Study on dust–gas coupling pollution law and selection of optimal purification distance of air duct during tunneling process

During the excavation of high gas mine, gas and dust often exist at the same time. In order to ensure that the gas concentration remains within a safe range and minimize the risk of workers’ pneumoconiosis, we simulated the interaction mechanism of airflow, gas, and dust, explored the pollution law of gas and dust, and obtained the optimal purification distance (L_p) by the CFD method. The reliability of the numerical simulation was verified by field measurements. Firstly, the properties of the gas and dust affected the structure of the airflow field. At the same time, the change in the airflow field affected the concentration distributions of the gas and dust. During the diffusion process, some high-risk regions in which the gas or dust concentrations exceeded 0.80% or 200 mg/m³, respectively, were discovered. Moreover, we have found that the airflow velocity in the top region of the tunnel and at the intersection corner between the cutting face and tunnel wall was the main factor affecting the purification effects. When L_p = 5–8 m, the gas concentration remained below 0.50%. When L_p = 6 m, the dust concentration reached a minimum of 287.5 mg/m³. Therefore, the optimal purification distance was determined to be 6 m; in which case, the gas and dust concentrations decreased by 32.84% and 47.02%, respectively.

     

粘滞阻尼器在某学校宿舍楼减震设计中的应用

通过对山西省某学校宿舍楼进行消能减震设计,介绍了减震设计的思路和原则,对采用粘滞阻尼器的结构进行了非线性时程分析。分析结果表明：在小震作用下,减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小,且最大位移角小于规范值;在大震作用下,减震结构的塑性铰发展较好,满足规范要求,且阻尼器的滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,可为建筑结构安全提供保障。     

Fr4环氧树脂板材隔震支座的力学性能试验研究

研究了一种使用Fr4环氧树脂板材代替普通叠层橡胶隔震支座钢板的Fr4橡胶隔震支座,这种支座使用Fr4环氧树脂板材(以玻璃纤维为增强材料,环氧树脂为基体的复合材料)作为橡胶隔震支座的加劲层材料,使之具有造价低廉、质量低、隔震性能好等适用于村镇建筑的特点。对Fr4环氧树脂板材进行了拉伸及弯曲力学性能试验,试验结果表明：Fr4环氧树脂板材可取代传统叠层橡胶隔震支座中的钢板作为橡胶隔震支座的加劲层材料。并且对Fr4橡胶支座进行了水平刚度试验、竖向刚度试验及探索了不同竖向荷载及剪应变下支座的等效阻尼比,研究表明：Fr4支座性能稳定,滞回曲线饱满,耗能能力明显,且支座的竖向刚度远大于水平刚度,是一种理想的隔震支座。     

CO2注气压力对CH4驱替特性影响实验研究*

为研究CO2驱替CH4过程中注气压力对气体解吸特性的影响,采用自主搭建的驱替实验平台,在0.6,0.8,1.0 MPa不同注气压力下进行驱替实验,研究CO2驱替CH4过程中煤层温度、气体浓度、置换效率和渗透率等变化规律。实验结果表明:提高CO2注气压力可提高CO2置换驱替煤层CH4的效果。随着注气压力增大,CH4累计解吸量增大,CO2突破时间越短,CO2封存量越大,置换效率升高,驱替比下降。注气压力为0.6,0.8,1.0 MPa时,CH4累计解吸量分别为90.2,94.1,97.8 L;CO2封存量分别为19.73,19.92,20.21 mL/g;置换效率由76.9%上升到80.2%再到82.9%,驱替比由3.28下降到3.17再到3.09。注气驱替CH4过程中煤层温度升高,可分为低速升温、高速升温和趋于平缓阶段。煤层温度最高变化量分别为9.4,11.5,12.7 ℃。同一注气压力下,煤层渗透率变化可分为缓慢增长、急剧下降和趋于稳定阶段。     

