙烧温度变化对于球团矿焙烧过程的影响。利用建立的球团矿焙烧热力学模型结合必要的实验研究,系统研究了碱度对于球团矿焙烧固结机理的影响。研究结果表明,对于酸性球团矿而言,其固结机理为赤铁矿晶体再结晶并形成连晶结构;对于碱性球团矿而言,其固结机理为铁酸钙、含钙硅酸盐等低熔点化合物取代Fe2O3微晶连接成为赤铁矿晶体间的粘结相,并且球团矿的碱度不同粘结相的种类不同。当球团矿碱度小于1.0时,粘结相以钙铁橄榄石为主;当球团矿碱度大于1.0时,粘结相中的复合型针状铁酸钙含量增加,铁酸钙取代钙铁橄榄石成为碱性球团的主要粘结相。在碱性球团矿固结机理研究的基础上,进一步研究了碱度对球团矿还原膨胀行为的影响。研究结果表明,碱度小于1.0的球团矿,其还原过程中产生膨胀裂纹的主要原因为,钙铁橄榄石包裹的Fe2O3颗粒与独立的Fe2O3颗粒在还原速度上存在差异,使得球团矿内部产生应力集中,导致晶体结构发生破裂;碱度大于1.0的球团矿,由于球团矿的主要固结相转变为还原速度快的铁酸钙,在还原过程中其熔点较低,形成液相收缩后形成孔洞,减小了球团内因体积膨胀产生的应力集中。因此,碱度大于1.0的碱性球团矿在高炉内还原过程的体积膨胀率显着降低。通过实验室造球、焙烧试验,链篦机-回转窑模拟（扩大）试验及现场工业试验,研究了利用太钢自产精矿粉制备碱性球团矿的适宜预热焙烧制度。研究结果表明,鼓风干燥段风温230℃;抽风干燥段风温420℃;预热Ⅱ段风温1160-1180℃;回转窑窑头温度1165-1175℃。在以上工艺条件下生产的碱性球团矿指标:TFe含量62.3%,CaO/SiO2≥1.0,抗压强度≥3500N/个球,还原膨胀率≤15%。可以满足太钢大型高炉对入炉原料使用要求。基于最小自由能原理建立的气-固相热力学计算模型,系统研究了碱性球团矿比例对高炉块状带间接还原过程的影响规律。结果表明,随碱性球团矿比例的增加,炉料在高炉上部块状带的还原度呈下降趋势。其主要原因为随球团矿比例的增加,高炉炉料结构中的铁氧化物组成发生了变化,导致高炉块状带气固相还原反应的反应条件及平衡组成均发生了变化,使得综合炉料还原度下降。基于离子-分子共存理论,建立的高炉渣铁脱硅反应硅元素分配比热力学模型。研究了渣系中各组元的成分变化及对硅分配系数的影响,并定量地计算出渣中各复杂分子及各组元对脱硅的贡献。研究结果表明,高炉渣系中对硅元素分配比影响较大的复杂分子有CaO·SiO2、2CaO·SiO2、CaO·MgO·2SiO2三种,简单分子有CaO、MgO两种。由于碱性球团矿中的CaO含量要远高于酸性球团矿,因此,当高炉配用碱性球团矿有利于脱硅反应的进行。
闫浩[10]（2020）在《超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律》文中研究表明超临界CO2（SC-CO2）压裂技术作为一项环保的无水压裂开采技术,在煤炭资源安全开采过程中,引发了越来越多的关注。利用SC-CO2压裂煤体不仅能够改变煤体的裂隙结构,而且可以达到地质封存CO2的目的,具有重要的现实意义与应用前景。目前,SC-CO2压裂技术已经在非常规油气资源开采领域进行过初步探索,但整体处于起步阶段,关于SC-CO2压裂过程中的相态变化、裂缝扩展规律、复杂裂缝形成机理、压裂效果评估等内容还没有研究清楚,亟待进一步研究。本文围绕煤体压裂改造的主题,采用现场调研、实验室试验、理论分析、数值模拟、人工智能等手段,研究了SC-CO2压裂的分阶段致裂过程及其裂缝形成机制,得到了SC-CO2压裂煤体的裂缝扩展规律,建立了考虑SC-CO2流体低增压速率和高扩散能力的裂缝起裂准则,提出了SC-CO2压裂的分阶段数值模拟方法,构建了SC-CO2压裂效果的混合人工智能预测模型,并给出了基于智能模型的SC-CO2压裂工程设计方法。论文取得了如下主要创新性成果:（1）系统研究了SC-CO2压裂煤体的“射流冲击+相变膨胀”分阶段致裂原理,给出了CO2相变致裂阶段的爆裂能量估算公式,分析了温度场-渗流场-应力场耦合作用下SC-CO2压裂煤体的压力-时间演化规律与裂缝展布形态,揭示了SC-CO2压裂煤体的复杂裂缝形成机制。（2）研究了SC-CO2在压裂钻孔中的增压速率和钻孔围岩中的孔隙压力变化规律,建立了考虑SC-CO2流体低增压速率和高扩散能力的裂缝起裂准则,给出了SC-CO2压裂起裂压力及起裂时间的计算流程,构建了SC-CO2裂缝与天然裂缝相交前后剪切滑移量的定量分析方法。（3）提出了SC-CO2压裂的“流固耦合-相变当量”分阶段数值模拟方法,得到了地应力、注入速率等关键参数对SC-CO2压裂裂缝扩展的影响规律,定量分析了SC-CO2压裂阶段和CO2相变致裂阶段的压裂效果,揭示了相邻压裂钻孔间相向裂缝的扩展路径与动态扩展相互作用机制。（4）构建了集成支持向量机、灰狼优化算法、差分进化算法的SC-CO2压裂效果的混合人工智能预测模型,验证了DGWO-SVM混合人工智能模型的精确度,提出了基于混合智能模型的SC-CO2压裂工程设计方法与流程,并结合典型矿井工况条件进行了压裂方案设计。该论文有图99幅,表14个,参考文献203篇。
