水力割缝增透抽采煤层瓦斯原理及应用

煤层瓦斯抽采是避免煤矿瓦斯灾害发生的根本防治措施,水力割缝技术使煤体在割缝后应力松弛、卸压、破坏、破裂,以成倍或者十几倍地提高煤层的渗透性,继而对煤层瓦斯进行抽采,使瓦斯煤层变为低瓦斯或无瓦斯煤层,从根本上避免瓦斯灾害发生。从水力割缝技术切割煤层致煤层应力变化角度,将理论分析和数值模拟方法相结合,根据渗流力学平面径向流理论,分析给出水力割缝技术增透抽采瓦斯原理。以兖州东滩矿3号煤层为例,分析采用水力割缝技术前后煤层应力变化、渗透率变化规律。结果表明:大面积割缝后,应力重新分布,由均匀状态转变为非均匀状态分布,水平缝使煤层卸压,煤层应力普遍降低,在缝上部煤层局部形成拉应力区。割缝后渗透率是割缝前的4.34倍,渗透率大幅度增加,从而提高瓦斯抽采速度和最终抽采率。     

改良剂对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

稻田镉(Cd)污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手,研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品,势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象,通过野外田间试验,研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响,探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明,改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成,其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd(NH4AcCd)的含量;成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化,其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH4Ac-Cd的含量;铁硫化物形成减弱了Fe(Ⅱ)从根际土壤向根表的迁移能力,铁膜中铁(DCB-Fe)的含量随之减小,铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd(DCB-Cd)的含量显著减小;改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力,增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例,而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据,对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义.     

京津冀区域重污染期间PM2.5垂直分布及输送

2016年12月17～19日重污染期间,在天津市武清区高村开展车载系留气球颗粒物浓度垂直观测,并以观测数据为基础,计算了区域内PM_(2.5)传输通量.结果表明重污染过程期间,大气混合层较低,约200 m左右,PM_(2.5)浓度垂直分布特征与混合层高度密切相关,混合层以下,PM_(2.5)浓度较高,垂直变化特征不显著,形成明显的污染层,混合层以上,PM_(2.5)浓度迅速降低并维持在降低水平.观测期间,粒径小于1. 0μm颗粒物浓度较高,粒径大于2. 2μm颗粒物浓度较低,近地层粒径为0. 777μm颗粒物浓度最高.颗粒物浓度粒径谱分布与相对湿度和混合层高度相关,高湿度和低混合层下颗粒物浓度粒径谱分布较宽泛.观测期间,PM_(2.5)在西南方向上的传输通量最高,占总传输通量的63. 3%,其中46～156 m和156～296 m高度之间PM_(2.5)传输通量最高.近地面300 m内PM_(2.5)传输主要以西南方向传输为主,300 m以上传输方向较分散.     

基于Adam优化深度神经网络快速确定瓦斯抽采半径*

为解决煤矿瓦斯有效抽采半径难以快速准确确定的问题,采用基于Adam算法优化DNN（深度神经网络）方法来预测瓦斯抽采半径。查阅文献共收集已得到验证的970组数据集,每组数据选取煤层瓦斯初始渗透率、钻孔直径、抽采时间、地应力、煤层初始瓦斯压力作为预测模型的5个特征量,有效抽采半径作为目标输出值。接着预测模型进行不断学习和训练,最终训练得到1个最优的瓦斯有效抽采半径预测模型。利用训练好的最优预测模型结合Python语言开发出计算有效抽采半径的软件,并使用该软件在四季春煤矿和鹤煤六矿进行有效抽采半径预测的工程实例研究,验证该软件预测抽采半径的实用性和准确性。研究结果表明:通过使用开发的软件,可快速且较准确地计算出矿井瓦斯有效抽采半径,可为暂不具备现场测试条件的矿井抽采设计提供一定的参考依据。     

Fenton法处理类长填龄渗滤液的氧化和絮凝作用

采用Fenton法对难降解的类长填龄渗滤液进行处理,考察其氧化和絮凝作用对有机物去除的贡献. 结果表明:以COD_Cr去除率最大为目标,试验在最优条件下,c(H₂O2)/c(Fe2+)为7.0,Fe2+投加量(c(Fe2+))为60　mmol/L,pH为3.0,此时COD_Cr总去除率为60%;其中氧化作用去除率为44%,氧化和絮凝作用的效率比为2.7. c(H₂O₂)/c(Fe2+),c(Fe2+)和pH的变化对氧化和絮凝作用有明显影响,氧化作用对COD_Cr去除率随H₂O₂投加量增大而增大.絮凝作用对COD_Cr的去除率不仅受Fe2+投加量直接影响,随其增加而增大;还间接受氧化作用去除率影响,氧化作用去除率越大,剩余有机物大分子所占比例降低,絮凝作用对有机物的去除率越低.      

