绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展

为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标与绿色矿山建设的协同发展,该研究以绿色矿山、碳源/汇与减排增汇为关键词开展文献计量分析,总结“双碳”目标下绿色矿山建设内涵与要求,分析绿色矿山建设背景下碳源/汇与减排增汇研究进展,梳理矿区碳源与碳汇核算方法,探究绿色矿山减排增汇策略。得出:绿色矿山在理论与应用方面均具有较为丰富的研究及实践成果,具有良好基础以面对新的发展挑战;绿色矿山现存管理方案与考评体系成果完整,整体偏定性和基础推荐性要求;矿山碳足迹核算中,基于生命周期理念、采用排放因子法的核算模式已较为成熟,但在生命周期划分与核算因子选取过程中仍需慎重,注意加强因子的本地化选取;针对减排增汇目标,绿色矿山在策略上需重视能源与技术视角。在“双碳”目标下,当前绿色矿山相关验收标准在减排方面的关注度有待增强,指标体系的定量化程度与执行力有待提高;煤炭矿山的碳足迹核算与减排潜力分析是未来绿色矿山研究的重点之一;矿山减排研究中,由复垦产生的碳源与碳汇核算及矿山全生命周期的减排方案设计需得到更多关注。

湘南坪宝矿田岩浆热液成矿系统深部探测与地球化学约束

湘南是我国乃至世界最重要的钨锡多金属矿集区之一,发育了坪宝、柿竹园、骑田岭等多个大型矿床(田)。随着浅部资源逐渐枯竭,成矿系统深延与探测成为找矿突破的重点,尤其是覆盖层下隐伏成矿岩体、流体运移通道与矿体赋存空间的准确识别。本文以湘南坪宝矿田为例,采用广域电磁、构造解析与地球化学等方法揭示了成矿系统的空间结构与物质组成:(1)矿田深部(<5 km)存在4个隐伏的燕山期花岗岩体,包括宝山、黄沙坪、大坊、野鹅塘,岩体呈现不规则形态;(2)岩体侵位受NNE走向、NE走向与NW走向的区域断裂交汇联合控制,其岩体接触带与次级断裂为主要的控矿构造;(3)断层破碎带中方解石、石英、赤铁矿等热液矿物为成矿流体活动留下的痕迹,可用来识别成矿流体的源区与路径;(4)科学钻探证实了矿体与成矿运移通道深延稳定,且可能与深部隐伏岩体导通;(5)宝山矿区西部、黄沙坪矿区东部、大坊与野鹅塘矿区深部应为该区未来找矿勘查的重点。通过广域电磁、构造解析与矿物地球化学分析可以深入认识隐伏岩体的空间形态与形成时代,构建成矿物质与流体的“源-运-储”模型,开展成矿系统的深部探测与成矿潜力评价。

湘南铜山岭矿田构造‒成矿特征以及深部成矿预测

湘南铜山岭矿田位于南岭成矿带与钦杭成矿带的结合部位。本文采用构造解析、广域电磁探测、热液矿物地球化学分析等方法对铜山岭矿田1~3 km深度的构造‒岩浆‒成矿系统特征进行了综合研究。研究结果表明:①构造解析显示铜山岭矿田经历了三期构造事件,第一期为成矿前的NWW-SEE向挤压,形成NNE向褶皱和逆断层,以及NWW向张性断裂;第二期为成矿期的NW-SE向伸展,使部分NNE向逆断层转化为正断层,并伴随花岗岩体侵位以及矽卡岩型铜多金属成矿事件;第三期为成矿后的近SN向挤压,使NNE向断层发生左行走滑。成矿前形成的NNE向断层在成矿期重新活动,并成为矿田内主要的控岩控矿断层。②广域电磁法探测表明矿田覆盖区深部的隐伏花岗岩岩体与灰岩地层之间存在较大的物性差异,异常解译结果显示高阻体为花岗岩岩体,层状低阻体为灰岩地层,陡倾低阻体为区域性断层,其中高阻体与层状低阻体之间的过渡带是有利的成矿空间。③断层中发育两期方解石脉,其中第二期方解石脉的地球化学特征指示其与岩浆热液活动有关。基于以上研究我们在铜山岭矿田圈定两个深部成矿预测区。