二、膨胀压力形成机理的实验室研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、膨胀压力形成机理的实验室研究（论文提纲范文）
（1）单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 不锈钢冶金原理及工艺特点 |
| 2.1.1 不锈钢冶金原理 |
| 2.1.2 不锈钢冶炼工艺特点 |
| 2.2 不锈钢冶炼方法 |
| 2.2.1 AOD法与VOD法 |
| 2.2.2 VCR-AOD法与REDA法 |
| 2.3 不锈钢冶炼工艺流程 |
| 2.3.1 两步法冶炼流程 |
| 2.3.2 三步法冶炼流程 |
| 2.3.3 新技术冶炼流程 |
| 2.4 单嘴精炼炉的提出及发展 |
| 2.4.1 单嘴炉工作原理及功能 |
| 2.4.2 单嘴炉工业应用及效果 |
| 2.5 单嘴精炼炉钢液流动行为研究 |
| 2.5.1 单嘴炉混匀实验研究 |
| 2.5.2 单嘴炉数值模拟研究 |
| 2.5.3 单嘴炉环流量特性研究 |
| 2.6 单嘴精炼炉脱碳特性研究 |
| 2.6.1 进站碳、氧含量对脱碳速率的影响 |
| 2.6.2 真空压降制度对脱碳速率的影响 |
| 2.6.3 吹氩制度对脱碳速率的影响 |
| 2.6.4 单嘴炉脱碳模型研究 |
| 2.7 研究背景及内容 |
| 2.7.1 研究背景 |
| 2.7.2 研究内容 |
| 3 单嘴炉气泡上浮行为及流场结构解析 |
| 3.1 研究内容与方法 |
| 3.1.1 物理模拟和数值模拟 |
| 3.1.2 环流量及混匀时间测量方法 |
| 3.1.3 炉型参数模拟方案 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.2.1 单嘴炉典型的熔池混匀规律 |
| 3.2.2 实测与模型预测混匀时间对比 |
| 3.3 结果分析及讨论 |
| 3.3.1 气泡上浮行为及搅拌特征 |
| 3.3.2 全熔池流场结构及组成特征 |
| 3.3.3 浸渍管内径对循环流场的影响 |
| 3.3.4 底部吹气位置对流场的影响 |
| 3.3.5 浸渍管插入深度对流场的影响 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 偏心单嘴炉钢液流动特性及透气砖布置研究 |
| 4.1 研究内容与方案 |
| 4.2 结果分析及讨论 |
| 4.2.1 浸渍管偏移对循环流场的影响 |
| 4.2.2 水模型中双透气砖搅拌流场特征 |
| 4.2.3 双透气砖夹角变化对流场的影响 |
| 4.2.4 双透气砖与单透气砖的流场对比 |
| 4.2.5 双透气砖搅拌效果 |
| 4.3 本章小节 |
| 5 单嘴炉真空室顶渣流动行为研究 |
| 5.1 水模型研究 |
| 5.1.1 实验设计 |
| 5.1.2 实验结果及讨论 |
| 5.2 数值模拟研究 |
| 5.2.1 数值模型的建立 |
| 5.2.2 模拟结果及讨论 |
| 5.3 顶渣行为对富铬渣还原的影响机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 单嘴炉冶炼不锈钢炉型设计及工业化应用 |
| 6.1 冶炼不锈钢用单嘴炉工业炉型设计 |
| 6.1.1 炉型设计原则 |
| 6.1.2 25吨单嘴炉炉型尺寸设计 |
| 6.1.3 耐材设计及其它配套装置 |
| 6.2 单嘴炉处理不锈钢工艺冶炼效果 |
| 6.2.1 不锈钢冶炼工艺 |
| 6.2.2 脱碳效果 |
| 6.2.3 Cr氧化及收得率 |
| 6.2.4 冶炼成分均匀性 |
| 6.2.5 脱氮效果 |
| 6.2.6 耐材侵蚀及喷溅情况 |
| 6.3 本章小节 |
| 7 单嘴炉冶炼不锈钢工艺模型研究 |
| 7.1 不锈钢冶炼工艺模型建立 |
| 7.1.1 钢液真空脱碳模型 |
| 7.1.2 合金氧化及温度变化模型 |
| 7.2 模型参数选取与计算 |
| 7.3 数学模型模拟流程 |
| 7.4 模型验证及冶金工艺讨论 |
| 7.4.1 模型验证 |
| 7.4.2 冶炼工艺讨论 |
| 7.5 不锈钢冶炼关键工艺 |
| 7.6 本章小节 |
| 8 研究结论和创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录A 第7章数学模型公式符号清单 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）高效消焰剂型安全高威力水胶炸药爆炸性能及破岩机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矿许用炸药 |
| 1.2.2 硬岩巷道爆破掘进 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 炸药性能与破岩相关理论 |
| 2.1 爆破破岩应力波理论 |
| 2.1.1 爆炸作用下的岩土破坏作用 |
| 2.1.2 炮孔孔壁压力计算 |
| 2.1.3 粉碎区和裂隙区半径的计算 |
| 2.2 炸药爆破功率及传递理论 |
