• 采动卸压瓦斯运储区动态演化机理及精准分域方法研究与展望

    赵鹏翔;

    <正>煤炭作为中国能源利用及发展中的“压舱石”,将长期作为中国的主导能源。随着煤炭开采强度的不断增大,开采深度的逐渐延伸,瓦斯的抽采与防控难度显著提高,严重制约着煤炭资源的安全高效开发。因此,针对煤层在高强开采环境下引发瓦斯大量涌出、煤岩瓦斯相互作用、卸压瓦斯运储等方面的发生机理开展系统深入的研究,为进一步探索采动卸压瓦斯运储区演化机制及量化表征提供基础,同时助力煤炭绿色科学安全开采,巩固煤炭在“3060”双碳目标国家重大战略需求中的地位,具有至关重要的意义。

    2022年04期 v.42;No.186 616页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K]
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  • 低渗煤层水力割缝钻孔抽采影响半径

    邓广哲;刘文静;李刚;贺斌雷;杨琛;梁少剑;

    为了研究低透气性煤层超高压水力割缝钻孔瓦斯抽采半径的影响因素,以彬长矿区孟村矿401102工作面4#低渗煤层为研究对象,通过理论分析建立超高压水力割缝钻孔的裂隙扩展-渗流模型,分析水力割缝钻孔塑性区宽度及高压水的渗流范围。采用COMSOL Multiphysics多场耦合软件进行数值模拟,选取割缝半径、抽采时间、瓦斯压力、渗透率作为主要影响因素,分析不同影响因素条件下瓦斯抽采半径的变化规律,并进行现场测试试验,检验数值模拟的合理性。结果表明:水力割缝钻孔的瓦斯抽采影响范围主要为四周煤体破裂产生的次生裂隙及高压水经过次生裂隙渗流的影响范围;割缝半径、渗透率、抽采时间、瓦斯压力的变化对瓦斯抽采半径有显著影响,且随着影响因素逐渐增大,瓦斯抽采半径均呈现逐渐增大的趋势;割缝钻孔瓦斯抽采半径与各影响因素之间均呈现一种对数函数的关系;通过现场测试超高压水力割缝瓦斯抽采影响半径约为4~5 m,与数值模拟的结论基本保持一致。

    2022年04期 v.42;No.186 619-628页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K]
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  • 近距离煤层群综放开采覆岩导水裂隙发育规律

    王红胜;张胜伟;李斌;李磊;郭卫彬;肖双双;

    为提高彬长矿区含水层下伏近距离煤层群开采安全性,根据燕家河煤矿工程地质条件,采用物理模拟、数值模拟和工业性试验相结合的方法,分析了5~(-1),5~(-2),8煤覆岩采动导水裂隙带发育规律,揭示不同开采方式覆岩采动导水裂隙带发育特征,确定煤层群合理开采顺序。首先,上行开采8,5~(-1),5~(-2)煤层,物理模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为98.4,118.6,129.0 m,数值模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为93.6,118.4,129.2 m,上述分析表明导水裂隙带未穿透直罗组含水层。其次,下行开采5~(-1),5~(-2),8煤层,数值模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为60.4,75.7,145.3 m,表明导水裂隙带贯通直罗组含水层。综上分析表明了下行开采覆岩采动导水裂隙带发育高度较上行开采大,下行开采裂隙贯穿了直罗组含水层但未到达洛河组含水层。8105工作面涌水量实测表明8煤开采后覆岩采动导水裂隙带未贯通直罗组含水层,保障了工作面安全回采。

    2022年04期 v.42;No.186 629-636页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
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  • 泄漏工况下LNG燃爆事故时空演化特征

    张洋杰;周瑶;何华刚;丁金金;张方舟;佟国强;

