吴星辉
- 作品数：10 被引量：179H指数：7
- 供职机构：北京科技大学资源工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学电子电信天文地球更多>>
- 热损伤岩石物理力学特性演化机制研究进展被引量：12
- 2022年
- 为深入了解温度作用下岩石热损伤演化机制,对超深钻探、深地实验室、核废料处置库、地热资源开发等地下岩体工程的安全性和稳定性做出合理性评价,本文通过分析整理国内外文献,系统综述了温度作用下岩体变形破坏方面的研究进展与成果.简述了高温作用下岩石的物理力学特性,侧重总结了岩石物理力学参量随温度变化的演化规律.重点分析了深部岩石材料在高温条件下岩体结构及相关物理场探测技术的最新研究成果,梳理了声发射(AE)、超声波(UT)、X射线分析(XRD)、偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)、核成像技术(NMR)以及CT扫描技术等先进的辅助试验设备在热破裂分析中的应用.归纳总结了国内外学者采用的热力耦合模型和数值分析方法及适用条件,简略阐述了温度作用下岩石力学参量变异性特征.最后,指出了当前岩石热损伤研究中存在的一些局限性,并从深部地下工程建设方面展望了未来的发展方向,即多尺度、多场-相探究岩石热损伤机理,宏-细-微观角度系统分析岩石热损伤演化规律.
- 吴星辉李鹏李鹏李鹏郭奇峰郭奇峰
- 关键词：热损伤热破裂
- 不同热处理作用下花岗岩纵波波速和导热能力的演化规律分析被引量：18
- 2022年
- 在地热能源开采过程中,温度对高温岩石的物理特性有着显著的影响,尤其是高温花岗岩遇水冷却后导热特性会发生很大的变化。为进一步研究温度和冷却方式对高温花岗岩物理特性的影响,开展高温花岗岩自然冷却和遇水冷却试验,通过对其质量、体积、密度和波速等常规物理特性以及导热特性的测试,对比分析2种冷却方式下的物理参数变化规律。结果表明:质量损失率、体积增加率、密度变化率和波速衰减率随温度的升高呈指数型增加,当温度T=450℃时,花岗岩的物理特性变化率显著增加。遇水冷却能够增大花岗岩微裂纹密度,导致其物理特性进一步变化。热处理后花岗岩的导热系数随温度(25℃~1 050℃)升高呈非线性降低,由3.41 W/(m·K)降至0.96 W/(m·K),降低了72.85%。热处理后花岗岩的导热系数与其质量损伤率、体积增加率和波速衰减率成负相关,可以用指数函数来表示。对比各物理参数的改性系数发现,在敏感性方面:纵波波速>导热系数>密度,因此纵波波速可以优先作为衡量花岗岩热损伤的指标参数。
- 吴星辉蔡美峰蔡美峰任奋华郭奇峰郭奇峰郭奇峰张利伟
- 关键词：岩石力学冷却方式纵波波速
- 地基合成孔径雷达的发展现状及应用被引量：33
- 2019年
- 为了使地基合成孔径雷达(ground-based synthetic aperture radar,GB-SAR)在地表微变形监测领域得到更广泛的应用,首先概述了GB-SAR的主要类型,并选择几种具有代表性的系统介绍了其工作原理及重要参数。然后以中国安全生产科学研究院自主研发的边坡合成孔径雷达型地基雷达为例,总结了常规差分干涉处理中的重要技术,利用相似模拟实验验证了GB-SAR的监测精度,并且展现了GB-SAR在露天矿山边坡监测、矿山排土场监测和山体滑坡应急救援监测方面的应用。最后提出了GB-SAR在变形监测中存在的一些问题以及后续发展中的建议。
