复合动力灾害条件下孤岛工作面区段煤柱宽度留设研究

孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,受开采和地质等因素的影响在开采过程中面临冲击地压、煤与瓦斯突出、自燃发火以及采空区突水等复合动力灾害。留设合理宽度的区段煤柱是确保工作面安全开采的关键,以陕西某矿特厚煤层孤岛工作面开采为工程案例,通过分析工作面覆岩空间结构,理论计算了工作面应力分布;采用应力动态监测等方法确定了该工作采空区侧向覆岩运动,并综合考虑冲击地压灾害防治、次生灾害控制以及巷道支护等因素,确定了该工作面区段煤柱的合理宽度为5~7 m。     

GIS设备内部检查机器人的模块化设计及实现

由于GIS设备内部存在缺陷或故障需要进行检查时,GIS罐体较长、管径细小,采用人工的方法无法有效查看内部状态并难以进入内部进行检修作业,因此本文研究了GIS设备内部检查机器人,采用模块化设计并实现了柔性机械臂功能、异物清扫功能及环境感知监测功能的模块化替换,可根据不同的作业场所选择对应的机器人功能模块进行内部工作。在实验室搭建了GIS设备罐体进行功能模块实验验证,实验结果表明：柔性机械臂模块旋转角、弯曲角满足GIS内部复杂环境作业要求,异物清扫模块能够完全清理GIS腔体底部的不同类型微小异物,环境监测感知模块可实现罐体内O2、H2S、SO2成分检测,确保机器人在110 kV及以上GIS设备内部发挥效用。     

Characterizing spatial distribution and sources of heavy metals in the soilsfrom mining-smelting activities in Shuikoushan,Hunan Province, China

The spatial variation of heavy metals in the soils in Shuikoushan mining-smelting area, Hunan Province, China, was investigatedusing multivariate and geo-statistic analysis. A total of 106 composite soil samples were collected in an area of about 100 km2.Concentrations of total As, Cd, Pb, Zn, Cu and Cr were measured using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).Arsenic and Pb were found to have a common source, indicating the same sources and spreading processes, such as aerosols andairborne particulates from smelting chimneys. Airborne sources from smelting chimneys contributed greatly to Cd in the area, whichdemonstrated the same dispersion pattern as As and Pb. However, two hot spots of Cd around smelters were possibly enlarged bywastewaters, demonstrating another important source of Cd in Shuikouhsan. Geo-statistic interpolated mapping demonstrated that hotspotsof Zn were only found proximal to the large smelters, suggesting that Zn primarily came from the chimneys of larger smelters.The major Cu hot-spots appeared closely to the tailing dam, indicating that weathering and leaching of tailings were the major sourcesof Cu contamination in Shuikoushan. Our findings indicated that airborne volatile particles and aerosols contributed the most to As,Cd, Pb, Zn and Cu contamination, while Cd and Cu may also derive from the discharge of wastewater from smelters and the leachingof tailings, respectively.     

基于高光谱特征提取的藻类叶绿素a反演模型

选取自然界中分布较广泛的小球藻和铜绿微囊藻为研究对象,进行室内藻类光谱试验,同步测定其ρ(叶绿素a),并分别建立基于混合高斯函数的小球藻和铜绿微囊藻高光谱信息模型. 在此基础上,利用模拟退火算法实现模型的非线性参数拟合,提取这2种藻的高光谱特征,通过非线性回归分析,反演得到分解后的高光谱信息模型的峰高(h_i)与ρ(叶绿素a)的定量模型,实现对水体中小球藻和铜绿微囊藻ρ(叶绿素a)的预测. 结果表明:藻类高光谱特征提取算法能有效揭示小球藻和铜绿微囊藻的光谱本质特征,并得出相应的小球藻和铜绿微囊藻叶绿素a反演模型.      

基于微波辐射研究城市污水污泥脱水特性

选用沈阳市仙女河污水处理厂和北部污水处理厂污水污泥作为微波脱水试验物料,分析物料性质、辐射强度、辐射时间以及添加剂投入量等对污泥脱水率和有机质损失率的影响. 结果表明:污泥中水分含量高的脱水效果最好,经过微波处理后的污泥有机质含量仍较高;辐射时间是最主要的影响因素,在540 W下辐射2～5 min即可达到良好效果;在合适的辐射时间下540～900 W都能达到良好的脱水效果,但在900 W时有机质的损失率较大,达到65.64%;添加剂投入量对污泥脱水基本不起作用,但可改变污泥微波干燥后的性状. 同时,运用灰色关联分析得到决定微波试验运行系统的主次因素,最后建立了影响因素对污泥脱水率和有机质损失率的经验公式.      