    为研究泄漏工况下液化天然气的时空演化规律,基于CFD和FVM方法,通过FLACS软件,对不同风速条件下LNG接收站泄漏的扩散及蒸气云爆炸发展规律进行了研究。另外,在距火焰中心不同距离下,采用FDS火灾仿真软件对LNG接收站持续泄漏时引发的池火灾进行了模拟。结果表明,无风条件下初期LNG扩散区域大部分为低于爆炸浓度下限(5%)、但高于0.94%的泄漏浓度。因此在距离泄漏点较近的敏感区内必须考虑无风情况下泄漏危险浓度对于敏感区的影响;无风工况下,LNG泄漏危险浓度区域和爆炸蒸气云浓度横向扩散范围更大;有风工况下,泄漏的LNG形成的危险浓度区域向敏感区扩散速度更快,垂直天空扩散的高度更高,爆炸蒸气云浓度沿风速方向蔓延距离更远;另外无风条件下,175 s左右时距火焰中心30 m的地方辐射热流密度达到最大90 kW/m~2,火焰中心距离与辐射热流密度成反比,揭示了泄漏工况下LNG燃爆事故时空演化特征,为LNG接收站的选址、站内布局和储罐泄漏应急处置提供理论依据和支撑。

    2022年04期 v.42;No.186 637-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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  • 基于WSR方法论的煤矿突发事件应急管理能力评价

    田水承;高玲;范彬彬;孙雯;赵钊颖;蔡欣甫;

    为改善煤矿应急管理工作中薄弱环节,提高煤矿企业突发事件应急管理能力,提出了基于WSR(wuli-shili-renli)方法论的煤矿突发事件应急管理能力评价方法。以WSR方法论为基础,围绕“物理-事理-人理”3个维度分析了煤矿应急能力影响因素,从保障系统、制度规定、组织管理和人员素质4个方面构建了包含26个二级指标的煤矿应急管理能力评价指标体系;通过G1法确定主观权重,熵权法确定客观权重,用乘法合成法得到各指标的组合权重;结合可拓理论建立可拓物元评价模型,通过计算关联度,得出煤矿突发事件应急管理能力水平等级。利用该评价模型对陕西某煤矿企业进行应急管理能力评价。结果表明,该煤矿企业的总体应急管理能力等级为2级,处于较好水平,评价结果与实际情况相符。通过对每个指标层进行可拓评价和结果分析,针对该企业存在的不足之处提出了整改建议。表明该评价模型可有效评价煤矿企业突发事件应急管理能力,为煤矿企业突发事件应急管理工作改进提供参考依据。

    2022年04期 v.42;No.186 647-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 大型商业综合体火灾烟气及疏散模拟

    郑冠霞;杨漪;赵舒野;文虎;

    为探究大型商业综合体商铺发生火灾时烟气蔓延情况及人员疏散所需的安全时间,运用火灾动力学模拟软件Pyrosim和人员疏散模拟软件Pathfinder建立模型。火灾烟气模拟共设置首层服装商铺和4层电影院2个火灾场景,分析排烟系统有效、无效2种工况下大型商业综合体能见度、温度和CO浓度随时间的变化情况。结果表明:对比同一场所不同工况的火灾,机械排烟能有效控制着火房间内的能见度、温度和CO浓度;对比同一工况不同场所的火灾,电影院的危险性大于服装商铺;若首层和4层发生火灾,人员分别需要893 s和881 s完成全员疏散;由于大型商业综合体广阔的中庭设计,烟气溢出着火房间后迅速扩散,仅着火房间内人员可用疏散时间均小于人员必需疏散时间,人员处于危险状态;若将人员必需疏散时间中的报警及响应时间缩短29.7 s,所有工况下的人员都能完成疏散。研究成果可为大型商业综合体的火灾危险管控提供理论依据。

    2022年04期 v.42;No.186 655-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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  • 变电站火灾风险评价指标体系及云模型分析

    程方明;牛巧霞;刘文辉;