- 吴星辉马海涛张杰
- 关键词：合成孔径地质灾害监测预警
- 边坡雷达系统在露天矿边坡监测中的应用被引量：38
- 2018年
- 针对广东省大宝山矿业有限公司露天作业面岩体破碎、含硫量大、易风化等特点,采用原人工边坡表面位移监测不能实时准确得出位移变形数据而且耗费大量人力物力。为了保证矿山安全生产,防止滑坡灾害的发生,广东省大宝山矿业有限公司引进了S-SAR合成孔径边坡雷达监测系统,该系统通过差分干涉技术对大范围边坡进行全天候实时位移监测,提高了大宝山矿露天开采边坡监测的可靠性,降低了滑坡灾害发生的概率。试验应用的结果表明:此监测方法不受地形、视通条件和气象条件的影响,外业作业量小。
- 吴星辉吴星辉璩世杰马海涛蓝宇
- 关键词：监测系统预警
- 金属矿山深部智能开采现状及其发展策略被引量：38
- 2021年
- 深部安全高效开采是我国金属矿产资源开发面临的迫切问题,"三高"导致传统采矿方法困难。世界各国都在开展深部智能开采研究。本文系统分析了国内外智能采矿的发展现状,从多个矿山智能化建设案例总结出我国矿山在开采环境智能感知、提升运输自动运行、采掘遥控作业、辅助系统无人值守、生产计划和调度智能决策等方面的进展,剖析了我国金属矿深部智能开采存在的问题,并对我国金属矿深部智能开采发展策略提出了建议。
- 蔡美峰谭文辉吴星辉张丽萍
- 关键词：金属矿山深部开采智能感知智能控制
- 含预制裂隙花岗岩破坏的细观多相颗粒流模拟被引量：6
- 2021年
- 基于断裂力学理论,分析了单轴压缩条件下,裂隙倾角对岩石裂纹起裂的影响.根据花岗岩矿物组分,建立了包含长石、石英和云母三相结构的细观颗粒流模型,模拟不同裂隙倾角下花岗岩的单轴压缩破坏过程,得到了花岗岩裂纹起裂、强度、应力应变、破坏形态等力学特征.研究结果表明:岩石试样优势起裂角为24°~30°,定向裂隙对裂纹起裂具有导向、促进作用;裂隙花岗岩的起裂应力和峰值强度随裂隙倾角的增大均表现为先减小后增大的变化趋势,当裂隙倾角为45°~60°时,岩石试件强度最低;裂隙花岗岩试样的压缩变形主要为裂隙面的变形,预制裂隙与新生裂隙的连接与贯通形成的宏观破裂面导致岩石破坏;花岗岩矿物组分比例对裂隙花岗岩强度有一定影响.
- 张杰席迅郭奇峰吴星辉
- 关键词：单轴压缩矿物组分裂隙扩展颗粒流
- 面向2035年的金属矿深部多场智能开采发展战略被引量：23
- 2022年
- 深部开采是金属矿产资源开发的必然趋势,向地球深部进军,着力推动采矿行业智能化改造升级,开展深部智能化开采技术研究具有重要的战略意义.立足国家深地战略背景,剖析金属矿深部资源开发对采矿科学技术发展的需求,依托工程技术预见技术方法开展全球技术态势分析,梳理出本领域关键热点和前沿技术清单,后经专家研判,形成面向2035年的金属矿深部多场智能开采基础理论和深部开采环境智能感知、深部开采过程智能作业、深部开采系统智能管控三大类前沿技术.在此基础上,提出了我国面向2035年的金属矿深部多场智能开采发展战略、重点任务、技术路线,包括发展目标与需求、基础研究方向、关键技术装备等.针对我国金属矿深部开采技术变革和智能化升级的科技发展路径,从政策、产业、技术、人才等方面提出了发展和保障建议.
