剩余污泥厌氧发酵和微塑料的相互作用机制

以聚乙烯(PE)微塑料作为典型微塑料,在恒定碱性条件(pH=10)和非恒定碱性(初始pH=10)条件下,研究PE和剩余污泥厌氧发酵之间的相互作用机制。结果表明：在污泥厌氧发酵初始阶段,PE对产酸有明显的促进作用,而在后期呈相反趋势。厌氧发酵60 d时,恒定碱性条件下,投加PE组(R2)的VFAs产量与空白组R1相比降低了31.46%;在非恒定碱性条件下,投加PE组(R4)中VFAs产量与空白组R3相比降低了15.78%,说明PE长期胁迫对污泥厌氧发酵VFAs的产生有抑制作用。同时,PE会刺激微生物分泌更多的EPS(主要成分为蛋白质),降低Zeta电位并破坏EPS的结构。另外,综合扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角分析微塑料的性质特征发现,由于环境条件和微生物活动的影响,污泥厌氧发酵会导致PE老化,且非恒定碱性条件下微塑料的老化速率更快。     

贵州高瓦斯低渗透难抽采煤层的细观特征试验研究

为了探究贵州煤层高瓦斯低渗透难抽采的原因,以其细观特征为切入点,以贵州富煤区4个高瓦斯低渗透难抽采煤层为研究对象,就煤样的孔隙度、孔径大小、比表面积及孔的连通性等参数对煤层的细观特征进行了分析,分析结果表明:(1)4个试验煤样孔隙度较大,有利于瓦斯的赋存,瓦斯大部分储存在粒间的孔隙内;(2)微孔主要以半封闭孔和封闭孔为主且连通性较差不利于瓦斯的解吸和扩散;(3)煤的微孔比表面积较大,相应的a值也相对较大;煤的微孔孔体积较大,相应的b值也较大。     

数字图像技术结合小岛法在煤分形特征中的应用*

为探究煤的孔裂隙结构分形特征,以贵州富煤区4个煤层的煤样为研究对象,基于扫描电镜和低温液氮实验综合表征煤样的孔裂隙发育程度及连通性,应用Photoshop,Image-Pro-Plus图像处理技术对煤的SEM图像进行二值化处理及主要参数提取;结合小岛法计算煤样的孔裂隙分形维数值,并与扫描电镜、低温液氮实验分析结果进行对比。结果表明:经扫描电镜和低温液氮实验发现,4个煤层的孔裂隙连通性优先顺序依次为六盘水煤田3#煤层＞黔北煤田9#煤层＞黔北煤田8#煤层＞织纳煤田8#煤层;借助图像处理技术并结合小岛法对实验煤样的孔裂隙分形维数进行计算,各实验煤层分形维数由小到大依次为六盘水煤田3#煤层<黔北煤田9#煤层<黔北煤田8#煤层<织纳煤田8#煤层,该分形维数排序所反馈的煤样孔裂隙发育程度及连通性信息与前述2个实验结果相互印证,表明数字图像技术与小岛法分形相结合能真实、准确地反映煤的分形特征。     

1973～2020年淮北市采煤塌陷区时空变化及其影响研究

煤炭是重要的能源,但是在开采后形成的地表沉陷特别是塌陷在平原地区造成了对耕地和建设用地的巨大破坏,对粮食产量、植被覆盖和塌陷区居民的生产、居住、生活产生了重大影响。利用Landsat MSS、TM、ETM+和OLI影像,通过目视解译获取了1973～2020年6个时段的淮北市采煤塌陷区的边界信息,通过监督分类和目视修正提取了5个时段的土地利用信息,分析了塌陷区的时空变化特征及其对土地利用、植被覆盖等的影响。结果表明：(1)虽然塌陷区被不断地回填,但是塌陷区的数量和总面积在近50 a里不断增加,在2020年共有塌陷区243个,总面积约1.2万hm²。(2)塌陷的土地以耕地为主,建设用地其次,塌陷的耕地面积呈现增加趋势。(3)塌陷区回填的规模不断扩大,回填后主要用作建设用地,其次是耕地。塌陷导致了农民失去土地、搬迁,粮食产量减少,同时也破坏了地表植被。研究成果可以为塌陷区的管理、开发、利用等提供科学支撑。     

水分对煤中瓦斯放散初速度影响研究

为了研究水分对煤中瓦斯放散初速度的影响,对水分含量分别为3%,5%及7%的不同粒径的煤样进行了测定,绘制了不同粒径煤中瓦斯放散初速度随水分变化的曲线图,并从煤对瓦斯的吸附、解吸特性及渗透率等方面深入全面地分析了产生该曲线变化趋势的原因。     

基于GMM模型的煤矿顶板事故致死人数预测

为了解决目前常用预测模型对随机波动性较大数据预测精度偏低的问题,文章在灰色预测GM(1,1)的基础上引入马尔可夫状态转移矩阵,建立了灰色马尔可夫预测模型(GMM),并将该法运用到煤矿顶板致死人数的预测中。经计算GMM模型的预测平均相对误差为1.181%,最大相对误差3.426%,与GM(1,1)法相比,后者精度分别提高了21倍和13倍。