    变电站稳定运行是保证电力生产的重要环节,为提高人员火灾防护意识,全面分析变电站火灾风险因素,对21所变电站进行消防安全隐患检查,收集近20 a变电站火灾事故对事故原因、失火设备以及变电站火灾隐患并进行分析统计,得到变电站火灾事故主要由设备超负荷运行、设备故障、线路短路等原因造成,失火设备中电缆、变压器和电容器发生火灾的比例较大;构建了安全管理能力、建筑防火能力、消防安全设施、设备防火设施和火灾救援力量5个维度一级指标,并提取了17个二级指标和45个三级指标的变电站火灾风险评价指标体系,采用序关系分析法和熵权法确定指标权重,云模型作为评价模型,并以某变电站为例进行了火灾风险等级评价,最终得到该变电站的火灾风险综合云特征值为(60.414,13.311,4.142),根据风险等级划分并用Matlab绘图可知,该变电站处于中等火灾风险等级。实例证明变电站火灾风险评价体系能够较全面反映变电站火灾风险情况,对实际变电站火灾预防与管理措施制定有一定的参考价值。

    2022年04期 v.42;No.186 664-673页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
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  • 基于VOSviewer的2016—2021年间安全科学领域热点研究概况

    郑欣睿;程健维;张巨峰;司俊鸿;

    为深入了解安全科学领域的研究热点、研究现状及发展趋势,利用文献计量学分析方法,借助数据挖掘可视化软件VOSviewer及Web of science的核心数据库,从时间趋势、研究作者、机构与国际合作及期刊分布等方面对该库收录的安全科学技术领域的全球科学文献(2016—2021年)进行计量分析,并通过对此类文献高频关键词的统计,归纳研究热点。结果表明:自2015年以来,安全科学领域发表的文献数量持续增长;研究人员在安全风险分析方向的产出和贡献更加丰富;研究机构主要位于荷兰、美国、中国、澳大利亚等国家,其中论文发表量前十的机构中,中国高校及机构占一半;在统计的146个国家和地区中,前50国家和地区的累计论文量达到总量的95.53%,分布不平衡;灾害风险管理、计算机分析预测、自动驾驶汽车及工业安全生产等成为此研究领域中的新兴主题,而人为因素分析、煤矿自燃、车祸事故原因分析及朗缪尔模型等为安全领域中的研究热点;高被引论文更倾向于参考不同领域的研究方法,体现了安全学科的综合性。研究成果对把握安全科学领域研究方向、特点及发展现状提供参考。

    2022年04期 v.42;No.186 674-688页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K]
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  • 微波强化矿物(煤)解离研究综述

    张宁宁;庞甜;韩瑞;李振;周安宁;

    充分的单体解离是实现矿石及煤炭高效分选的前提,对于嵌布粒度细、连生体多的矿石及煤炭,传统的破碎磨矿方式很难使其中的有用矿物(煤)得到充分解离和有效释放,而微波预处理的加入能够强化破磨作业中的单体解离效果。文中首先对微波预处理在矿石及煤炭加工领域对强化矿物(煤)单体解离方面的应用现状进行了综述,得出微波在强化组分解离中的应用效果;其次从物料自身性质和微波环境参数2个方面对微波预处理促进矿物(煤)解离效果的影响因素进行了总结;而后对微波预处理强化矿物(煤)解离的作用机制进行了分析,归纳出其主要机理为裂缝理论和水分热效应理论;最后对微波在矿物(煤)解离领域应用存在的问题及其重点研究方向进行了探讨和展望。通过对微波预处理技术的不断优化,其必将对矿物加工工业生产实践产生良好的经济效益。

    2022年04期 v.42;No.186 689-700页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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  • 高地应力下巷道底板拱结构分析及其应用

    陈盼;谷拴成;

    为解决高地应力条件下煤矿巷道底板易发生底鼓且难以支护的技术问题,以巷道底板隐形拱为研究对象,构建了巷道底板隐形拱结构力学模型,理论分析了高地应力条件下巷道底鼓机理,提出了底板支护方案和支护参数确定方法,并通过工程实例验证了该方法的支护效果。结果表明:巷道底板变形破坏实质为底板隐形拱结构逐步向深部发育的过程,底板隐形拱的形态与底板岩层所受水平侧压力和两帮支承压力相关,具体表现为竖直方向椭圆、圆及水平方向椭圆3种不同形态。在巷道底板中布置注浆锚索(杆)可以形成一定厚度的挤密加固拱结构,能有效阻止巷道底板拱结构向深部发育,从而改善巷道底板稳定性;以陕西彬长矿区某矿回风大巷底板修复为例,运用上述理论对该巷道底板支护方案及其参数进行优化设计,现场监测结果表明,巷道底板变形控制效果良好,保证了工作面的安全高效回采。研究成果可为高地应力条件下巷道底板支护参数确定提供理论依据。