| 2.2.1 炸药爆炸功率P_0 |
| 2.2.2 爆轰产物功率P_j |
| 2.2.3 介质获取的功率P_m |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高效消焰剂安全高威力水胶炸药配方设计研究 |
| 3.1 安全炸药技术理论 |
| 3.1.1 可燃气体的燃烧与爆炸 |
| 3.1.2 消焰剂的抑制作用 |
| 3.2 安全高威力水胶炸药配方设计理论 |
| 3.2.1 配方设计思路 |
| 3.2.2 炸药热化学参数计算 |
| 3.2.3 安全高威力水胶炸药配方设计数学模型 |
| 3.2.4 基于零氧平衡的配方设计 |
| 3.2.5 制备工艺 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 高效消焰剂安全高威力水胶炸药性能测试实验研究 |
| 4.1 可燃气体安全度测试和做功能力测试 |
| 4.1.1 实验室可燃气体安全性测试 |
| 4.1.2 可燃气体安全性权威机构检测 |
| 4.2 做功能力的权威机构检测 |
| 4.3 炸药爆速测试 |
| 4.4 撞击感度测试 |
| 4.5 热稳定性测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 高效消焰剂安全高威力水胶炸药状态方程参数拟合 |
| 5.1 水胶炸药爆轰产物状态方程 |
| 5.2 水胶炸药JWL状态方程参数拟合 |
| 5.2.1 γ的计算 |
| 5.2.2 E_0的计算 |
| 5.2.3 水胶炸药爆速的理论计算 |
| 5.3 水胶炸药爆破破岩的数值模拟 |
| 5.3.1 单孔爆破模拟 |
| 5.3.2 空孔对直孔掏槽爆破效果影响的数值模拟 |
| 5.4 空孔直眼掏槽的三维数值模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高效消焰剂安全高威力水胶炸药硬岩巷道应用试验 |
| 6.1 试验方案 |
| 6.2 掏槽优化爆破试验 |
| 6.2.1 模型设计与制作 |
| 6.2.2 模型爆破试验过程 |
| 6.2.3 试验结果及分析 |
| 6.2.4 爆破方案和爆破参数 |
| 6.2.5 试验结果 |
| 6.3 安全高威力炸药与三级炸药应用对比试验 |
| 6.4 安全高威力炸药与二级炸药应用对比试验 |
| 6.4.1 爆破方案和爆破参数 |
| 6.4.2 试验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
（3）深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出与研究意义 |
| 1.2 深部层状岩体围岩变形、破坏与支护研究综述 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究思路与方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 基于强度准则法计算围岩松动圈的分析与研究 |
| 2.1 岩石强度准则法计算松动圈的基本假设 |
| 2.2 基于Mohr-Coulomb准则求解 |
| 2.3 基于Drucker-Prager准则求解 |
| 2.4 基于Hoek-Brown准则求解 |
| 2.5 解析法求解松动圈在层状岩体中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 深部层状岩体巷道围岩失稳全过程模型试验 |
| 3.1 模型试验系统 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.3 模型试验的相似准则、材料与模型制作 |
| 3.4 试验加载方案 |
| 3.5 试验监控与数据采集系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理的试验分析 |
| 4.1 层状岩体巷道围岩松动圈形成过程中的围岩破裂演化分析 |
| 4.2 含软弱层围岩的松动圈及其与支护作用分析 |
| 4.3 含软弱层围岩巷道的稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 层状岩体结构对松动圈形成机理的影响分析 |
| 5.1 数值计算模型与方案 |
| 5.2 加载方向对层状围岩松动圈的影响 |
| 5.3 不同层状岩体结构对松动圈形成机理的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 深部大松动圈围岩穿层巷道协同控制的应用研究 |
| 6.1 工程背景 |
| 6.2 现场原位测试分析 |
| 6.3 层状围岩非对称协同控制设计 |
| 6.4 现场试验分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）泥质膨胀岩遇水弱化时效性分析及工程实践（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 泥质膨胀岩膨胀特性研究 |