云南温带气候主要分布区耕地土壤养分空间分布特征

【目的】为深入了解云南温带气候类型主要分布区土壤养分特征与供肥能力,科学指导施肥,确保地力水平稳步提升和作物稳产。【方法】2019—2022年在云南主要温带气候类型的滇西北、滇东北和滇中北部区域采集1880份耕层土壤样品,并测定其养分含量,以分析该气候类型主要分布区的土壤养分及肥力现状,明确土壤养分空间分布及差异。【结果】云南温带气候类型主要分布区土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾均属于丰富水平以上,平均含量分别为39.86 g/kg、2.09 g/kg、29.17 mg/kg和166.31 mg/kg,丰富水平以上占比分别为66.85%、73.19%、54.11%和40.25%。土壤有机质与全氮含量呈较好的线性正相关,且不同土壤类型间的养分变化趋势相似。有机质含量和全氮含量棕壤最高,其次为黄棕壤、水稻土等,紫色土、燥红土较低。滇西北耕地土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量及pH显著高于滇东北和滇中北部区域(P<0.05),且滇中北部区域耕地土壤全氮、速效钾和缓效钾含量也显著高于滇东北。滇东北和滇中北区域土壤速效钾缺乏,缺乏比例分别达36.99%和45.69%。【结论】滇西北需注重平衡施肥,确保作物对养分的平衡吸收利用;滇东北和滇中北区域应增施有机肥,并根据作物类型适当增施钾肥,稳步提升耕地土壤肥力和作物产量。

低刚度薄壁件铣削加工刀具破损及表面质量分析

为分析低刚度薄壁在切削过程中的情况,进行了低刚度薄壁的小径向浸入比切削试验,通过实时监测的方式同步采集薄壁厚度方向的加速度信号和XYZ三个方向的切削力信号,并且通过超景深显微镜对刀具的磨损破损状况及加工表面质量进行观测。试验发现:薄壁刚度较低时,切削振动剧烈,加速度值和X方向的切削力随着进给速度的增大而快速增大;薄壁振动会导致刀具刀刃部分破损现象早于磨损发生,出现多处块状掉落;薄壁顶部因其更弱的刚度导致大量的长条状凸起,严重影响表面质量,且薄壁表面下部加工质量明显优于上部;低刚度时采用逆铣比顺铣更能适当降低切削力并减少毛刺的出现。

面向动态环境的视觉惯性定位方法

针对传统的视觉惯性里程计在动态环境下定位精度低和系统鲁棒性差等问题,提出了面向动态环境的视觉惯性定位方法。首先,利用语义分割提取环境中的语义信息,借助环境先验信息识别出动态物体。同时,采用深度生成网络对动态物体区域进行背景修复,生成只包含静态场景的图像,并将生成的图像用于后续的特征提取和跟踪,以减弱动态物体的影响。后端构建了紧耦合的图优化模型,将视觉数据与IMU数据相互融合,在滑动窗口中以非线性优化的方式估计位姿。实验结果表明,方法可以有效降低动态物体对定位的影响,提高系统的定位精度和鲁棒性。

材料物性参数对双层微管气体辅助共挤出胀大的影响

建立了单腔双层微管的传统微共挤和气辅微共挤流动模型,采用数值模拟技术研究了零剪切黏度(η_(0))、松弛时间(λ)、材料参数ε和ξ等对挤出胀大率的影响规律。结果表明,传统微共挤过程中,挤出胀大率受η_(0)和λ的影响较大,随着外层熔体η_(0)增大,由29.15%增大至43.77%后趋于稳定;挤出胀大率受ε和ξ的影响较小,随着ε和ξ的增大略有减小,胀大率在37%~39%区间变化。而气辅共挤过程中,当η_(0)、λ、ε和ξ变化时,挤出胀大率始终接近零,无明显胀大和变形现象。

