深部软岩巷道变形机理及卸荷本构关系研究

安全发展是构建和谐社会的前提,煤炭行业的安全生产又是重中之重,随着煤炭开采深度的增加,巷道支护和管理方面存在的困难将无疑超过浅部其他水平,深部高应力软岩巷道围岩控制成为制约矿井安全、高效生产的主要因素之一.当前我国在安全生产理论方面的研究成果已经对煤矿的安全生产产生了重大影响,并取得卓越成就,而安全生产科学理论的贯彻执行必须借助技术、设备和工艺的创新性研究,并在现场实践中得以全面应用.本文通过对深部巷道开挖过程的应力调整机理、破坏特性及本构关系的研究,提出以锚杆、锚索为主的深部软岩巷道联合支护控制对策,并强调支护材料性能的互补性和施工的适时性.经现场实践,取得良好支护效果.     

氧化铁矿物在微波修复多环芳烃污染土壤中的作用机制

多环芳烃(PAHs)是焦化污染场地中常见的污染物. 微波修复具有加热均匀、能耗低、耗时短的特点,在土壤修复中有较好的应用前景. 该研究选择氧化铁矿物含量低的污染土壤作为试验对象,分别添加10%的针铁矿、赤铁矿和磁铁矿,对添加前后土壤的吸波性能、升温特性及PAHs去除率进行研究,评价氧化铁矿物在微波修复PAHs污染土壤中的作用. 结果表明:土壤中加入氧化铁矿物能够改善其吸波性能,提高复介电常数、复磁导率的实部值和复磁导率的虚部值,最大增幅分别为31.79%、12.24%和73.91%. 氧化铁矿物的加入使得土壤产生自由基,促进土壤极化现象,增强吸波能力. 氧化铁矿物还能够改善土壤的升温特性,当微波功率为600 W时,添加了针铁矿、赤铁矿、磁铁矿的土壤所达到的最高温度分别是原土壤的1.23、1.10和1.07倍. 随着温度的升高,PAHs去除率随之升高,分别是原土壤的1.45、1.31和1.48倍. 研究显示,氧化铁矿物的添加能够提高微波修复PAHs的效能.      

大气中SO2和NH3在天然矿物表面的耦合相互作用

大气中天然矿物与痕量污染气体的相互作用是广泛存在的,污染气体在天然矿物表面的不同吸附方式及不同污染气体间的相互关系会影响二次气溶胶的形成。该研究通过单独实验考察了SO₂和NH₃在蒙脱石和伊利石表面的非均相反应,同时通过同步实验和分步实验研究了SO₂和NH₃在蒙脱石和伊利石表面的协同效应。结果表明,蒙脱石和伊利石对SO₂和NH₃均有一定的吸附活性,产物以SO₃^2-与NH₄⁺为主,但由于结构差异,蒙脱石对SO₂和NH₃的吸附转化活性高于伊利石。而当SO₂和NH₃同时存在时,NH₃通过增加矿物表面的碱度,促进SO₂的吸附和转化;SO₂通过增强或形成新的Br?nsted酸位点,促进和稳定NH₃的吸附和转化...     

不同类型富营养化微型水体藻华暴发期微生物群落结构变化分析

与藻华有关的微生物群落对水体中的氮、磷循环起着关键性的作用,了解富营养化水体中细菌和藻类演替的驱动因素以及规律对预防藻类暴发和控制水体污染具有重要意义.本研究以岩口水库上游点源污染和面源污染池塘为研究对象,分析了藻华暴发期水质参数之间的相关性,并采用16S和23S测序分析了不同微型水体中细菌和藻类的群落结构组成特征,对细菌和藻类群落结构与水质参数之间的偶联关系进行了分析.相关性分析表明,不同微型水体中的叶绿素a浓度与其他水质参数之间的相关性并不明显;高通量测序结果表明,变形菌门、放线菌门和拟杆菌门均为不同微型水体中相对丰度较大的细菌门类;蓝藻和硅藻是点源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类,而蓝藻和裸藻是面源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类.冗余分析结果表明,总磷、高锰酸盐指数和不同形态氮浓度是影响点源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素;高锰酸盐指数和不同形态氮磷浓度是影响面源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素.本研究对富营养化微型水体藻华暴发期细菌和藻类的群落结构变化及其主要驱动因素进行了探究,可为富营养化微型水体的藻华控制以及污染治理提供科学依据.     