| 1.2.2 泥质膨胀岩弱化特性研究 |
| 1.2.3 围岩“膨胀-弱化”变形数值计算研究 |
| 1.3 研究中存在的不足 |
| 1.4 研究内容和研究技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 泥质膨胀岩膨胀特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案及试样制备 |
| 2.3 自由膨胀率试验 |
| 2.3.1 试验仪器 |
| 2.3.2 试验步骤 |
| 2.3.3 试验结果与分析 |
| 2.4 侧限无荷膨胀率试验 |
| 2.4.1 试验仪器 |
| 2.4.2 试验步骤 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 膨胀应力试验 |
| 2.5.1 试验仪器 |
| 2.5.2 试验步骤 |
| 2.5.3 试验结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 泥质膨胀性围岩膨胀机制分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 膨胀区的形成 |
| 3.2.1 水的影响 |
| 3.2.2 膨胀区 |
| 3.3 膨胀区膨胀变形量计算 |
| 3.3.1 计算方式:简化为圆形巷道计算变形量 |
| 3.3.2 岩石计算参数 |
| 3.3.3 围岩膨胀量计算 |
| 3.4 膨胀区膨胀应力演化规律分析 |
| 3.5 膨胀区膨胀与弱化的关系 |
| 3.5.1 岩石弱化效应描述 |
| 3.5.2 岩石膨胀与劣化关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 泥质膨胀岩弱化对围岩控制的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何模型建立 |
| 4.2.1 边界条件 |
| 4.2.2 本构模型 |
| 4.2.3 岩石力学参数 |
| 4.3 模拟方案 |
| 4.3.1 模拟内容 |
| 4.3.2 岩石遇水弱化规律 |
| 4.3.3 模拟过程 |
| 4.4 膨胀性围岩弱化变形规律演化分析 |
| 4.4.1 弱化后的围岩垂直应力演化规律 |
| 4.4.2 弱化后的围岩水平应力演化规律 |
| 4.4.3 弱化后的围岩垂直位移演化规律 |
| 4.4.4 弱化后的围岩水平位移演化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 泥质膨胀性围岩变形时效性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算平衡过程 |
| 5.2.1 围岩自重平衡 |
| 5.2.2 围岩开挖平衡 |
| 5.2.3 最大不平衡力平衡过程 |
| 5.3 模拟监测设置 |
| 5.3.1 时间设置 |
| 5.3.2 开挖围岩初次控制 |
| 5.3.3 监测点布置 |
| 5.4 弱化后的围岩控制变形时效性特征 |
| 5.4.1 顶板时效性变形特征 |
| 5.4.2 两帮时效性变形特征 |
| 5.4.3 底板时效性变形特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 工程现场实测研究分析 |
| 6.1 北翼大巷工程概况 |
| 6.2 北翼辅助运输巷地质条件 |
| 6.3 监测内容及方法 |
| 6.4 表面位移观测结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（5）突出瓦斯在巷道内传播扩散规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出物理模拟实验设备研究现状 |
| 1.2.2 煤与瓦斯突出冲击波传播规律研究现状 |
| 1.2.3 巷道内突出瓦斯运移扩散规律研究现状 |
| 1.3 研究存在的不足 |
| 1.4 研究目的、内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 突出瓦斯在巷道内传播扩散规律理论分析 |
| 2.1 突出过程巷道内瓦斯气流传播过程 |
| 2.2 突出冲击波传播规律分析 |
| 2.2.1 突出冲击波初始能量分析 |
| 2.2.2 突出冲击波传播分析 |
| 2.3 突出瓦斯气体在巷道内的运移扩散规律 |
| 2.3.1 巷道内停(无)风时瓦斯运移扩散规律 |
| 2.3.2 巷道瓦斯随(逆)风运移扩散规律 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤与瓦斯突出致灾可视化模拟实验系统 |
| 3.1 实验系统设计原理 |
| 3.1.1 相似原理 |
| 3.1.2 实验系统设计思路 |
| 3.2 实验系统构成 |
| 3.2.1 突出源及发生装置 |