表面活性剂协同膨润土处理染料废水的研究

文章用两种阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)、氯化十六烷基吡啶(CPC)与膨润土直接混合,协同处理模拟印染废水。研究了不同配比的CTMAB、CPC和膨润土混合物对靛红染料废水脱色的适宜条件,并与经过这两种表面活性剂改性的有机膨润土脱色效果作对比,初步分析了其作用机理。结果表明:表面活性剂(CTMAB和CPC)用量对脱色效果影响最大;表面活性剂协同膨润土体系的脱色效果明显优于其改性有机土,其中CTMAB混合膨润土体系效果最好,脱色率达99%以上;且表面活性剂混合膨润土体系的脱色效果受pH值和处理时间变化的影响较小,沉降速度快,表现出良好的吸附、脱色、絮凝沉降的协同效应。     

上海吴淞地区PM10中重金属的来源分析

使用8通道采样器ACCU(Automatic Cartridge Collection Unit)对上海吴淞地区进行大气颗粒物PM10的采样。对滤膜采用质子激发X射线荧光(PIXE)分析方法进行重金属质量浓度测定,然后对获取的数据分别进行主成分分析,讨论了吴淞地区PM10中含有的主要重金属的可能来源。     

新型规整吸附/光催化偶联催化剂性能研究

在预先成形的金属网上制备规整炭化物载体,载体经TiO2负载、烧结后制成新型规整型吸附/光催化偶联催化剂。以室内空气典型污染物苯为模拟降解对象,研究了该催化剂的光催化活性及活性影响因素。此外,还研究了载体的吸附性、气相的湿度及流速对负载催化剂反应性能的影响。实验结果表明:载体的吸附性对催化剂的反应性能有影响,在苯的初始浓度80mg/m3、光照2h的相同条件下,在两个不同吸附性载体的负载催化剂上,苯的净降解率分别为51.1%和33.56%;气速对催化剂反应性能的影响体现在传质阻力和停留时间上,反应过程存在一个最佳气速;气相的湿度对催化剂的反应性能影响不大,在苯初始浓度300mg/m3、光照2h条件下,气相的相对湿度由33%增至75%,苯的净降解率变化不超过5%。     

土壤含水层处理出水的回用健康风险评价

通过土壤柱实验,研究了土壤含水层处理工艺对污水处理厂二级处理出水的处理效果。初步讨论了土壤含水层处理工艺对各种污染物的去除机理,并评价了不同回用途径再生水对人体的健康风险。研究结果表明:土壤含水层处理工艺能够有效去除二级处理出水中的有机物和重金属离子,对大肠菌和粪大肠菌的去除率大于99.9%。健康风险评价结果显示:再生水的健康风险主要来自致癌物质,终生致癌风险在10-6数量级,而非致癌物质的健康危害风险在10-9数量级。     

库布齐沙漠油蒿灌丛土壤呼吸速率时空变异特征研究

利用Li-840红外气体分析仪和Li-6400-09土壤呼吸气室组装而成的动态密闭土壤呼吸测定系统,于2006年生长季对内蒙古库布齐沙漠油蒿(Artemisia ordosica)生态系统2种不同类型土壤的土壤呼吸速率进行了野外测定,分析了日动态、季节动态及其对环境因子的响应,并阐述了油蒿灌丛空间异质性的特征.结果表明,油蒿灌丛的土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,在12:00左右有最大值.在适宜的水分和温度条件下,生长季里土壤呼吸速率在7～8月份出现最大值.土壤呼吸速率的季节动态与土壤含水量有显著的相关关系,表明水分是限制生长季干旱区灌丛土壤呼吸的最重要因子,分别可以解释油蒿冠幅下土壤和裸地的土壤呼吸速率2006年主要生长季节(5～9月)变化的75%和77%.油蒿灌丛土壤呼吸速率在空间尺度上存在着显著的异质性.油蒿冠幅覆盖下的土壤呼吸速率季节平均值为(155.58±15.20) mg·(m²·h)^-1,要显著地大于灌丛间裸地的数值(110.50±6.77) mg·(m²·h)^-1.2种不同类型土壤的土壤呼吸速率是由于根生物量的差异引起的,根生物量可以解释2006年生长季库布齐油蒿灌丛土壤呼吸速率空间异质性的43%.结果表明,在植被覆盖度异质性较大的灌丛生态系统中,要准确定量生态系统碳的释放时,必须充分考虑小尺度上土壤呼吸的空间异质性.