巴中北部岩溶山区地下水化学特征及演化分析

为研究我国南、北岩溶发育过渡带地下水的水文地球化学特征及形成机制.采集巴中市北部双峰垭地区25组地下水样品,运用描述性统计分析、变异系数、Schoeller图、舒卡列夫分类、Piper图解、Gibbs与离子比例系数等方法对研究区岩溶水化学及分布特征进行分析,并探讨控制地下水化学演化的主要过程.结果表明,研究区南、北地下水存在一定的差异,北区地下水阴阳离子以HCO3-、Ca2+和Mg2+为主,水化学类型以HCO3-Ca·Mg型为主,南区地下水阴阳离子以HCO3-和Ca2+为主,水化学类型以HCO3-Ca型为主;地下水水文地球化学演化过程均受水-岩作用和阳离子交替吸附作用的控制,但对比之下南区蒸发结晶作用比北区更加强烈,北区大气降雨作用更加显著;气候与岩性的差异是导致研究区南、北部地下水化学存在差异的主要原因.     

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.     

深部采煤覆岩移动和地表沉降研究

为揭示深部采煤覆岩移动和地表沉降规律,以兖矿集团东滩煤矿6采区63上04、63上05、63上06工作面采矿条件为背景,基于微震及地表沉降监测数据,利用UDEC对深部采煤覆岩移动和地表沉降进行了数值模拟研究.结果表明:①沿工作面回采方向(z1方向)的模拟结果显示,随着工作面开采宽度的增加,覆岩的破坏形式由大块整体垮落转变...     

腐殖酸对矿物结合汞植物活性的影响

以植物水培试验就腐殖酸（富里酸、棕色胡敏酸和灰色胡敏酸）对矿物结合汞（CaCO₃－Hg,Fe₂O₃-Hg,MnO₂-Hg,膨润土-Hg,高岭土-Hg）的植物活性的影响进行了探讨,并以土壤作印证试验.结果表明,溶解态无机汞是最有效的植物可吸收形态．腐殖酸对土壤、矿物结合汞的植物活性的影响,与其对矿物汞的络合溶解能力以及所形成的络合汞向无机汞转化的能力有关;矿物结合汞在不同环境条件下存在的稳定性及释放汞的潜力则是制约腐殖酸效应的内在因素.反应时间决定着二者作用进展的程度.     

非金属矿物粉尘表面电性及其生物学危害作用探讨

在前人对矿物粉尘在不同介质中其表面活性基团的特征（表面电性、生物活性）以及由此引起的生物学危害作用机理研究的基础上,对一些非金属矿物粉尘的表面电性特征及其变化进行了系统研究,结合生物化学及分子细胞生物学理论,对矿物粉尘表面电性特征引起的生物学危害作用（致病）机理进行了探讨．结果表明,在矿物粉尘致病总毒性原因构成上,除其纤维形态特征和持久性外,其表面电性特征是不可忽视的重要因素．     

粘土矿物对烷基酚聚氧乙烯醚的吸附行为

烷基酚聚氧乙烯醚(APEOn)是一类重要的非离子表面活性剂,广泛地应用于工业、农业和日常生活中.近年来,由于其生物代谢产物被证实具有较大的毒性,因此引起人们广泛关注.文章使用自然界广泛存在的天然蒙脱土对APEOn类物质NP9、NP10、TX-100进行吸附,该技术可为使用粘土矿物去除此类污染物提供理论依据.研究结果表明:APEOn在蒙脱土上有较高的吸附量,吸附等温线为S型,符合Langmuir-Freundlich吸附模型,吸附量大小为NP9>NP10>TX-100.温度对吸附的影响较大,在小于40 ℃时,升高温度吸附量减小,而当温度超过40 ℃时,升高温度则有利于吸附的进行.pH值对吸附的影响较小.吸附动力学拟合结果表明,APEOn在蒙脱土上的吸附符合假二级反应动力学,在初始质量浓度为300 mg·L-1时,NP9、NP10、TX-100的吸附速率常数分别为0.377、0.126、0.085 g·mg-1·min-1.解吸实验表明,在纯水中APEOn从蒙脱土上的解吸率并不大,但在乙醇溶液中,解吸率大大提高.