項(xiàng)目名稱：金屬礦山充填料漿流動(dòng)沉降規(guī)律及力學(xué)響應(yīng)研究

項(xiàng)目名稱：金屬礦山充填料漿流動(dòng)沉降規(guī)律及力學(xué)響應(yīng)研究完成人（限11人）：劉浪，王美，孫雪花，張波，秦學(xué)斌，郇超，趙玉嬌，張小艷，陳柳，邱華富，侯東壯完成單位（所有單位）：西安科技大學(xué)項(xiàng)目簡介：膠結(jié)充填作為突破傳統(tǒng)充填技術(shù)屏障、實(shí)現(xiàn)礦床安全清潔高效開采的重要技術(shù)載體，其料漿的流動(dòng)沉降規(guī)律等成為研究高濃度膠結(jié)充填技術(shù)的理論基礎(chǔ)。本研究在借鑒流體力學(xué)、泥沙運(yùn)動(dòng)學(xué)、沉降學(xué)、潤滑力學(xué)等研究成果基礎(chǔ)上，以固-液兩相流理論為基礎(chǔ)，采用理論分析建模、試驗(yàn)測(cè)試及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，同時(shí)引入電阻層析成像、核磁共振(NMR)等新型技術(shù)對(duì)膠結(jié)充填料漿在管道中的流動(dòng)沉降，以及膠結(jié)充填料漿在采空區(qū)流動(dòng)沉積特點(diǎn)等膠結(jié)充填關(guān)鍵技術(shù)展開研究。該項(xiàng)目以國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目：金屬礦山充填膏體多相/多場(chǎng)流動(dòng)沉降規(guī)律及力學(xué)響應(yīng)研究（51504182）、中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2015M582685）、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃青年人才項(xiàng)目（2015JQ5187）、陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃自然科學(xué)專項(xiàng)（15JK1466）為依托，取得了以下研究成果：1）考慮水化反應(yīng)因素的影響，運(yùn)用Fluent計(jì)算流體力學(xué)軟件，研究了兩種不同粒徑組合的充填料漿在不同濃度和粒徑等條件下的流動(dòng)沉降規(guī)律。采用有限元方法建立16電極ERT傳感器模型，引入電阻層析成像技術(shù)對(duì)多相流的電導(dǎo)率分布進(jìn)行反演成像，實(shí)現(xiàn)充填輸送管道內(nèi)液-固兩相流的可視化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明重建圖像可以準(zhǔn)確的反映固結(jié)塊在檢測(cè)平面所處位置；2）根據(jù)潤滑理論與沉積理論構(gòu)建膠結(jié)充填料漿流動(dòng)沉降幾何結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型，依據(jù)相似理論建立膠結(jié)充填料漿流動(dòng)沉降物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。基于建立的模型與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了膠結(jié)充填料漿流動(dòng)沉降過程中粒徑分布和充填體強(qiáng)度分布不均勻性等特性，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本一致，為研究膠結(jié)充填料漿流動(dòng)沉降規(guī)律提供理論基礎(chǔ)；3）將核磁共振、電鏡掃描和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于充填體力學(xué)響應(yīng)研究中。分析膠結(jié)充填體（CPB）微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征，如孔隙度和分形維數(shù)，與宏觀力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示了充填體力學(xué)強(qiáng)度變化的機(jī)理；4）建立膠結(jié)充填體的水化動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究了砂灰比和養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)早期膠結(jié)充填體的水化熱流和累積熱的影響規(guī)律，揭示了膠結(jié)充填體的水化動(dòng)力學(xué)和水化機(jī)理。本研究成果在充填輸運(yùn)和充填強(qiáng)度方面已被相關(guān)礦井采納為礦山膠結(jié)充填基礎(chǔ)理論研究提供了新的技術(shù)方法、思路和理論支撐，符合國家礦產(chǎn)資源綠色可持續(xù)開發(fā)等要求，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

主要論文專著目錄（限15條）序號(hào)論文專著名稱刊名第一完成單位（全稱）作者（填全），英文翻譯年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發(fā)表時(shí)間（某年某月）通訊作者（中文,按照文中標(biāo)注的，無標(biāo)注的不填）第一作者（中文）1礦山功能性充填基礎(chǔ)理論與應(yīng)用探索煤炭學(xué)報(bào)西安科技大學(xué)劉浪，辛杰，張波，張小艷，王美，邱華富，陳柳2018,43:1811-18202018.07劉浪劉浪2ExperimentalinvestigationontherelationshipbetweenporecharacteristicsandunconfinedcompressivestrengthofcementedpastebackfillConstructionandBuildingMaterials西安科技大學(xué)LangLiu,ZhiyuFang,ChongchongQi,BoZhang,LijieGuo,KI-ILSong2018，179：254-2642018.05劉浪劉浪3Experimentalinvestigationofsolid-liquidtwo-phaseflowincementedrock-tailingsbackfillusingElectricalResistanceTomographyConstructionandBuildingMaterials西安科技大學(xué)L.Liu,Z.Y.Fang,Y.P.Wu,X.P.Lai,P.Wang,KI-ILSong2018，175：267-2762018.04劉浪劉浪4ColdloadandstoragefunctionalbackfillforcoolingdeepmineAdvancesinCivilEngineering西安科技大學(xué)MeiWang,LangLiu,LiuChen,XiaoyanZhang,BoZhang,2018,5435214:1-82018.07劉浪王美5ParameterSensitivityStudyforTypicalExpander-BasedTranscriticalCO2RefrigerationCyclesEnergies西安科技大學(xué)Bozhang,LiuChen,LangLiu,XiaoyanZhang,MeiWang,ChangfaJi,Ki-IlSong2018,11:1-202018.05劉浪張波6基于蓄熱充填體深井吸附降溫機(jī)理煤炭學(xué)報(bào)西安科技大學(xué)陳柳，劉浪，張波，張小艷，王美2018，43：483-4892018.02劉浪陳柳7MicroscopicparameterextractionandcorrespondingstrengthpredictionofcementedpastebackfillatdifferentcuringtimesAdvancesinCivilEngineering西安科技大學(xué)Xuebin,LangLiu,PaiWang,MeiWang,JieXin2018,5435214:1-92018.05秦學(xué)斌秦學(xué)斌8SensitivityAnalysisofMicrostructureParametersandMechanicalStrengthduringConsolidationofCementedPasteBackfillMathematicalProblemsinEngineering西安科技大學(xué)XuebinQin,PaiWang,LangLiu,MeiWang,JieXin2018,5170721:1-92018.05秦學(xué)斌秦學(xué)斌9Experimentalinvestigationofprecoolingdesiccant-wheelair-conditioningsysteminahigh-temperatureandhigh-humidityenvironmentInternationalJournalofRefrigeration西安科技大學(xué)LiuChen,ShuhaoChen,Langliu,BoZhang2018,95:83-922018.08陳柳陳柳10StressWavePropagationinViscoelastic-PlasticRock-LikeMaterialsMaterials西安科技大學(xué)LiuLang,KI-ILSong,YueZhai,DezhengLaoandHang-LoLee2016，377：1-132016.05KI-ILSong（韓國）劉浪11INTELLIGENTPREDICTIONMODELBASEDONGENETICALGORITHMANDSUPPORTVECTORMACHINEFOREVALUATIONOFMINING-INDUCEDBUILDINGDAMAGETechnicalGazette西安科技大學(xué)LangLiu,XingpingLai,Ki-IlSong,DezhengLao2015，22：743-7532015.03劉浪劉浪12RheologicalPropertiesofCementedTailingBackfillandtheConstructionofaPredictionModelMaterials西安科技大學(xué)LiuLang,KI-ILSong,DezhengLao4andTae-HyukKwon2015，8：2076-20922015.04劉浪劉浪13Rockburstlawsindeepminesbasedoncombinedmodelofmembershipfunctionanddominance-basedroughsetJournalofCentralSouthUniversity西安科技大學(xué)LIULang,CHENZhong-qiang,WANGLi-guan2015，22：3591-35972015.09劉浪劉浪14模糊集對(duì)分析在礦山采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)西安科技大學(xué)劉浪，陳忠強(qiáng)2015，46：2665-26722015.07劉浪劉浪15AnalysisontheMan-Machine-EnvironmentCollaborativeTeachingMethodforMiningEngineeringMajorInternationalJournalofEmergingTechnologiesinLearning西安科技大學(xué)LangLiu,XuehuaSun,Ki-IlSong2016，11(10),42-46.2016.10劉浪劉浪主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)證明目錄（限10條）知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號(hào)授權(quán)日期證書編號(hào)權(quán)利人發(fā)明人專利有效狀態(tài)發(fā)明專利充填料漿流動(dòng)沉積規(guī)律試驗(yàn)用料漿均勻充填系統(tǒng)及方法中國ZL201410165809.X201606152114851西安科技大學(xué)劉浪有效發(fā)明專利一種多級(jí)攪拌料漿充填模型試驗(yàn)系統(tǒng)及方法中國ZL201410163574.0201601201898477西安科技大學(xué)劉浪，劉杰有效發(fā)明專利具有降溫功能的高溫深井采空區(qū)充填料漿輸送系統(tǒng)及方法中國ZL201710057241.3201709292624836西安科技大學(xué)劉浪，張小艷，孫偉博，邱華富，王燕，張波，王美有效發(fā)明專利高溫深井采空區(qū)充填料漿蓄冷輸送系統(tǒng)及方法中國ZL201710057230.5201711212706786西安科技大學(xué)劉浪，孫偉博，張小艷，王燕，邱華富，王美，張波有效發(fā)明專利礦床與地?zé)釁f(xié)同開采及毗鄰采場(chǎng)協(xié)同降溫方法及系統(tǒng)中國ZL201710418573.X201801092772067西安科技大學(xué)劉浪，孫偉博，張波，張小艷，陳柳，王美，王燕，邱華富，王湃，秦學(xué)斌，辛杰，方治宇，朱超有效發(fā)明專利礦床與地?zé)釁f(xié)同開采用采場(chǎng)充填降溫裝置方法中國ZL201710419221.6201801052769111西安科技大學(xué)張波，劉浪，張小艷，孫偉博，王美，陳柳，王燕，邱華富，秦學(xué)斌，王湃，朱超，方治宇，辛杰有效軟件著作權(quán)基于圖像處理的膠結(jié)充填體微觀參數(shù)加權(quán)概率熵的識(shí)別軟件中國2018SR19605120171108