数字化转型视域下江南丝竹非遗数字平台设计研究

目的探索江南丝竹非遗数字设计与传承路径,为传统音乐类非遗的数字传创提供一定的思路与行动参考。方法对江南丝竹非遗特征进行整理基础上,分析其数字化设计逻辑,探究江南丝竹数字平台的功能模块及交互机制,进而构建江南丝竹非遗数字平台的设计体系,并基于此开展数字产品设计实践。结论江南丝竹非遗数字平台能够给用户带来创新的互动体验,增强用户沉浸感、具身感。有助于提升江南丝竹的传创效果,同时为其他传统音乐类非遗的保护与活化设计提供一定的参考。

层状复合钛合金增材制造研究进展及发展趋势

层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形复杂结构等优势,在层状复合钛合金研制领域应用广泛。本文介绍了层状金属直接过渡、成分过渡和阻挡层过渡结构设计方法,综述了几种增材技术研制层状复合钛合金,包括激光定向能量沉积、电弧熔丝增材制造和电子束熔丝增材制造的研究进展。围绕过渡区组织性能优化、热处理制度建立、残余应力控制和失效机制判据等方面,展望增材制造层状复合钛合金未来的发展方向。

岩浆热液白钨矿氧同位素组成研究:对流体源区与演化过程的示踪

南岭地区中生代发育大量岩浆热液型钨矿床,但是成矿岩体类型、侵位深度以及围岩性质存在差异,且成矿过程中受多期流体活动与大气降水的影响,流体源区与演化过程复杂。本文对不同类型钨矿床中多阶段白钨矿进行了氧同位素组成分析,研究结果显示与S型花岗岩侵入相关的白钨矿氧同位素值最高(5.7‰~7.8‰),A型花岗岩侵入相关的最低(2.9‰~4.5‰),I型花岗岩侵入相关的落在二者之间(5.6‰)。不同类型钨成矿早期流体均主要为岩浆水,后期成矿过程中外来流体贡献不同,其中大气降水对夕卡岩和云英岩型钨矿化影响较小,而石英脉型矿化存在较大比例的大气降水的加入。此外,单颗粒石英脉型白钨矿的氧同位素组成也存在较大的不均一性,核部到边部逐渐降低的趋势反映了多期次的流体活动。综合分析认为,早期结晶的白钨矿尽管经历岩浆分异、流体出溶与热液沉淀,仍保留岩浆熔体的部分氧同位素特征,而早—晚阶段白钨矿氧同位素组成的变化详细记录了流体源区特征与演化过程。夕卡岩与云英岩型白钨矿形成主要与强烈的水岩反应相关,而石英脉中白钨矿沉淀主要与大量的大气降水加入有关。

超声引导下乳腺旋切技术治疗乳腺良性肿瘤的优势及对血清CEA和CA125水平的影响

目的:探讨超声引导下乳腺旋切技术治疗乳腺良性肿瘤的优势及对血清CEA和CA125水平的影响。方法:前瞻性选择2021年1月-2022年12月在本院诊治的乳腺良性肿瘤患者110例作为研究对象,以数字表法将其分成观察组和对照组,各55例。对照组应用传统手术治疗,观察组应用超声引导下乳腺旋切技术治疗,对比两组手术相关指标,乳房外观美观度,血清CEA与CA125水平,术后并发症发生情况,肿块残留与复发情况。结果:观察组患者手术时间、切口愈合时间及住院时间均较对照组短(P<0.05),术后24h疼痛程度评分与术中出血量均较对照组低(P<0.05);术后1年观察组患者的乳房外观美观度显著优于对照组(P<0.05);治疗后两组血清CEA与CA125水平较治疗前低(P<0.05),且观察组血清CEA、CA125水平较对照组低(P<0.05);应用超声引导下乳腺旋切技术的观察组并发症总发生率显著低于应用传统手术治疗的对照组(P<0.05);观察组患者的乳房畸形率较对照组低(P<0.05),且未发生肿块残留及复发情况。结论:应用超声引导下乳腺旋切技术对乳腺良性肿瘤患者实施治疗,效果较为显著,不仅能够改善手术相关指标,减轻疼痛,还能提高患者乳房外观美观度,降低血清CEA、CA125水平,同时肿块无残留及复发情况,不良并发症少,安全性较高,值得临床深入推广.