过滤材料声学性能的实验研究*

为探讨纤维过滤材料的吸声效果,扩展吸声材料的选择范围,并为噪声粉尘一体化控制提供指导,通过实验分析不同等级一般通风用纤维层滤料的过滤性能和吸声性能,研究叠加方式及空腔设置等对滤料吸声性能的影响。研究结果表明:一定条件下,滤料的过滤效率越高吸声性能越好;单层滤料吸声效果较差,通过多层叠加,可显著提升吸声效果,达到吸声材料水平;不同等级滤料组合叠加,按过滤效率降序排列整体吸声性能更好。滤料作为吸声材料应用时,在其后侧设置空腔可明显增强吸声效果;兼顾过滤和降噪时,考虑粗效对中效滤料的保护作用,可在粗效加中效滤料后再附加粗效滤料,达到在不显著增加阻力的同时改善吸声性能的目标。     

内陆输送过程中沙尘单颗粒类型及其非均相反应

采用单颗粒分析方法对2004 年2~3 月发生在北京的3 次沙尘暴的样品中沙尘颗粒物的化学成分进行了测定.3 次沙尘暴的反向轨迹图显示,它们主要来自于中国北部、西北部和蒙古的戈壁沙漠地区,且这些沙尘颗粒主要通过高空长距离输送到下游区域.使用带能谱的扫描电镜对481 个沙尘颗粒进行分析,并根据成分特征,把这些沙尘颗粒划分为8 种类型,主要类型有“富Si”、“富Ca”、“富S”、“富Fe”.将北京样品分析结果与呼和浩特、塔克拉玛干和敦煌的结果进行对比,结果显示,长距离输送的沙尘颗粒表面发生了SO₂ 的非均相化学反应,导致部分颗粒局部的表面发生化学修改作用,且“富Ca”的碱性矿物为非均相化学反应提供了更有利的反应界面.     

西北典型地域云对地气系统的辐射强迫研究

采用NASA 地球观测系统(EOS)“云与地球辐射能量系统(CERES)”的云和辐射资料,研究了我国西北地区4 个典型地域2002 年7月至2004 年6 月云对地气系统辐射强迫的季节及年变化特征,探讨了云特性参量对云辐射强迫的影响.结果表明,云的辐射强迫具有显著的季节变化和地域变化.一般夏季云净辐射强迫最大,冬季最小,而塔克拉玛干沙漠最小值出现在秋季,夏季的季风影响区和塔克拉玛干沙漠区的云净辐射强迫相差达129W/m².云的短波辐射、长波辐射和净辐射年平均效应均在季风区最强,分别达-171.2,48.9,-122.3W/m²;在塔克拉玛干沙漠地区最弱,分别为-54.7,37.3,-17.4W/m².     

天津冬季大气中PM2.5 及其主要组分的污染特征

研究了天津冬季中心城区、工业区和滨海区大气中PM_2.5 及其水溶性无机离子和含碳组分的污染特征.结果表明,天津冬季PM_2.5 污染严重,平均质量浓度为223µg/m³,其中有机物、SO₄^2-和元素碳是含量较高的3 种组分,分别占PM_2.5 总质量的23.4%, 13.1%,12.8%.PM2.5浓度及其化学组成空间分布较为均匀,但工业区受局部排放源的影响,含碳物质污染突出;SO₄^2-、NO₃^-、C_l^-、NH₄⁺和K⁺约占离子总量的90%,阴、阳离子未达到平衡状态,酸性阴离子过剩;有机碳与元素碳的浓度比为1.4,低于国内其他城市;有机碳主要来自污染源的直接排放,二次有机碳的含量约为27%∼37%;机动车尾气、燃煤是PM2.5 的主要排放源,海盐粒子的贡献甚微.     

茂名小良桉树人工林生态经济效益分析与评价

利用模糊数学的方法,通过对小良的实地调杳和专家走访,挑选了30个对小良桉林生态经济影响较大的因子.建立了评价因子指标体系和五个评价等级,采用二个层次的综合评价模型对小良桉林生态经济效益首次进行了定量的综合评价.评价结果是:现在小良桉林生态经济效益为一般.总体态势是:16%为好,26%为较好,31%为一般.23%为较差,4%为差.综合评价得分为79.85分,介于一般和良好之间,这说明在小良桉树人工林的发展过程中存在许多显性的、潜在的问题,如果还不注意合理利用林地资源,就会使森林资源变为不可更新资源,不可持续利用.因此,科学客观地分析与评价小良桉林产业生态经济效益,为区域可持续发展提供科学依据和发展良策,实现生态和经济的综合调控具有现实意义.