基于可拓综合评价模型的隧道塌方概率计算方法

塌方是隧道施工过程中最常见的事故。在研究塌方发生的孕险环境及致险因子特征的基础上,选取岩石坚硬程度、岩石完整性、地下水流量、隧道埋深、隧道偏压、施工效果6个评价指标,依据可拓学理论,建立了隧道塌方评价的物元模型,采用层次分析法确定了各评价指标的权重,并通过实际的隧道塌方概率等级关联度计算,对京台线杉溪隧道塌方进行了评价。评价结果表明:左洞掌子面ZK27+445处隧道塌方概率为很可能(j0=4),与现场实际情况相符合。该评价方法能有效计算出隧道塌方发生的概率等级,是一种实用的计算方法,对塌方的预测具有一定的指导意义,也为今后隧道塌方评估提供了一条新的思路。     

基于斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析的典型工业园区废水处理效率研究

工业园区废水中污染物种类复杂、毒性大、去除难,在处理出水水质达标的情况下仍可能存在生态健康风险,因此,有效评估园区废水的处理效率具有重要意义.采用斑马鱼胚胎毒性实验和基于液相色谱-质谱的非靶标污染物筛查方法分析了两家典型工业园区污水处理厂的处理效率.研究结果表明,生物毒性检测和非靶标化学分析可从不同侧面解释废水中毒害污染物在水处理过程中的沿程变化情况,两者的研究结果相互支撑.两类分析方法都发现,生化处理工艺无法有效去除工业废水中斑马鱼胚胎发育毒性物质.高级氧化技术、吸附技术和膜生物反应器技术等可以进一步有效削减污染物丰度及毒性,市政污水的混入提升了工业废水中毒害污染物的去除率及生物毒性的削减率.本研究结果证实了斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析可用于确定工业废水处理的效率,对工业废水处理过程的设计和调控具有指导意义.     

高压击穿电弧作用下开关柜内典型阻燃绝缘件引燃特性的实验研究

高压开关柜内的绝缘件失效故障,易引发火灾事故、区域停电甚至影响电网系统的稳定运行。基于高压击穿电弧模拟与材料引燃机理综合模拟实验平台,针对4 mm厚支柱绝缘子和固封极柱,开展了15 kV击穿电弧作用下的系列引燃实验研究。结果表明,高压电极横向击穿后,电弧迅速上翻形成自上而下“夹持”样品的倒“U”形弧柱,弧根与弧顶首先炭化或引燃。阻燃绝缘件样品顶部形成火焰后,随着燃烧的进行,逐渐从顶部形成穿透样品的内部击穿电弧,该电弧易诱发剧烈燃烧的水平喷射火焰。内部击穿电弧位置向下移动呈“2阶段”特征:在初始阶段较慢,支柱绝缘子和固封极柱样品内击穿点下移速度分别约为2.55 mm/s和1 .74 mm/s,而在第2阶段分别增大至78.50 mm/s和35.03 mm/s。此外,高压起弧瞬间,在紧邻电极上方的绝缘材料表面,升温速率可达180 ℃/s。研究结果可用于高压开关柜各类阻燃绝缘件的科学选型与优化设计,为开关柜防火安全性能的提升提供科学依据。     

水力压裂有效压裂半径的影响因素研究*

为改善水力压裂增透效果,提高煤层瓦斯抽采效率,减少矿井瓦斯灾害,明确不同因素对水力压裂有效压裂半径的影响,基于Mohr-Coulomb准则建立水力压裂渗流—损伤耦合方程,并且求得水力压裂破裂区半径运算公式;运用ABAQUS软件模拟并分析地应力σ、注水水压P、压裂孔径d及弹性模量E对水力压裂有效压裂半径L的影响;并通过灰色关联分析方法确定水力压裂有效压裂半径的主控因素。研究结果表明:水力压裂有效压裂半径与注水水压、压裂孔径及弹性模量呈递增关系,与煤层地应力呈递减关系;水力压裂有效压裂半径受煤层地应力的影响最大,注水水压次之,受压裂孔径和弹性模量的影响相对较弱。     

矿用润湿型压裂液的制备与性能分析*

为有效减少煤矿开采时粉尘的生成量,降低综采区粉尘含量。基于自由基聚合和季铵化反应制备1种润湿型压裂液。通过单因素实验,确定最优配比是200 mL水,5 g油酸,0.3 g过硫酸钾,3 g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺,2 mL环氧氯丙烷,2 g氯化钾和2 g水杨酸钠。对压裂液的反应过程、微观结构、剪切黏度、剪切稳定性、滤失性、润湿型性和清洁性进行研究。研究结果表明:该压裂液具有较高的剪切黏度和较佳的剪切稳定性,有利于注入煤层;具有较低的滤失性,便于压裂造缝;具有良好的润湿能力,能够有效地渗透到煤层中去;具有残渣含量少等特点,清洁性良好。     