渗流-应力耦合作用下穿断层破碎带TBM输水隧洞结构安全研究

为分析敞开式隧道掘进机(TBM)穿越断层破碎带深埋长输水隧洞围岩的稳定性及其支护结构的安全性,依托东庄水利枢纽北线输水隧洞工程,采用ABAQUS软件建立隧洞开挖过程渗流-应力耦合三维动态施工仿真模型,研究了隧洞开挖支护过程中断层破碎带处围岩的稳定性和支护结构的受力特性及其变化规律。结果表明:隧洞围岩由于卸载作用其孔隙度最大值较初始状态增大了0.88%,渗透系数最大值较初始状态增大了2.59%;隧洞围岩孔隙水压力随开挖支护过程先下降—再平缓—最后回升至稳定;围岩塑性区出现在沿径向1 m范围内,等效塑性应变极值出现在围岩腰线处;锚杆应力在衬砌进行支护时达到峰值,其最大值为182.90 MPa;衬砌内、外缘均处于受压状态,衬砌环向应力值随开挖支护过程先出现最大值,随后略微减小至稳定,其值在6.66~11.92 MPa范围内;衬砌的变形整体上表现为向内收缩,收缩量从顶拱和底拱处向腰线处逐渐减小,其值在0.67~1.35 mm范围内;随着排水量的增加,围岩最大径缩量逐渐增大,衬砌外水压力折减系数逐渐减小。研究结果可为穿断层破碎带TBM隧洞工程结构设计及其安全施工和运营提供参考依据。

喷丸强化覆铝7B04-T7451铝合金的表面完整性及疲劳性能研究

研究了喷丸强化对覆铝7B04-T7451铝合金表面完整性和疲劳性能影响,阐明了覆铝层对喷丸强化效果的影响。采用维氏硬度计、原位纳米测试系统、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪等,分析了喷丸强化后试样的显微硬度、表面轮廓、表面粗糙度及残余应力等的变化。利用疲劳试验机测试喷丸强化试样的疲劳寿命,利用扫描电镜分析疲劳断裂断口的特征。结果表明,喷丸强化覆铝7B04-T7451试样表层硬度从表层向内部逐渐增大,直到基材硬度,表面硬度较原始试样略有提高;覆铝7B04-T7451试样表面发生剧烈的塑性形变,弹丸尺寸较大,表面粗糙度明显增大;喷丸强化引入深度约150μm的残余压应力层,但其残余压应力数值和应力峰值均较小。喷丸强化覆铝7B04-T7451铝合金的疲劳性能没有获得提高,由于表面粗糙度和塑性形变显著增大,使得疲劳裂纹源在覆铝层表面萌生较快,疲劳寿命降低。