    2022年04期 v.42;No.186 701-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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  • 陕西澄合矿区煤矸石绿化基质研究

    胡恬;张琨;

    为研究煤炭矿区废弃地环境污染提升煤矸石利用率,选取陕西省澄合矿区为研究区域,对煤炭矿区废弃地进行基质改良和生态恢复研究。以煤矸石的粉碎物作为绿化基质的主要组成部分,通过添加土壤、保水剂、缓释肥和菌肥来进行基质改良,并利用改良后的基质进行了高羊茅的种植。结果表明:自制保水剂(CADX)的交联互穿网状结构(IPN)明显提升了基质的保水效果,降低了基质水分蒸发量,并且能有效富集土壤中的微量元素;当普通保水剂和CADX保水剂的比例为1∶1时,在有效控制成本的同时能够获得较好的试验结果,且通过对高羊茅生长指标分析,发现绿化基质组成部分对成苗率影响的主次顺序是土壤>保水剂>缓释肥>菌剂,认为煤矸石与土壤质量比为400∶600,添加15 g/kg保水剂、3.5 g/kg缓释肥及10 g/kg菌肥的基质是适宜于高羊茅生长的最优类型,同时根据正交试验结果可知缓释肥和菌肥这2种因素对高羊茅的生长的贡献率较低。研究结果为煤炭矿区废弃地植物正常生长以及矿区废弃地生态修复提供一定参考依据。

    2022年04期 v.42;No.186 709-715页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
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  • 钢桁架结构平推过程稳定性能研究

    张心纯;陆泽磊;周历;任文辉;马彦阳;

    钢桁架广泛用于组合结构工程建造中,针对钢桁架结构在平推施工过程中的失稳破坏,选取三跨钢桁架-混凝土组合结构(3 m×80 m)作为研究对象。采用空间有限元软件构建钢桁架结构的三维精细化模型,结合钢桁架实际平推过程进行特征值屈曲分析,计算平推过程中结构的临界荷载系数?和临界活载系数ω,对比分析平推过程最大悬臂状态和成桥状态下钢桁架结构的稳定性能,深入探究导跨比对杆件受力性能和钢桁架结构稳定性能的影响。结果表明:钢桁架结构平推过程最大悬臂状态较成桥状态时更容易失稳,平推状态第一阶临界荷载系数较成桥状态降低了13.14%,第一阶临界活载系数较成桥状态降低了10.49%。钢桁架平推过程中,弦杆以受轴向压力为主,腹杆以受剪力为主,各杆件均承受一定弯矩,杆件内力随导跨比的增大呈现下降趋势。导跨比从0.600增加到0.750时,钢桁架结构一阶屈曲特征值提高了87.43%,对结构稳定承载能力有显著影响,该成果将为钢桁架结构平推施工的精细化控制提供理论支持,提高平推施工过程的安全与质量。

    2022年04期 v.42;No.186 716-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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  • 彬长矿区地下水化学特征及突(涌)水源判别

    肖乐乐;胡嵩岩;牛超;任邓君;蔺成森;霍超;孙亚岳;

