基于瓦斯抽采效果的钻孔塑性区范围优化及应用*

为获得最佳瓦斯抽采效果,研究不同钻孔孔径与塑性区范围及抽采效果之间关系,基于弹塑性理论,采用Comsol软件模拟嘉禾矿2254底板巷上穿层钻孔周围煤体塑性区范围分布,修正塑性区半径理论推导公式,得到抽采钻孔混合流量、纯流量和浓度,分析钻孔周围煤体不同塑性区范围下瓦斯抽采效果。结果表明:钻孔孔径越大,塑性区范围越大,抽采钻孔卸压范围越大;若不考虑其他因素,钻孔孔径越大,瓦斯抽采效果越好;通过对比塑性区半径模拟值与计算值,修正塑性区半径公式,该公式适用于浦溪煤矿;随钻孔塑性区范围增加,钻孔瓦斯抽采流量逐渐增加,但瓦斯流量相对钻孔塑性区半径差变化率先增大后减小。研究结果可为提高矿井瓦斯抽采效果提供理论参考。     

基于光散射法粉尘个体监测仪研制*

为研制矿山呼吸性粉尘浓度个体监测仪,采用MIE光散射方法,试制以红外线发光二极管作为光源的呼吸性粉尘浓度个体监测仪,该监测仪主要由气路部分、光路部分及电路部分组成。利用中国安全生产科学研究院自制的粉尘简易试验装置,在气体流量为2 L/min、颗粒粒径不大于5 μm的条件下,研究试制仪器电压输出值和流入粉尘质量浓度二者的对应关系。结果表明:根据不同粉尘质量浓度下的输出电压数据,在0~300 mg/m3测量范围内,试制仪器输出电压值和粉尘浓度之间具有线性函数关系,说明呼吸性粉尘浓度个体监测仪是合理可行的;粉尘监测仪测试结果与比对仪器测量结果对比分析可知,测量误差最大为1.59%,满足粉尘检定规程要求。     

小波支持向量机在大气污染物浓度预测中的应用

用小波分解重构和支持向量机相结合的方法,建立大气污染物浓度预测模型。通过小波分解,将大气污染物浓度序列分解为不同频段的小波系数序列,再对各层的小波系数序列重构到原尺度上。利用相关分析的方法构建出低频小波系数a3和中频小波系数d3的支持向量机模型输入因子为前一天小波系数a3和7个气象因子;高频小波系数d2和d1以前三日的小波系数为输入因子,然后对各小波系数序列采用相应的支持向量机模型进行预测,各小波系数均使用ν-支持向量回归机(ν-SVR)算法和径向基函数,最后通过小波重构合成大气污染物浓度序列的最终预测结果。通过对大气SO2浓度预测实例证明,该大气污染物浓度预测模型具有推广能力较强、预测精度较高、训练速度快、便于建模等优点,具有良好的应用前景。     

污泥水富集硝化菌的群落结构及动力学参数研究

采用序批式反应器处理富含高氨氮的污泥水并培养富含硝化菌的活性污泥,利用荧光原位杂交技术解析硝化菌的群落结构,并分别测定了氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌的基质半饱和常数、温度修正系数.结果表明,污泥中氨氧化菌的含量（AOB/DAPI）为15.7%±3.7%,优势菌属为Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis;亚硝酸氧化菌的含量（NOB/DAPI）为12.9%±3.2%,优势菌属为Nitrobacter spp..氨氧化速率在10～40℃之间的温度修正系数τN为1.092,亚硝酸盐氧化速率在15～30℃之间的温度修正系数τN为1.061,氨氧化菌（以NH⁺₄-N计）和亚硝酸盐氧化菌（以NO^－₂-N计）在20℃的基质半饱和常数KN分别为(1.60±0.29) mg/L、(2.78±0.30) mg/L.     