| 3.2.2 充气系统 |
| 3.2.3 可视化模拟巷道 |
| 3.2.4 数据采集分析系统 |
| 3.2.5 辅助装置 |
| 3.3 实验方案与步骤 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 实验步骤 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 突出瓦斯在巷道内传播扩散规律分析 |
| 4.1 突出过程巷道内突出瓦斯气流传播现象 |
| 4.2 突出冲击波在巷道内的形成及传播规律 |
| 4.2.1 瓦斯压力对突出冲击波传播的影响 |
| 4.2.2 装煤量对突出冲击波传播的影响 |
| 4.2.3 突出冲击波在进风巷与回风巷内传播规律 |
| 4.3 突出瓦斯气体在通风巷道中的运移扩散规律 |
| 4.3.1 瓦斯压力对巷道内瓦斯气体运移扩散的影响 |
| 4.3.2 装煤量对巷道内瓦斯气体运移扩散的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 突出瓦斯在巷道内传播扩散规律数值模拟研究 |
| 5.1 数值模拟计算模型 |
| 5.1.1 突出瓦斯气流的控制方程 |
| 5.1.2 突出瓦斯气流的模型构建与参数选取 |
| 5.2 数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 突出前巷道内风流分布特征 |
| 5.2.2 泄压后突出冲击波在巷道内的传播特征规律 |
| 5.2.3 泄压后瓦斯气体在巷道内的运移扩散规律 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）鄂尔多斯东缘J区块煤层气储层伤害机理及钻井液体系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 储层伤害研究现状 |
| 1.2.2 钻井液研究现状 |
| 1.3 研究的主要内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 第二章 J区块煤层气储层特征 |
| 2.1 储层发育特征 |
| 2.2 煤岩特征 |
| 2.3 煤阶及煤质特征 |
| 2.4 储层孔隙类型及结构特征 |
| 2.5 储层割理发育特征 |
| 2.6 储层物性特征 |
| 2.7 储层地层水特征 |
| 2.8 储层温度与压力特征 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 J区块煤层气储层伤害机理研究 |
| 3.1 应力对煤层气储层的伤害 |
| 3.1.1 应力对煤层气储层的伤害机理 |
| 3.1.2 应力对煤层气储层伤害的实验研究 |
| 3.2 钻井液固相颗粒对煤层气储层的伤害 |
| 3.2.1 固相颗粒对煤层气储层伤害的机理 |
| 3.2.2 固相颗粒对煤层气储层伤害的实验研究 |
| 3.3 钻井液侵入引起的煤岩膨胀对煤层气储层的伤害 |
| 3.4 钻井液侵入引起的水锁伤害 |
| 3.4.1 水锁伤害机理 |
| 3.4.2 水锁伤害实验研究 |
| 3.5 钻井液聚合物对煤层气储层的伤害 |
| 3.5.1 聚合物对煤层气储层的伤害机理分析 |
| 3.5.2 聚合物对煤层气储层伤害的实验研究 |
| 3.6 钻井液与地层水不配伍性引起伤害 |
| 3.7 钻井液侵入引起的敏感性伤害 |
| 3.7.1 钻井液侵入引起的盐敏伤害 |
| 3.7.2 钻井液侵入引起的水敏伤害 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 J区块钻井液体系研究 |
| 4.1 环保型钻井液处理剂的优选 |
| 4.1.1 基浆的确定 |
| 4.1.2 聚合物的优选 |
| 4.1.3 降滤失封堵剂的优选 |
| 4.1.4 防水锁剂的优选 |
| 4.1.5 增粘剂的优选 |
| 4.1.6 润滑剂的优选 |
| 4.2 环保型钻井液配方整体优化性能评价 |
| 4.2.1 常规性能评价 |
| 4.2.2 渗透率恢复性能评价 |
| 4.2.3 抗污染性能评价 |
| 4.2.4 环保性能评价 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 主要结论及认识 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）连续爆轰发动机起爆、湮灭、再起爆机理的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 爆轰现象与爆轰理论 |
| 1.2.1 爆燃与爆轰 |
| 1.2.2 爆轰现象的发现 |
| 1.2.3 C-J理论 |
| 1.2.4 ZND模型 |
| 1.2.5 爆轰波胞格结构 |
| 1.2.6 爆轰波自持机理讨论 |
| 1.3 爆轰推进 |
| 1.3.1 脉冲爆轰发动机 |
| 1.3.2 驻定 (斜) 爆轰发动机 |