- 郭奇峰蔡美峰吴星辉席迅马明辉张杰
- 关键词：金属矿深部开采多场耦合
- 循环扰动荷载作用下花岗岩中裂隙萌生扩展过程的颗粒流模拟被引量：13
- 2021年
- 从细观角度、采用颗粒离散元法开展了预制裂隙花岗岩循环加卸载的数值模拟试验.首先,使用图像处理技术识别花岗岩中的不同细观组分、结合室内单轴压缩试验结果对细观力学参数进行了标定.然后,通过编制颗粒流代码追踪裂隙的类型和扩展过程,分析岩石破坏过程中裂隙发展的阶段性特征.结果表明:不同倾角裂隙岩石的新生裂隙走向与预制裂隙贯通方向基本一致;根据新生裂隙的优势倾向分组得到裂隙起裂角与预制裂隙倾角的关系:倾角β≤45°时剪切和张拉裂隙的起裂角单调递减,倾角β≥60°时剪切和张拉裂隙的起裂角单调递增;循环扰动荷载增加了裂隙岩体的轴向变形,轴向累积残余应变曲线呈反S形、提高扰动荷载应力上限促使曲线进入加速阶段;试件峰值强度随裂隙倾角增大表现出先减小后增大的趋势,峰值强度为实验室完整岩石单轴抗压强度的63%~89%,反映了较为明显的劣化现象;在循环荷载作用下,剪切裂隙和张拉裂隙增长曲线表现出明显的变化特点,在裂隙不稳定扩展阶段中张拉裂隙数目增长速率显著大于剪切裂隙,对分析岩石变形破坏过程具有一定的参考意义.
- 张杰郭奇峰蔡美峰张英汪炳锋吴星辉
- 关键词：细观结构裂隙扩展颗粒流
- 伪倾斜整体顶梁悬移支架放顶煤工艺应用研究被引量：4
- 2017年
- 为了解决新疆拜城大宛其煤矿生产中原伪倾斜柔性掩护支架采煤法生产能力不足等问题,根据其煤层赋存情况和地质条件,对伪倾斜整体顶梁悬移支架放顶煤采煤工艺进行了研究。在A5主采煤层中应用该工艺,工作面伪倾斜布置,并安装整体顶梁组合悬移支架。采用爆破法推进工作面,每推进3个循环,进行1次放顶煤。现场试验的结果表明,该工艺对煤层厚度变化适用性较强,回采效率显著提高,工作面的生产能力达到了设计要求的35万t/a。
- 璩世杰吴星辉胡学龙秦宏楠蒋晓琴
- 关键词：急倾斜煤层整体顶梁悬移支架放顶煤开采
- 深部矿井高温巷道热交换降温技术探讨被引量：7
- 2021年
- 金属矿山进入深部开采后会面临一系列的关键难题,其中最突出的就是高温环境。然而被动式降温技术成本较高,为了维持深部矿井高温巷道正常生产,必须为采矿深井降温找到一条经济有效的技术途径。基于循环水热交换技术提出将深部采矿降温和岩体地热开采相结合的理论,利用数值模拟方法研究增强型和传统型降温系统的单孔换热过程和换热孔群效应。研究结果表明:增强型降温系统的热通量比传统型降温系统热通量提高26.80%,同时在热交换作用下,高温巷道的温度降低4%,循环水系统的出水口温度相对于初始进水口温度增加35.32%;换热孔群的热通量受周围换热孔的热干扰影响,在换热孔群运行24 h后,换热孔之间热干扰效应随时间推移而增大,圆形换热孔群中心孔受热干扰最小,而正方形换热孔群的中心孔受热干扰最大,边界孔次之,转角孔受热干扰最小。当换热孔群孔间距小于等于2.0 m时,正方形换热孔群热通量相对损失量小于圆形换热孔群热通量相对损失量;孔间距大于2.0 m时,换热孔群热通量相对损失量几乎不受孔群形状的影响。采用热交换技术,开发利用深部矿井高温巷道围岩中的地热资源,可以大幅度抵消被动式的降温成本。换热孔群形状和孔间距的合理布置同样可以提高降温效率,降低热通量的相对损失量。
- 吴星辉蔡美峰蔡美峰任奋华郭奇峰张杰
- 关键词：深部开采热交换循环水热通量