地块尺度重金属污染风险耕地安全利用区划方法

耕地安全利用是保证粮食安全,实现生态文明建设的重要举措之一.为解决污染风险耕地安全利用与修复治理过程中技术措施选择盲目的问题,在重庆市黔江区鹅池镇采集表层土壤样品244件和水稻-根系土样品100套,在分析土壤和水稻中Cd、Hg、Pb、As和Cr这5种重金属含量及土壤中氧化物、有机质和pH等指标的基础上,利用多元回归和地统计分析法建立预测模型,并为地块赋值,结合地块中土壤和水稻中重金属全量、土壤重金属有效态及土壤pH,给出相应的地块尺度耕地安全利用建议.结果表明,研究区土壤以酸性和强酸性为主,Cd超过土壤污染风险筛选值和管制值的比例分别为33.61%和2.05%,Cd有效态占比为60%,水稻Cd超标率为28%,研究区存在明显Cd的生态风险.土壤Cd有效态主要受到土壤Cd全量和pH的影响,水稻中Cd的富集主要受到土壤有机质、Mn和CaO含量的影响.区划结果显示,研究区土壤以优先保护类为主,占比为59.30%;安全利用类占比为40.44%,其中安全利用（IAa）、安全利用（IAb）、安全利用（IBa）、安全利用（IIAa）、安全利用（IIAb）、安全利用（IIBa）占比分别为19.49%、8.01%、1.43%、7.04%、1.41%和3.06%;严格管控类占比为0.26%.该方法将土壤及农产品的安全风险相结合,并针对性给出安全利用建议,为因地制宜地开展受污染耕地安全利用工作提供了方法参考.     

一种快速测定化学需氧量(COD)的方法

提出用混酸来代替单一酸测定废水中的化学需氧量(COD)含量的方法。采用混酸(硫酸∶磷酸=4∶1)、重铬酸钾反应体系,氧化反应时间由标准方法的2h缩短为15min,是原来的1/8。用两种方法分别测试了标准物质所配制的废水和实际废水,经t检验和相关性分析,两种测试方法间不存在显著性差异,相关系数为0.95,相关性良好,同时实验得出本方法的检测限为5.15mg/L。本方法由于具有反应时间短,节省药剂和电费等优点,具有一定的可行性。     

电化学氧化法和高铁混凝法处理染料废水的研究

采用电化学氧化技术和高铁混凝法研究了对三种不同染料的处理,表明二者之间的互补性很强。二者结合处理染料化工厂的还原染料、酞菁染料实际生产废水,能有效地去除染料生产废水中的色度和有机物,同时提高废水的可生化性,进一步表明两种方法在实际染料废水处理过程中具有很大的互补作用。     

"南海贻贝观察":广东沿海牡蛎体中Zn含量水平及其变化趋势

为了了解广东沿海重要养殖水域Zn含量水平变化趋势,1989～1997年间实施"南海贻贝观察"计划对广东12个地点牡蛎体的Zn含量进行了连续监测.广东沿海牡蛎体Zn含量范围为50.4×10-6～768×10-6,总平均值为245×10-6,总体上属清洁～微污染水平.牡蛎体Zn含量的海域分布格局呈珠江口海区＞粤东海区≥粤西海区.1989～1991年,广东沿海牡蛎体Zn含量呈上升趋势,此后略微下降,1994～1997年间牡蛎体Zn含量虽有波动,但年际间没有明显差异.     

综放采空区瓦斯与煤自燃多场耦合模拟研究

为了分析瓦斯与煤自燃多场耦合致灾特性,结合瓦斯抽采引起的采空区混合气体流动、气体组分渗流与采空区渗透率变化、固气两相热量传输等多物理过程,建立了基于综放采空区高位钻孔瓦斯抽采的热-流-化多场耦合数学模型,采用COMSOL软件模拟了综放采空区高位钻孔抽采瓦斯诱导煤自燃过程,阐明了瓦斯与煤自燃多场耦合致灾机理,得到了寸草塔二矿31102综放采空区氧化带范围与高温范围,并探讨了抽采强度对综放采空区氧浓度场与温度场的影响。研究结果表明:高位钻孔抽采瓦斯有效地降低了回风巷瓦斯浓度,保证了31102综放工作面安全高效回采。增大综放采空区高位钻孔抽采瓦斯强度不能保证煤自燃安全性,二者存在矛盾,在得到高效抽采瓦斯的同时,会造成进风侧氧化带宽度增加,采空区氧化带边界向深处蔓延,扩大煤自燃高温区域,漏风携氧充分的参与煤氧复合反应,采空区最高温度逐渐上升,煤自燃风险增大。