大气规制对全要素生产率的动态影响效应测算

为有效落实大气环境质量管控要求,推进大气环境高效率保护与经济高质量发展协同共进新局面,该研究聚焦对波特假说的验证,定量评价大气规制对地区生产力发展的动态影响.运用以超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型为基础建立的DEA-Malmquist指数,对2006—2017年京津冀及周边地区“2+26”城市全要素生产率(total factor productivity,TFP)的变动情况进行测算,并通过分解TFP动态指数,识别TFP变动的关键影响因素;在此基础上,通过基于向量自回归模型的脉冲响应函数方法,测算各城市大气规制的短期、长期动态影响,并以此分别对强、弱波特假说进行验证.结果表明:从整体来看,“2+26”城市的TFP于2006—2015年间总体降低了4.6%,技术创新变动是“2+26”城市TFP变动的关键影响因素;从区域来看,大气规制对TFP、技术创新的影响存在明显区域差异,部分地区的强、弱波特假说不成立;从时效来看,大气规制具有较长时间(15~20年)的持续影响,但部分地区的大气规制在实施后的2~4年内正负影响发生转变,强、弱波特假说的成立情况也会随之改变.研究显示,在大气规制的制定和管理中,既要结合城市经济社会发展实际和大气规制影响差异,进行分类管理和针对性管控,也要定期(规制施行后2~4年)对规制的实施进行评估和滚动调整,以实现“全面布局、精准施策”的大气规制设计与实施.      

基于误差修正距离约束的深井巷道目标定位算法

针对基于距离约束的井下定位算法本身存在的近似误差,尤其在锚点附近定位误差较大的问题,通过改进算法,引入1个误差系数ω,并以此为依据,来选取误差较小的边作为定位信息来源,同时引入修正系数ε来进行修正分割点,使其更加接近于垂足,以此来减少定位的误差。仿真结果表明:改进算法的平均定位误差远小于原定位算法,约为1/4;改进算法的最大误差小于1.5 m、最小误差为0.2 m;改进算法不仅定位精度优于原定位算法,且计算复杂度较低,更加适用于深井环境定位。     

湖北省耕地变化与社会经济因素的实证分析

利用1978-2008年湖北省耕地面积、地区经济增长、城市化率、地方财政收入数据,采用Granger因果关系检验和误差修正模型分析湖北省社会经济因素对耕地变化的影响。研究结果表明湖北省经济增长、城镇化、地方财政收入对耕地面积存在单向因果关系;社会经济因素与耕地面积在长期存在均衡关系,短期内则有26%的非均衡波动在下一期被修正;在长期,经济增长、城镇化率、地方财政收入对耕地变化影响的弹性系数分别为-0.02,0.03和-0.16;在短期,城镇化率和地方财政收入对耕地变化影响的弹性系数分别为0.03和-0.06。研究结论:湖北省作为产粮大省之一,保护耕地尤为重要;协调耕地保护与经济发展之间的关系应采取短期严格控制和长期协调发展的策略,促使耕地保护与经济发展达到"双赢"。     

静稳气象条件下的细颗粒物垂直结构特征研究

基于Mie散射激光雷达探测数据及地面细颗粒物(PM2.5)观测资料和常规气象观测资料,利用logistic曲线计算了混合层顶高度,进一步分析了边界层内混合层以上区域大气消光系数廓线在静稳气象条件下的垂直结构。结果表明:(1)通过高斯误差函数构造数学模型可以将边界层内混合层以上区域进一步细分;(2)成都在轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染4类静稳气象条件下大气消光系数廓线自下而上一致呈现出混合层、缓降层、过渡层和自由大气的垂直结构特征;(3)分析一次典型灰霾过程发现,PM2.5对混合层顶高度有显著影响,两者之间存在显著的负相关关系,而对缓降层顶高度和过渡层顶高度影响不大。     

三峡库区典型常绿阔叶林冠层降雨截留模拟研究

为了验证修正的Gash模型对三峡库区内缙云山典型常绿阔叶林冠层截留模拟的适用性,基于2012年4~7月的气象和林分特征资料以及实测的穿透雨和树干茎流等资料,分析缙云山常绿阔叶林林外降雨、穿透雨和树干茎流特征,并应用修正的Gash模型对林冠截留量进行模拟,对比分析周降雨累计截留量和单次降雨截留量的模拟值和实测值,采用敏感性分析法分析模型参数对截留量的影响程度。结果表明:研究期间共34次降雨,总降雨量为522.1mm,平均降雨强度为1.3mm/h,大部分为低雨强、低雨量级、长历时的降雨;穿透雨量、茎流量和林冠截留量的实测值分别为450.9、9.6和61.6mm,模拟值分别为446.1、7.7和68.2mm,模拟的截留量约高出实测值10.8%,模型能够较好适用于缙云山常绿阔叶林场降雨截留总量的模拟。此外,对模型参数进行敏感性分析得出,以林冠郁闭度c对模拟结果影响最大,其次为平均降雨强度R、林冠持水能力S和林冠平均蒸发速率E,而以树干茎流系数pt和树干持水能力St这2个参数对林冠截留总量影响很小。