| 1.3.3 连续爆轰发动机 |
| 1.4 连续爆轰发动机最新研究进展 |
| 1.4.1 连续爆轰火箭式发动机 |
| 1.4.2 连续爆轰冲压式发动机 |
| 1.4.3 连续爆轰涡轮式发动机 |
| 1.4.4 挑战、发展趋势及思考 |
| 1.5 问题与不足 |
| 1.6 本文的主要工作和内容 |
| 第二章 实验系统及方法 |
| 2.1 连续爆轰燃烧室 |
| 2.2 供气系统 |
| 2.2.1 气库 |
| 2.2.2 配气柜 |
| 2.2.3 附件台架 |
| 2.2.4 末端台架 |
| 2.3 排气系统 |
| 2.3.1 排气管道 |
| 2.3.2 消音塔 |
| 2.4 点火系统 |
| 2.4.1 火花塞 |
| 2.4.2 预爆轰管 |
| 2.5 测控系统 |
| 2.5.1 控制/低频采集系统 |
| 2.5.2 独立高频采集系统 |
| 2.6 煤油系统 |
| 2.6.1 煤油供给 |
| 2.6.2 煤油热解 |
| 2.7 参数测量 |
| 2.7.1 流量测量 |
| 2.7.2 压力测量 |
| 2.7.3 温度测量 |
| 2.7.4 推力测量 |
| 2.7.5 光学测量 |
| 2.8 实验方法 |
| 2.8.1 时序设计 |
| 2.8.2 实验操作大纲 |
| 2.9 实验系统安全防护设计 |
| 2.9.1 系统安全防护措施 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 连续爆轰波传播特性分析及其影响因素实验研究 |
| 3.1 连续爆轰波典型工作模态 |
| 3.2 连续爆轰波小波分析 |
| 3.3 掺混距离对连续爆轰波工作模态的影响 |
| 3.3.1 实验研究 |
| 3.3.2 数值模拟 |
| 3.4 预爆轰管充气时间对连续爆轰波传播特性的影响 |
| 3.4.1 对爆轰波传播速度的影响 |
| 3.4.2 对爆轰波起爆延迟时间的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 连续爆轰波起爆、湮灭、再起爆机理的实验研究 |
| 4.1 连续爆轰波起爆及稳定过程 |
| 4.1.1 燃烧模态识别 |
| 4.1.2 连续爆轰波稳定过程 |
| 4.2 单波-双波-单波转变机理 |
| 4.2.1 单波-双波-单波转变现象 |
| 4.2.2 单波-双波-单波转变机理分析 |
| 4.3 短时再起爆机理 |
| 4.3.1 短时再起爆现象 |
| 4.3.2 短时再起爆机理分析 |
| 4.4 长时再起爆机理 |
| 4.4.1 长时再起爆现象 |
| 4.4.2 长时再起爆机理分析 |
| 4.5 喷注压力对再起爆特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 水冷式连续爆轰发动机实验研究 |
| 5.1 水冷系统设计 |
| 5.2 水冷式燃烧室设计 |
| 5.3 连续爆轰发动机性能分析 |
| 5.4 连续爆轰发动机长程实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文取得的主要研究成果 |
| 6.2 全文的主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 连续爆轰发动机面向工程应用的概念设计 |
| A.1 基于液态燃料的连续爆轰冲压组合发动机概念设计 |
| A.1.1 设计背景 |
| A.1.2 设计简述 |
| A.1.3 创新点 |
| A.2 基于固体粉末的连续爆轰冲压组合发动机概念设计 |
| A.2.1 设计背景 |
| A.2.2 设计简述 |
| A.2.3 创新点 |
| A.3 基于固体粉末的连续爆轰火箭发动机概念设计 |
| A.3.1 设计背景 |
| A.3.2 设计简述 |
| A.3.3 创新点 |
| A.4 基于连续爆轰加力的涡扇发动机概念设计 |
| A.4.1 设计背景 |
| A.4.2 设计简述 |
| A.4.3 创新点 |
| A.5 基于连续爆轰的涡扇发动机概念设计 |
| A.5.1 设计背景 |
| A.5.2 设计简述 |
| A.5.3 创新点 |
| A.6 总结 |
| 附录B 实验应急预案和注意事项 |
| 博士期间发表和完成的论文 |
| 致谢 |
（8）地应力释放的构造煤储层响应特征与机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题目的及依据 |
| 1.2 研究现状及存在问题 |
| 1.3 研究内容与研究方案 |
| 1.4 论文完成工作量 |
| 2 采样区地质背景与样品制备 |
| 2.1 采样区地质背景 |
| 2.2 样品的采集与制备 |
| 3 构造煤储层特征实验研究 |
| 3.1 煤岩体孔-裂隙结构特征 |
| 3.2 吸附-解吸特征 |
| 3.3 渗透性 |
| 3.4 力学性质 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 应力加卸载条件下构造煤气体吸附/解吸响应特征及其机理 |
