高温深井下含冰粒充填料浆蓄冷-相变降温机理及力学行为研究

基本信息
批准号:51674188
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:刘浪
学科分类:
依托单位:西安科技大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张小艳,孙伟博,丁自伟,单鹏飞,崔峰,邱华富,吕宣玲,许文强
关键词:
蓄冷相变降温充填料浆高温深井力学行为协同作用
结项摘要

Considering the high stress, high temperature etc., problems of deep mining, and with the aim of achieving synergistic effect of goaf filling and mine cooling, the cool storage-phase change cooling mechanism and mechanical behavior of filling slurry with ice particles in deep high-temperature mines are studied. The following researches are conducted: a) Optimizing the parameters of the filling slurry with ice particles, and establishing the corresponding dynamic mechanical model, which can be used to quantitatively descript the flow velocity, settlement geometry and delamination law of the filling slurry with ice particles; b) By carrying the indoor test and numerical calculation of coupling effect of cool storage - phase change and heat transfer, cool storage-phase change cooling mechanism and temperature control effectiveness are revealed; c) Based on the multi-scale calculation method, the numerical model and physical model of the internal structure of phased filled-body were established; d) Based on computed tomography (CT) technology and digital image processing technology, internal morphology, structure, porosity and pore type of filling slurry are characterized, which can be used to reveal spatial and temporal evolution law of the filling slurry filled with ice particles during the phase-changing process. Smooth implementation of this project can provide a new way for backfill technology in deep high-temperature mines, which is of great significance to realize the non-waste clean mining and sustainable development of mineral resources.

针对矿山深部开采面临的高地应力、高地温等问题,以采空区充填和采场降温协同作用为研究目的,以含冰粒充填料浆蓄冷-相变降温机理及力学特性为研究对象,开展以下研究工作:①优化含冰粒充填料浆的配比参数,建立含冰粒充填料浆运动力学模型,定量地描述含冰粒充填料浆的流动速度、沉降几何结构和分层规律;②通过开展含冰粒充填料浆蓄冷-相变和传热耦合作用室内实验和数值计算,揭示含冰粒充填料浆蓄冷-相变降温机理及温控效能;③应用多尺度计算方法,建立相变充填体内部结构数值模型和物理模型,分析含冰粒充填料浆在流动-沉降-固结过程中表现出非线性力学行为;④基于CT技术和数字图像处理技术,对相变过程中充填料浆内部形态、结构、空隙度和空隙类型进行表征,进而得出含冰粒充填料浆相变过程的时空演化规律。本项目的顺利开展,为高温深井充填技术提供了一种全新思路,对实现无废清洁开采和矿产资源可持续利用具有重要意义。

项目摘要

针对矿山深部开采面临的高地应力、高地温等问题,以采空区充填和采场降温协同作用为研究目的,以含冰粒充填料浆蓄冷-相变降温机理及力学特性为研究对象,具体开展了以下研究工作:①优化了含冰粒充填料浆的配比参数,建立含冰粒充填料浆运动力学模型,定量地描述了含冰粒充填料浆的流动速度、沉降几何结构和分层规律;②通过开展含冰粒充填料浆蓄冷-相变和传热耦合作用室内实验和数值计算,揭示了含冰粒充填料浆蓄冷-相变降温机理及温控效能;③应用多尺度计算方法,建立了相变充填体内部结构数值模型和物理模型,分析含冰粒充填料浆在流动-沉降-固结过程中表现出非线性力学行为;④基于CT技术和数字图像处理技术,对相变过程中充填料浆内部形态、结构、空隙度和空隙类型进行表征,进而得出了含冰粒充填料浆相变过程的时空演化规律。本项目的顺利开展,将为高温深井充填技术提供了一种全新思路,对实现无废清洁开采和矿产资源可持续利用具有重要意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
3

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
4

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

DOI:10.3724/sp.j.1089.2022.19009
发表时间:2022
5

自流式空气除尘系统管道中过饱和度分布特征

自流式空气除尘系统管道中过饱和度分布特征

DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.12.006
发表时间:2021

刘浪的其他基金

批准号:51874229
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:20762010
批准年份:2007
资助金额:21.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21061014
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20366005
批准年份:2003
资助金额:21.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21362037
批准年份:2013
资助金额:60.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71562013
批准年份:2015
资助金额:30.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20262005
批准年份:2002
资助金额:22.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51504182
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708069
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672235
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

深部蓄冷充填体释冷相变行为与协同降温机理研究

批准号:51904224
批准年份:2019
负责人:王美
学科分类:E0405
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

矿井避难硐室围岩蓄冷-相变蓄热耦合降温系统特性研究

批准号:51378426
批准年份:2013
负责人:袁艳平
学科分类:E0803
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

新型气体水合相变蓄冷材料研究

批准号:59476003
批准年份:1994
负责人:郭开华
学科分类:E0601
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
4

高效太阳能空调相变蓄冷调控机理及输冷过程动态特性研究

批准号:51276114
批准年份:2012
负责人:翟晓强
学科分类:E0607
资助金额:80.00
项目类别:面上项目