湖南铜山岭层状钨多金属矽卡岩形成时代、成因机制及其找矿启示

湖南铜山岭矿床位于南岭成矿带西段,是与I型花岗闪长岩有关的矽卡岩型铜多金属矿床。近年在远离花岗闪长岩体的棋梓桥组灰岩地层中发现了厚层状矽卡岩型钨钼矿体,其地质特征、矿物组合与金属类型均与岩体接触带型矿体不同。通过系统的野外观察、显微鉴定、石榴石原位U-Pb定年、白钨矿LA-ICP-MS微量元素分析对该矿床矽卡岩形成时代、成因机制进行了研究。结果表明:(1)矽卡岩成矿作用可划分为石榴石矽卡岩、绿帘石绿泥石矽卡岩、石英硫化物、石英方解石4个阶段;(2)石榴石U-Pb谐和年龄为(160.4±4.2)Ma(MSWD=0.79),明显晚于花岗闪长岩体(约167 Ma),与花岗斑岩(约161 Ma)的年龄一致;(3)核部石榴石稀土元素配分型式为轻稀土元素富集、重稀土元素平坦型,与花岗斑岩全岩稀土元素配分型式相似,边缘石榴石的稀土元素配分型式为轻稀土元素亏损、重稀土元素平坦型,与接触带矽卡岩中石榴石不同;(4)与绿帘石共生的白钨矿主要可分为3个世代,3个世代的白钨矿稀土元素配分型式均为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型,但稀土元素总质量分数从第一阶段(Sch1-a,332×10^(-6)~353×10^(-6))到第二阶段(Sch1-b,144×10^(-6)~301×10^(-6))到第三阶段(Sch1-c,4.05×10^(-6)~31.8×10^(-6))呈显著渐进式下降趋势,与绿泥石共生的白钨矿(Sch2)稀土元素配分型式显示轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,稀土元素总质量分数为51.2×10^(-6)~139×10^(-6);(5)钨钼矿化主要集中在退变质阶段,其中Sch1-b及Sch2阶段具有较高的氧逸度,为钨沉淀的主要阶段,Sch1-a与Sch1-c阶段氧逸度较低,为钼沉淀的主要阶段。综合分析认为,层状矽卡岩与铜山岭及魏家接触带矽卡岩均不为同一成矿系统,可能与分异程度更高的花岗斑岩有关,未来铜山岭矿床深边部找矿应该更加关注晚期花岗斑岩体。

三元复合聚丙烯电介质材料性能调控研究进展

当前快速增长的能源需求要求电力设备具有更高运行电压、更大容量、更小体积,因此要求聚丙烯等介质材料实现电学、机械和热学等多种性能的协同提升的同时,兼顾加工性、环保性、经济性等优势。针对聚丙烯单一性能提升方面的研究取得了显著成效,而多性能协同提升成为了近年来的研究重点和难点,其中将共混改性和纳米复合改性两种方法结合,构筑三元复合聚丙烯的性能调控思路具有突出优势。文中基于电缆绝缘和电容器薄膜两个典型的聚丙烯应用场景,对“聚丙烯/有机物/纳米粒子”三元复合聚丙烯的研究进展进行了总结梳理,进一步阐明了三元复合聚丙烯绝缘性能与机械性能协同提升的机理,建立了三元复合聚丙烯储能密度与介电损耗平衡调控的演化模型,最后对三元复合聚丙烯未来的发展提出了展望。

基于InSAR的北京平原区地面沉降与地下水位演化关联特征迭代奇异谱分析

北京平原区是地面沉降发展严重的区域之一,分析其地面沉降的时空演化规律可为城市地面沉降有效防控提供数据支撑。该文利用PS-InSAR方法获取地面沉降信息,并用水准监测数据验证其精度,然后基于奇异谱分析和频谱检验提出迭代奇异谱分析(Iterative Singular Spectral Analysis,ISSA)方法,并基于该方法将地面沉降的长时序数据分解为主趋势、周期特征,得到研究区地面沉降和地下水位的时序演化特征:①研究区地面沉降的主趋势特征表现为2011—2016年沉降持续、沉降减缓和再度发展3个阶段,2017—2020年沉降持续发展,但总体趋势较稳定。②研究区地面沉降季节性差异明显,且2011—2020年夏季地面沉降比冬季严重。③地下水超采是北京平原区地面沉降的主因,在严重沉降区和较严重沉降区,第二、三承压含水层的水位变化与地面沉降呈强正相关性。