    为有效预防矿井水害事故的发生,快速准确地识别突水水源是矿井防治水工作的关键。对彬长矿区第四系潜水含水层、洛河组含水层、延安直罗组含水层及工作面突水点所采集水样进行水质化验,通过 Piper 图分析各主要含水层的水化学类型,利用 Gibbs 图与主成分分析法分析各含水层水化学组分成因及水化学特征成因,基于主成分分析数据结果,选取其主成分荷载得分作为判别因子,建立 PCA-Fisher 水源判别模型进行各突( 涌) 水点水源判别,并通过回判验证模型准确性。结果表明: 第四系砂砾岩水 TDS 值较低、水质较好,侏罗系含水层 SO_4~(2-)含量与TDS 值的相关性显著,水化学特征主要受地下水溶滤作用、阳离子交替吸附以及黄铁矿氧化作用的影响,延安直罗组含水层水受煤层采动影响出现咸化趋势; PCA-Fisher 水源判别模型识别高家堡煤矿 201 工作面突水点水源主要为侏罗系延安直罗组含水层,判别结果与实际相符。研究表明,主成分分析法可以消除样本间的信息叠加,较传统 Fisher 水源判别模型判别结果更加准确。

    2022年04期 v.42;No.186 724-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 秦岭群混合岩中花岗质脉体成因及锆石结晶机理

    李晓;秦江锋;周旭晨;郑国顺;

    混合岩中淡色花岗质脉体成因机制的精细研究可为造山过程中地壳的熔融机理提供重要信息。选择秦岭群混合岩中淡色花岗质脉体进行系统的矿物化学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学、锆石成因矿物学研究,阐明淡色花岗质脉体的成因机制。结果表明:淡色花岗质脉体具高硅、高碱的特征,A/CNK=1.07,Eu*/Eu=0.40,富集大离子亲石元素Rb, Ba, K,Pb和不相容元素U,Th,亏损高场强元素;起源于秦岭群片麻岩在低温条件下部分熔融。淡色花岗岩脉体中锆石来源复杂,其~(206)Pb/~(238)U年龄介于970~108 Ma之间,按照锆石表观年龄分为5组,5组锆石的Ti温度分别为685,661,745,691,757℃,而全岩液相线温度为908℃,高于锆石饱和温度和锆石Ti温度,说明在岩浆初始阶段没有锆石结晶,脉体中不同锆石成因机制较为复杂。

    2022年04期 v.42;No.186 733-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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  • 地震作用下混凝土水池结构动力响应研究

    张文斌;朱正瑜;

    钢筋混凝土水池结构在地震作用下发生破坏,将会产生较大的经济损失。通过分析钢筋混凝土水池结构在地震作用下破坏状态的演化,为混凝土水池提供结构抗震安全设计方面的参考依据。周围土体和池内液体在地震作用下,对钢筋混凝土水池结构产生相互作用进而发生破坏。通过建立液固耦合界面,用弹塑性弹簧模拟土体,建立较符合实际的钢筋混凝土水池结构的三维有限元模型。通过模拟地震作用,考虑SSI、FSI双重激励下,水池在地震作用下的响应情况。分析在不同土体,水池壁厚,水池平面投影尺寸等因素的影响下水池的动力响应,总结水池结构在地震作用下破坏规律。研究表明:水池受地震作用时,水池各侧面底部的等效应力峰值对称,并在垂直地震波方向的侧面中部达到最大。水池在坚硬土包围下在地震中位移峰值和等效应力大于软弱土;水池壁厚与水池受到的地震应力和池壁位移成反比;水池蓄水深度与地震波输入方向垂直的池壁等效应力成正比;水池长宽比对侧面池壁应力峰值对水池结构动力学响应影响较大。

    2022年04期 v.42;No.186 742-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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  • 弧形构造带形成演化特征研究

    马海勇;罗安湘;王朝阳;欧阳征健;冯娟萍;

    为研究弧形构造带形成演化特征,以六盘山弧形构造带早古生代晚期形成的弧形构造为例,采用野外面地质调查、数值模拟等研究手段,对弧形构造带形成规律进行区域块体应力定量化的数值模拟分析。结果表明:六盘山弧形构造带受到青藏地块向北东向的推挤,北祁连地块也向北东向位移并推挤北祁连弧后盆地,北祁连弧后盆地被相对坚硬的阿拉善地块与鄂尔多斯地块阻挡。早古生代晚期六盘山区域北东向挤压的构造应力是早期弧形构造形成的主要原因,利用数值模拟方法构建的古生代晚期的数值模型,进行构造应力与地质块体形变规律数值模拟计算,使地质模型处于平衡状态后获得x方向、y方向位移,在x方向的位移,计算结果显示六盘山区域范围内古生代地质块体向东最大位移约为向北最大位移的25%,位移向量的位移方向总体表现为向北东弧形突起的构造形态。研究结果可为区域弧形构造演化研究提供定量化分析的参考和理论依据。