| 4.1 模拟实验方案与实验参数 |
| 4.2 有效应力对煤吸附行为的影响 |
| 4.3 模拟地应力释放条件下构造煤的气体解吸过程 |
| 4.4 加卸载过程构造煤气体吸附/解吸响应机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 加卸载条件下构造煤储层渗透性响应特征及其机理 |
| 5.1 模拟实验平台 |
| 5.2 渗透率的应力敏感性实验 |
| 5.3 加卸载过程的构造煤渗透率响应机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 地应力释放条件下构造煤储层结构演化机理与本构模型 |
| 6.1 地应力释放条件下构造煤储层结构演化的控制机理 |
| 6.2 地应力释放条件下煤储层结构响应的本构模型 |
| 6.3 地应力释放的构造煤储层结构响应特征的数值模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）太钢高碱度碱性球团矿制备及应用技术基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 球团矿生产工艺的现状及发展趋势 |
| 2.1.1 球团矿的特点 |
| 2.1.2 国外球团矿生产工艺的发展现状 |
| 2.1.3 国内球团矿生产工艺的发展现状 |
| 2.1.4 铁矿球团工艺未来的发展趋势 |
| 2.2 球团矿的生产工艺及特点 |
| 2.2.1 球团矿竖炉生产工艺 |
| 2.2.2 球团矿链篦机-回转窑生产工艺 |
| 2.2.3 球团矿带式焙烧机生产工艺 |
| 2.3 球团矿的种类及特点 |
| 2.3.1 酸性球团矿 |
| 2.3.2 碱性球团矿 |
| 2.4 球团矿还原过程膨胀现象的研究现状 |
| 2.4.1 球团矿还原过程膨胀机理 |
| 2.4.2 碱金属、氟对球团还原膨胀性的影响 |
| 2.4.3 脉石组分对球团还原膨胀性的影响 |
| 2.4.4 含镁添加剂对球团还原膨胀性的影响 |
| 2.4.5 焙烧温度对球团矿还原膨胀率的影响 |
| 2.4.6 还原气氛对球团还原膨胀的影响 |
| 2.4.7 内配碳对双层球团还原膨胀率的影响 |
| 2.5 国内外高炉炉炉料结构中球团矿使用情况 |
| 2.6 课题研究意义及主要研究内容 |
| 3 碱性球团制备原料基础性能研究 |
| 3.1 铁精矿基础性能研究 |
| 3.2 膨润土基础性能研究 |
| 3.3 石灰石粉基础性能研究 |
| 3.4 小结 |
| 4 碱性球团焙烧固结机理及还原膨胀行为研究 |
| 4.1 球团矿焙烧过程热力学模型建立 |
| 4.2 不同碱度球团矿的模型计算结果及固结机理分析 |
| 4.3 模型计算结果的可靠性验证 |
| 4.3.1 不同碱度球团矿试验的制备研究 |
| 4.3.2 不同碱度球团矿XRD衍射法分析 |
| 4.3.3 不同碱度球团矿显微结构分析 |
| 4.3.4 不同碱度球团矿微观结构图像分析 |
| 4.4 不同碱度球团矿的还原过程体积膨胀机理研究 |
| 4.4.1 不同碱度球团还原过程的体积膨胀性能实验结果 |
| 4.4.2 不同碱度球团矿还原后的物相组成分析 |
| 4.4.3 不同碱度球团矿还原后的显微结构分析 |
| 4.4.4 不同碱度球团矿还原膨胀机理分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 链篦机-回转窑法碱性球团制备技术研究 |
| 5.1 碱性球团矿生球制备试验 |
| 5.2 碱性球团生球干燥特性研究 |
| 5.2.1 不同碱度下的生球爆裂温度 |
| 5.2.2 不同碱度下的生球干燥速率 |
| 5.3 碱性球团预热焙烧制度研究 |
| 5.3.1 预热制度 |
| 5.3.2 焙烧制度 |
| 5.4 链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿合理工艺参数研究 |
| 5.4.1 碱性球团矿合理链篦机干燥预热工艺参数研究 |
| 5.4.2 碱性球团矿合理回转窑焙烧工艺参数研究 |
| 5.4.3 不同碱度球团矿对比试验研究 |
| 5.5 小结 |
| 6 太钢碱性球团矿工业生产试验研究 |
| 6.1 第一次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究 |
| 6.1.1 工业试验条件 |
| 6.1.2 工业试验过程 |
| 6.1.3 工业试验结果及讨论 |
| 6.2 球团强度对还原膨胀的影响 |
| 6.2.1 不同抗压强度碱性球团矿的外观 |
| 6.2.2 不同抗压强度碱性球团矿的显微结构分析 |
| 6.2.3 不同抗压强度球团还原膨胀机理分析 |
| 6.3 球团粒度对还原膨胀的影响 |
| 6.3.1 不同粒度碱性球团矿的外观 |
| 6.3.2 不同粒度碱性球团矿的显微结构分析 |
| 6.3.3 不同粒度碱性球团矿还原膨胀机理分析 |
