微波照射岩石颗粒温度分析：影响因素与破岩效率

"微波照射下岩石颗粒温度分布及影响因素分析" 本文主要探讨了微波照射下岩石颗粒的温度场分布及其影响因素。研究中采用了有限元方法来模拟由黄铁矿和方解石组成的岩石颗粒在微波作用下的温度变化情况。分析结果显示，岩石颗粒的中心部位温度最高，且这一温度受到微波腔体内电场强度的直接影响。此外，颗粒内部的温度梯度在黄铁矿和方解石的交界处达到最大，此处的热应力也相应较高。 研究还指出，当岩石颗粒达到相同最高温度时，微波加热功率与加热时间呈反比关系。这意味着，若要达到相同的加热效果，使用短时间的高功率微波照射比长时间的低功率照射更为有效。在能耗相同的情况下，采用这种方法能提高破岩的效率，对岩石的破碎过程有积极的促进作用。 此外，文中提及的另一个研究方向是煤柱在不同条件下的力学特性。通过建立充填体不接顶条件下的力学模型，利用瑞利-里茨法求解煤柱的位移场，发现充填体的弹性模量对煤柱水平位移影响显著，但对垂直位移影响较小。数值模拟分析揭示了充填体不接顶时煤柱应力集中程度增加，而接顶则能有效分散应力，提高煤柱的稳定性。 论文进一步讨论了煤柱应力集中系数与应力影响扩散的关系。较高的应力集中系数会导致应力影响扩散角度变小，影响深度增大，反之则扩散角度增大，影响深度减小。例如，1#煤柱的应力集中系数为1.05，其应力扩散角为21°，影响深度为2.76m，而3#煤柱的应力集中系数为1.92，扩散角降低到15°，影响深度增加到5.65m。 最后，文章强调了充填体弹性模量对煤柱稳定性和顶板控制效果的重要性。提高充填体的弹性模量可以缩短煤柱稳定所需的时间，但如果不接顶，将导致煤柱应力集中，减弱充填体在整体系统中的支撑和侧限作用。因此，提高充填率和充填材料强度对于实现绿色开采和提高生产效率至关重要。 参考文献： [1] 胡炳南. 我国煤矿充填开采技术及其发展趋势［J］. 煤炭科学技术, 2012, 40(11): 1-2, 18. [2] 钱鸣高, 许家林, 缪协兴. 煤矿绿色开采技术［J］. 中国矿业大学学报, 2003(4): 343-347. [3] 李强, 茅献彪, 卜万奎, 等. 巷道充填矸石控制覆岩变形的力学机制研究［J］. 中国矿业大学学报, 2008(6).