    2022年04期 v.42;No.186 752-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 652K]
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  • 川西坳陷中段须四段储层综合评价

    陈贤良;纪友亮;杨克明;

    川西坳陷须家河组是典型的致密砂岩储层,勘探的首要目标是在致密背景下寻找相对高渗区,成岩相是现今储层面貌及品质的直接反映。针对川西坳陷中段须四段砂岩储层,利用岩石薄片、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜等分析测试方法,开展定量成岩相储层综合评价。结果表明:须四段储层岩石类型以中粒岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主,孔隙类型以粒内溶孔和粒间溶孔为主,孔隙结构为微-细孔、微-细喉型,孔隙度、渗透率低,属致密储层;基于压实、胶结、溶蚀等3种主要成岩作用强度计算结果和分级标准,须四段储层以中强-强压实、强胶结、弱溶蚀为主要特征,发育6种主要成岩相类型且下亚段压实与胶结强度高于上亚段、溶蚀强度弱于上亚段。结合沉积相、储集空间类型及储层物性特征等将须四段储层划分为4类,其中Ⅱ类储层为有利储层,分布在中江-洛带地区和新场构造带。研究成果可为进一步研究致密气提供地质依据。

    2022年04期 v.42;No.186 760-767页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K]
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  • 营尔凹陷长沙岭构造带白垩系深部储层主控因素

    雷福平;周在华;陈建军;赵乐义;韦德强;赵伟;谢菁钰;陈滢;李婧;

    利用岩心、测井、分析化验及实测地层压力等资料对营尔凹陷长沙岭构造带白垩系下沟组一段储集层的岩石学特征、储集空间特征及物性特征进行了系统研究,分析物性主控因素,综合分析优势沉积微相、储集层厚度和构造因素,开展有利目标评价。结果表明:储集层岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,填隙物主要为方解石,结构成熟度较低;储集空间以原生孔隙为主,次生孔隙改善了储集层物性,主要为原生粒间孔、晶间孔、粒缘溶孔、粒内溶孔及微裂缝;储集层孔隙度平均为8.75%,渗透率平均为4.18×10~(-3)μm~2,总体以特低孔-低孔、特低渗-低渗储集层为主,存在部分中孔、中-低渗储集层。明确了沉积相带、异常高压和溶蚀作用是影响储集层物性的主要因素,辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝和湖底扇主水道、辫状水道为最有利的微相类型;异常高压可以减弱上覆地层的压实作用,使原生孔隙得以保存,同时促进有机酸对砂岩的溶蚀形成次生孔隙;长石、岩屑和方解石胶结物在酸性环境下溶蚀产生次生孔隙,为油气的运聚提供了有效的储集空间。研究结果可为长沙岭构造带白垩系深层油气勘探提供借鉴。

    2022年04期 v.42;No.186 768-779页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K]
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  • 云南补木嘎高硫煤细菌脱硫工艺条件优化

    杨水兰;徐杰;陈创前;

