一种碳纳米复合材料,用于超负荷沉降过程的物理建模
Jianlin Xie1, Shan Ning1,2,3, Qingdong Qu3
1State Key Laboratory for Fine Exploration and Intelligent Development of Coal Resources, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|November 24, 2023
概括
碳纳米复合材料 (CNMs) 有效地监测了深矿中的超厚关键层 (UTKS),揭示了其在广泛挖掘过程中的稳定性. 这项研究强调了CNM.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
背景情况:
- 碳纳米材料具有很高的灵敏度和机械性能,使它们适合用于结构健康监测.
- 了解超厚关键层 (UTKS) 中的变形和损伤对于矿山稳定性和沉降预测至关重要.
- 物理建模提供了一个可控的环境来研究复杂的地质行为.
研究的目的:
- 引入和验证碳纳米复合材料 (CNMs) 作为一种用于物理模型中表征变形和损伤的新方法.
- 为了研究200-400米厚的砂岩UTKS在1公里深的长壁矿的变形行为.
- 评估采矿挖掘对UTKS稳定性和覆盖层层的影响.
主要方法:
- 使用CNM作为监测UTKS变形的主要测量技术.
- 在1公里深处的长壁采矿操作中进行现场监测.
- 分析与挖掘宽度和UTKS厚度变化相关的变形数据.
主要成果:
- 被监测的UTKS表现出了显著的稳定性,尽管连续挖掘宽度为900米.
- UTKS的稳定性有效地限制了覆盖层失效的向上传播,导致表面沉降最小.
- 在UTKS厚度的显著变化被确定为影响超负荷沉降模式的关键因素.
结论:
- 在采矿相关的物理建模研究中,CNM显示出对物质损害调查的巨大潜力.
- 建议控制累积提取宽度,以防止UTKS突然崩.
- 应特别注意 UTKS 厚度差异较大的区域,以减轻沉降风险.