基于人工神经网络的气体泄爆最大超压预测研究

为解决传统经验公式在预测气体泄爆中最大超压出现时的较大偏差或过于保守的问题,提出使用人工神经网络预测气体泄爆最大超压。基于124组实验数据,采用BP与RBF神经网络,通过优化算法计算与迭代循环对泄爆样本中的影响因素进行降维与选择,并确定2类神经网络本身在学习与计算气体泄爆样本时的相关参数。结果表明:PCA（主成分分析法）在当前样本条件下的降维效果较差,而通过迭代对比确认气体泄爆样本中的5类特征全部保留时神经网络的训练模拟效果最好;通过对124组实验数据进行随机挑选训练集与测试集的训练模拟结果发现,神经网络对气体泄爆中最大超压的预测效果较好;通过对比Molkov提出的和经Fakandu等改进的NFPA 68经验公式以及2类神经网络的预测结果表明,神经网络相比于传统气体泄爆经验公式具有明显优势。     

沙蒿胶-微藻联合固沙效果的试验研究

单一形式的固沙措施已经不能满足防风治沙的需要,寻找经济高效的方式势在必行。为了探究沙蒿胶-微藻的联合固沙效果,采用不同质量浓度(以叶绿素a含量表示,设定10,20,30 mg/L)的具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.)和爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)4 1的混合溶液与不同质量分数(0.05%,0.10%,0.20%)的沙蒿胶溶液按照一定的体积比(10 0,9 1,7 3,3 7,1 9,0 10)先后均匀喷洒于沙盘表面,待生物结皮(或固结层)形成后,运用自行设计的试验装置,对固沙试样的抗风蚀能力进行测定。结果表明:(1)沙蒿胶喷洒于沙样表面形成的固结层可为微藻生物结皮的形成提供一个固定的生境;(2)沙漠喷洒最适宜组合为沙蒿胶质量分数为0.10%、微藻质量浓度为20 mg/L、混合溶液体积比为7 3;(3)随着沙蒿胶质量分数的增大,起动风速呈现增大的趋势,20 m/s的风蚀率明显降低。     

以科技创新 保障高风险环境生产安全

正由中铁电气化局集团负责实施的重庆轨道交通十号线一期设备系统总承包工程,线路全长33.42 km,工程范围包括110 k V主变电所及外线路、供电设备、供电线路、通信、信号、综合监控、站台门、自动售检票、人防门、电扶梯、车场设备、工程车辆、综合接地等主要专业系统集成、安装、综合调试及相关配合、接口工作。该工程基本包含了站后所有电气专业设备,由于前期工程滞后,     

铬铁渣透水混凝土制备及性能优化

在采用正交试验方法,对铬铁渣透水混凝土进行研究的基础上,又对其配比和性能进行了优化,结果表明:水胶比和胶骨比是影响铬铁渣透水混凝土性能的主要因素;成型方式、加入减水剂和可再分散乳胶粉均可影响其性能,在胶骨比为0.31,水灰比在0.30～0.40时,合适的成型方式和减水剂用量可制得满足规范要求的透水混凝土。     

微波强化有机改性膨润土对磷的吸附特性研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)在微波辐射条件下对浙江临安膨润土进行改性,制得有机改性膨润土,利用其含磷模拟废水进行处理,考察了不同的工艺条件如有机改性剂用量、微波辐射强度、辐照时间、吸附时间、改性膨润土投加量、pH值对废水中磷去除效果的影响。结果表明:在有机改性剂用量为3 mmol/g,微波辐照强度为96 W/g,微波辐照时间8 min为最佳制备条件。改性膨润土用量为12 mg/L,反应时间为15 min,溶液pH为7及常温条件下,改性膨润土对浓度为50 mg/L的含磷废水去除率达到97.3%,吸附符合Freundlich吸附等温方程。