    为研究云南补木嘎高硫煤细菌脱硫的最优工艺条件,利用茫崖诺卡氏菌、格尔木马赛菌和恶臭假单胞菌,进行单因素及正交细菌脱硫实验。筛选出优势菌种为茫崖诺卡氏菌,最佳脱硫条件是:煤样粒度0.075~0.125 mm,接种量20 mL,煤浆浓度0.5 g/50 mL,培养基pH为8,培养温度28℃,脱硫时间14 d,在该条件下对云南补木嘎高硫煤的脱硫率为70.18%。响应面优化实验确定茫崖诺卡氏菌对云南补木嘎高硫煤的脱硫率与工艺参数之间的预测模型方程。工业分析及发热量结果显示,原煤经过茫崖诺卡氏菌处理后,水分和灰分均下降,挥发分和发热量均升高;红外分析结果显示,茫崖诺卡氏菌脱硫后,C-S伸缩振动峰减弱;X射线衍射分析结果显示,原煤及茫崖诺卡氏菌脱硫后的煤样均存在矿物相,如高岭石、石英和黄铁矿杂质,且原煤经微生物处理后,这些峰的强度均降低;热重分析结果显示,原煤及茫崖诺卡氏菌脱硫后的煤样具有相同的热失重趋势,均具有3个热失重阶段,且脱硫后的煤样在第2阶段的主峰温度均降低。研究结果证明茫崖诺卡氏菌具有较好的脱硫效果,说明原煤中硫分的脱除有利于煤的充分燃烧。

    2022年04期 v.42;No.186 780-790页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K]
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  • 空间视角下金融创新、产业结构升级与碳排放的关系研究

    杨筱茜;蔡林美;张金锁;

    金融创新和产业结构升级是影响碳排放的重要因素,厘清三者之间的相互作用关系对中国实现“双碳”目标具有重要意义。利用中国2008—2019年30个省份的面板数据,在采用因子分析法测算金融创新的基础上,构建空间杜宾模型和中介效应模型,探讨金融创新、产业结构升级与碳排放之间的关系。结果表明:中国30个省份碳排放总体呈现“北高南低”的空间格局,金融创新、产业结构升级和碳排放均具有空间集聚效应;金融创新和产业结构升级能够有效降低当地的碳排放,且金融创新对碳排放的抑制作用具有显著的空间溢出效应;金融创新对当地与相邻地区的产业结构升级具有显著的正向影响,可以通过产业结构升级间接降低碳排放。因此各地应加快金融创新步伐,加强金融创新合作,助推产业结构升级,促进邻近省份联动实现碳减排。

    2022年04期 v.42;No.186 791-799页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 新疆煤炭外运及相关产品产业链竞争力评价

    宋梅;张丽艳;王玉生;程佳榕;梅映雪;

    双碳背景下新疆煤炭资源开发机会与挑战并存,煤炭及相关产品外运成本高是制约新疆发挥其资源优势及影响其在国内价值链分工体系中地位的重要因素。在综合考虑中国能源“金三角”地区和进口煤的影响下,构建煤炭产地转化和至终端市场转化情景下的产业链竞争力评价模型,系统研究新疆煤电和煤化工产业链竞争力。结果表明:疆煤铁路运输的经济半径为甘肃以西,少量优质煤可以进入西南市场;与宁夏、甘肃相比,新疆在煤电产业链和煤化工产业链均具有明显竞争优势;与陕西、内蒙古相比,新疆在煤电产业链具有一定竞争优势,仅在个别市场且煤炭价格较低的情况下,煤化工产业链才可能具有一定竞争力;与进口煤相比,新疆在煤电产业链和煤化工产业链均不具有竞争力。疆煤外送的竞争力排序由高到低依次为煤电、煤制油、煤制气和煤制烯烃,以期为新疆煤炭产业高质量发展和经济发展内生动力提供借鉴。

    2022年04期 v.42;No.186 800-808页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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  • 基于双流CNN与Bi-LSTM的施工人员不安全行为轻量级识别模型

    马莉;王卓;代新冠;贾荣豪;