某过断层深埋高水头TBM输水隧洞围岩-支护结构响应规律

为了研究过断层深埋高水头敞开式TBM输水隧洞支护结构的响应规律,对不同支护方案下某过断层深埋高水头敞开式TBM隧洞围岩与支护结构的响应规律进行对比分析,选出最合适的支护设计方案。建立TBM隧洞动态开挖-支护精细仿真模型,逐个研究动态开挖-支护中围岩、锚杆、钢拱架、初喷混凝土、二衬的响应规律。结果表明:依次支护管棚、锚杆、钢拱架、固结灌浆、衬砌后,围岩拱顶变形分别降为不支护时的59.4%、32.9%、32.9%、4.1%、3.2%。盾尾离开后各响应突增,增幅逐步减缓且最终趋于稳定,衬砌支护后突降并稳定。锚杆应力分布不均,支护后拱腰处锚杆应力比拱顶增加快,各锚杆应力越靠近洞壁处越大。管棚+锚杆+钢拱架+固结灌浆+初喷+二衬可保证安全,但需固结围岩弹性模量、黏聚力及内摩擦角分别提高1.0、1.0、0.21倍。

基于深度学习的水声信道联合多分支合并与均衡算法

为了更好地解决水声信道中的衰落及严重码间干扰问题,该文提出一种基于深度学习的联合多分支合并与均衡算法。该算法借助深度学习网络的非线性拟合能力,联合实现了多分支合并和均衡。在算法实现中,合并与均衡并非相互独立,而是基于深度学习网络的总输出计算出总误差,以总误差对网络参数实现联合调整,数据集则基于统计水声信道模型进行构建。仿真结果表明,相较于已有算法,所提算法能获得更快的收敛速度和更好的误码率性能,使得其能更好地适应水声信道。

转基因玉米对田间节肢动物生物多样性及虫害发生的影响

【目的】明确转基因抗虫(cry1Ab)耐除草剂(epsps)玉米DBN9936对田间节肢动物生物多样性及虫害发生的影响,为转基因作物的生物安全提供数据支持。【方法】在田间隔离条件下,采用直接观察法对田间节肢动物种类和数量进行统计,采用剖杆法调查钻蛀类害虫的危害情况。分析比较转基因玉米宏硕1799转化体和远科105转化体及其非转基因玉米受体品种、非转基因玉米栽培品种先玉335的田间节肢动物功能群、丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数、优势集中性指数等相关参数。【结果】1)转基因玉米与非转基因玉米受体品种的田间节肢动物丰富度指数、多样性指数、均匀度指数、优势集中性指数随时间变化趋势基本一致;2)转基因玉米的叶片平均受害率、茎秆平均受害率和穗尖平均受害率均低于非转基因玉米;3)转基因玉米与喷施杀虫剂的非转基因玉米上玉米螟、棉铃虫和黏虫等鳞翅目害虫的危害程度均较非转基因玉米有不同程度的降低。【结论】与非转基因对照玉米相比,受试转基因玉米有降低鳞翅目靶标害虫发生的趋势,且对田间节肢动物生物多样性无明显影响。

ISSMGE虚拟大学引入地质工程专业留学生课堂辅助教学的可行性分析与实践研究

线上教学是疫情防控期间的主要教学方式。对于留学生而言,传统的采用钉钉、腾讯课堂等线上教学方法存在着语言不同、互动性不足、对网络设备等相关软硬件配套设施要求较高和时差等问题,导致高质量地完成特殊时期的留学研究生教学任务面临较大的挑战。因此,本文提出了一种基于ISSMGE虚拟大学的课堂辅助教学体系,包括一种基础知识自行学习+重难点知识线上讲解的教学模式和过程性评价+总结性评价的多元化考核方式。以中南大学地质工程系留学研究生教学为例,结合相关具体课程对提出的教学体系进行实践教学。教学结果表明,所提出的教学新体系能够很好地克服传统线上教学方法的局限性,不仅提高了知识传授的效率和质量,也丰富了地质工程专业留学生教学内容,可为同类或相近专业特殊时期的教学工作提供有效参考。