| 6.4 第二次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究 |
| 6.4.1 控制碱性球团矿还原膨胀率的措施 |
| 6.4.2 工业试验条件 |
| 6.4.3 工业试验结果及讨论 |
| 6.5 小结 |
| 7 碱性球团矿在太钢特大型高炉炉料结构中的应用研究 |
| 7.1 碱性球团矿对高炉块状带间接还原过程的影响研究 |
| 7.1.1 高炉块状带气固相还原反应热力学模型建立 |
| 7.1.2 模型可靠性评价及计算结果讨论分析 |
| 7.2 碱性球团矿对高炉炉料熔滴性能的影响研究 |
| 7.2.1 炉料熔滴性能实验方案及原料条件 |
| 7.2.2 炉料熔滴性能实验结果及讨论 |
| 7.2.3 基于炉料熔滴试样的渣铁分离行为研究 |
| 7.3 碱性球团矿对高炉炉缸渣铁反应过程的影响研究 |
| 7.3.1 基于离子-分子共存理论的硅分配比预报模型建立 |
| 7.3.2 硅分配比预报模型可靠性评价 |
| 7.3.3 硅分配比预报模型计算结果与讨论 |
| 7.4 小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 高炉块状带气固相还原反应热力学模型计算原始数据 |
| 附录B 硅分配比预报模型可靠性验证计算原始数据 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 SC-CO_2压裂煤体的分阶段致裂原理 |
| 2.1 煤体的孔裂隙结构特征 |
| 2.2 SC-CO_2压裂全过程相态特征及分阶段致裂机制 |
| 2.3 SC-CO_2压裂阶段的能量耗散 |
| 2.4 CO_2相变致裂阶段的爆裂能量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 真三轴SC-CO_2压裂煤体裂缝扩展试验 |
| 3.1 真三轴SC-CO_2压裂试验方案 |
| 3.2 SC-CO_2压裂过程中的压力-时间演化规律 |
| 3.3 热流固耦合作用下煤体裂缝扩展形态 |
| 3.4 SC-CO_2压裂煤体的复杂裂缝形成机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SC-CO_2压裂的裂缝起裂准则及剪切滑移行为 |
| 4.1 煤层钻孔围岩应力场分析 |
| 4.2 SC-CO_2压裂的裂缝起裂准则 |
| 4.3 SC-CO_2裂缝与天然裂缝相交的剪切滑移行为 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 流固耦合-相变当量分阶段模拟方法及裂缝动态扩展特征 |
| 5.1 流固耦合-相变当量分阶段压裂数值模拟方法 |
| 5.2 分阶段压裂数值模拟方法的验证 |
| 5.3 单孔裂缝动态扩展行为特征 |
| 5.4 多孔相向裂缝动态扩展行为特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 SC-CO_2压裂效果的混合智能预测模型及应用 |
| 6.1 DGWO-SVM混合智能模型 |
| 6.2 模型训练参数的选取与量化 |
| 6.3 DGWO-SVM混合模型的建立与预测 |
| 6.4 SC-CO_2压裂工程设计方法 |
| 6.5 SC-CO_2压裂试验矿井工程设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、膨胀压力形成机理的实验室研究（论文参考文献）
- [1]单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺[D]. 代卫星. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]高效消焰剂型安全高威力水胶炸药爆炸性能及破岩机制研究[D]. 刘伟. 安徽理工大学, 2021(02)
- [3]深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究[D]. 朱俊福. 中国矿业大学, 2021(02)
- [4]泥质膨胀岩遇水弱化时效性分析及工程实践[D]. 曾冬艳. 安徽理工大学, 2021(02)
- [5]突出瓦斯在巷道内传播扩散规律研究[D]. 蒋安飞. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [6]鄂尔多斯东缘J区块煤层气储层伤害机理及钻井液体系研究[D]. 张应建. 西安石油大学, 2021(09)
- [7]连续爆轰发动机起爆、湮灭、再起爆机理的实验研究[D]. 马壮（John Z. Ma）. 北京大学, 2021(09)
- [8]地应力释放的构造煤储层响应特征与机理研究[D]. 张琨. 中国矿业大学, 2021(02)
- [9]太钢高碱度碱性球团矿制备及应用技术基础研究[D]. 李昊堃. 北京科技大学, 2020(11)
- [10]超临界CO2压裂煤体分阶段致裂机理及裂缝扩展规律[D]. 闫浩. 中国矿业大学, 2020