    由于PC端的施工人员不安全行为识别模型计算复杂度高、模型体积大,不适合在边缘设备上运行,提出了一种基于双流CNN与Bi-LSTM的轻量级识别模型。模型主要包含双流CNN特征提取、特征融合和行为分类3个模块,在双流CNN特征提取模块中使用高效的轻量化网络ShuffleNetV2代替传统CNN以提升计算效率,同时添加卷积注意力模块获取关键特征以提高行为识别准确率;在特征融合模块中引入Bi-LSTM网络获取视频前后的关联信息,实现双流特征融合;在行为分类模块中利用注意力机制实现自适应分配权重,从而进一步提升施工人员不安全行为识别的准确率。最后,采用UCF-101数据集和自建数据集进行模型训练和验证,该模型的累加乘积操作次数为7.73 G,参数量为5.38 M,均优于传统的双流CNN方法;此外,模型在2个数据集上的识别准确率分别为94.3%和94.8%,均优于双流CNN-MobileNetV3等其他轻量级模型。实验结果表明所提模型相对于传统双流CNN具有更低的计算复杂度、更小的模型参数量以及更高的识别准确率,适合在资源受限的边缘设备上部署与运行。

    2022年04期 v.42;No.186 809-817页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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  • 群组机器人系统资源分配策略研究

    孙弋;宋冬冬;

    为解决应急场景下群组机器人系统稳定分配微服务资源,提升群组机器人的业务能力,采用Stackelberg博弈的模型。模型将资源提供机器人与资源消费机器人的供需关系抽象为多主多从的博弈问题,寻求在微服务资源分配时系统稳定的同时各方可获得的最大收益。在此基础构建了资源提供机器人和资源消费机器人的收益函数,并证明了在所提模型中给定一组资源提供机器人的微服务资源的定价时,资源消费机器人之间存在唯一的Nash均衡点。最后,利用了分布式迭代搜索算法,求解博弈的最终需求策略。结果表明:在应急场景下,本模型所构造的收益函数在满足系统稳定性的同时可使博弈双方获得最大收益,同时可得出资源提供机器人的均衡定价,实现微服务资源的有效分配。博弈模型构建过程符合现实逻辑、稳定性好,对未知场景中群组机器人资源分配具有一定参考价值。

    2022年04期 v.42;No.186 818-825页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 电极移动速度对电容短路火花放电特性的影响

    宋璐雯;刘树林;

    研究电极移动速度对低压火花放电特性的影响是揭示本质安全型电容短路火花放电机理的关键方法,对推广本安型电气设备在煤矿、化工等危险性环境下的应用具有重要意义。以IEC安全火花试验装置的移动电极为研究对象。基于Fowler-Nordheim理论,推导分析电极移动速度对微间隙场致发射电场强度及电流密度的影响变化,并通过电极不同移动速度下的火花试验进行验证。根据一次放电火花电压变化特性,建立放电电压指数模型,推导火花功率与初始电压、放电电阻、放电时间的函数关系。考虑在定参量条件下,放电时间是关于电极移动速度的函数,通过所建模型分析获得电极移动速度对火花功率的影响规律。结果表明:随着电极移动速度增加,极间场强、放电电流、火花功率增大,放电时间减小,且移动速度越快在越短的时间内越易达到较高功率。此外,由火花功率对时间的积分推导出火花能量的表达式,进而得到火花能量极值,为进一步研究火花放电对引燃能力的影响提供理论参考。

    2022年04期 v.42;No.186 826-832页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K]
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  • 多针头静电纺丝电场分布改善及仿真分析

    郭文利;任晓龙;陈江义;

    传统的多针纺丝喷头由于各针头间电场存在强烈的相互干扰作用,往往会造成电场分布不均匀,严重影响纺丝质量。为提高多针头静电纺丝的效率和质量,探索有效可行的多针喷头工艺改善措施,获得更均匀的电场分布,对不同针头数量的正六边形分布式多针电纺喷头的工作电场进行建模仿真分析。通过优化多针喷头结构改善其电场分布,提出了3种措施:设置不同针头间距,不等针长和不同直径屏蔽环,通过有限元分析工具COMSOL Multiphysics 5.5对其进行仿真分析,详细阐明不同针间距下电场分布特征的变化趋势,加长中心针对电场分布均匀性的影响以及屏蔽环在均衡电场分布和集中分布范围上的作用。这为实现多针头静电纺丝过程的高效稳定提供了理论支持,也为多针头静电纺丝批量化生产的设备进一步优化提供研究基础。

    2022年04期 v.42;No.186 833-840页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K]
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