露天矿富水裂隙岩体台阶爆破的殉爆机理和防殉爆研究

殉爆现象会影响露天矿台阶爆破作业安全、边坡稳定性和爆破效果。在炸药冲击起爆机理基础上,并结合露天矿实际富水裂隙岩体台阶爆破振动监测结果,通过对比爆破振动信号波动差异来判别殉爆现象。为研究殉爆产生的机理和防殉爆方法,采用数值模拟和现场试验分析主发药量、裂隙宽度及药包之间的距离等参数对被发药包孔壁压力的影响。结果表明:孔壁冲击压力随着装药耦合系数的减小、炮孔间裂隙宽度(0.25~1.00 cm)的增大以及炮孔间距离的减小而提高。在裂隙位置装药使用阻波管、充填岩粉或设置空气间隔器,能显著降低通过富水裂隙传递到被发炮孔的冲击压力,并使其低于乳化炸药的起爆压力临界值。当炮孔内只有单条裂隙时,选择填充岩粉是便捷且有效防殉爆方法;当炮孔内有多条裂隙时,该试验条件下,炮孔内放置厚度为2.6 mm的阻波管是最佳防殉爆方法,并能保证爆破效果。

采动岩体损伤与断层冲蚀协同致灾时空演化机制

随着我国煤矿开采向深部延伸,断层突水成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于采动诱发断层突水相关研究成果,笔者提出了采动岩体损伤破裂−破碎岩体(断层)冲蚀协同致灾的突水概念模型,推导了2种介质的渗透性演化方程,系统性构建了工作面采动破坏与断层内部颗粒冲蚀协同致灾力学模型;数值模拟研究了采动岩体变形破坏、断层内颗粒运移以及渗流通道演化特征,系统性阐释了采动诱发断层突水的渗流灾变时空演化机制。研究结果表明:①随着工作面不断推进,底板采动岩体损伤场与断层冲蚀裂隙相连通,形成了含水层—断层—采动裂隙—工作面的渗流路径,并随着冲蚀时间增加,最终发展成为数条优势导水通道,造成工作面涌水量的急剧增大并发生滞后突水。②随着渗流时间增加,断层内部涌水量、裂隙开度均表现为缓变—突增—稳定3个阶段,冲蚀颗粒体积分数则呈现先增大后减小的变化趋势。③在研究矿区地质条件下,为预防发生断层突水,可采取超前注浆或留设防水煤柱等方法,超前注浆时间应在底板裂隙带连通断层之前,若不采取注浆措施则合理防水煤柱的留设宽度不应低于20 m。

超声引导下水隔离技术在胰腺肿物穿刺活检中的应用

目的:评价超声引导下水隔离技术在胰腺肿物穿刺活检中的应用价值。方法:回顾性选取2019年1月至2023年8月郑州大学第一附属医院收治,被胃肠组织遮挡、需要明确性质的32例胰腺肿物患者,均运用超声引导下水隔离技术辅助穿刺活检。记录患者临床数据及穿刺后并发症发生情况。结果:32例均充分暴露了安全穿刺路径,顺利完成穿刺操作,取材成功率为100%;术后均获得了明确病理学诊断,分别为腺癌24例、神经内分泌瘤4例、炎性组织2例、鳞状细胞癌1例、实性假乳头状瘤1例。穿刺术后1例患者出现腹痛,给予对症处理后未再出现;穿刺术中及术后均未出现出血、感染、胰瘘、胃肠组织损伤等严重并发症。结论:超声引导下水隔离技术辅助胰腺肿物穿刺活检安全、可行。

超高效液相色谱-串联质谱法测定水体中磺胺类药物残留量方法验证

标准方法验证是检验检测实验室质量管理过程中的重要一环,是保障检验检测数据准确性的基础。本研究建立了超高效液相色谱三重四级杆质谱联用仪测定水体中磺胺类药物残留量的方法,从标准曲线、线性范围、定量限、精密度及方法回收率5方面进行方法验证,并对本方法的实验关键点进行了分析优化。结果表明:17种磺胺类药物在5.0~50.0 ng/mL浓度范围内线性良好,校准曲线相关系数r 2值均大于0.997,该方法的检出限为0.038 ng/mL,3个加标水平的平均回收率在74.6%~105.6%之间,相对标准偏差0.89%~12.89%。应用该方法测定了上海市嘉定区内河流和养殖场池塘水样中的磺胺类药物的残留量,该方法的建立可为监控河流和水产养殖用水中磺胺类药物的残留情况提供技术依据。

基于RSM的超细水泥注浆材料配比及性能优化模型

注浆堵水技术已成为水害措施防范向工程治理不可缺少的技术之一,超细材料的研究也成为了目前注浆材料发展的新方向。为了解决矿井水害注浆治理工程中注浆材料优选和配比优化问题,采用单因素试验与响应曲面法(RSM)相结合的方法进行超细水泥注浆材料优化配比研究。首先通过单因素试验对不同水灰比、硅灰(SF)掺量及高效聚羧酸减水剂(PCS)掺量条件下浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度进行分析,以确定RSM最佳基准水平,其次构建以浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差、残差及响应曲面分析各响应变量对响应目标的影响规律,确定注浆材料最优配比。通过单因素试验结果对比分析,发现最优水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为1∶1、35%及0.3%。通过RSM研究发现,浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度不仅受单一因素影响,且存在多因素交互作用。根据建立的二次多项式响应面回归预测模型可知,当水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为0.7∶1、38%及0.2%时,注浆材料性能最优,其回归模拟预测浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度分别为210.82 mPa·s、1.0%及12.22 MPa。通过室内试验,其结果与预测模型结果吻合度较高,进一步验证了模型的可靠性,证明了该模型能够用于注浆材料优化配比设计研究。

基于微纳米气泡臭氧曝气的饮用水厂有机物强化处理技术研究

为提升饮用水厂原水混凝及前/后臭氧处理等重要工艺段的有机物去除率,对比研究了微纳米气泡(MNBs)与普通曝气盘2种曝气方式下的臭氧传质效率,开展了MNBs对水厂原水混凝效果影响小试,并对2种曝气方式下前/后臭氧处理工艺段有机物及藻类等的去除率进行研究。结果表明:1)本研究中的微气泡发生器产生纳米气泡数量为1.2×10^(8)个/mL,中值粒径显著低于100μm,有利于MNBs臭氧(MNBs-O_(3))在水中停留较长时间;在水厂原水中加入12.5%(体积比)的MNBs水时,MNBs吸附疏水性有机物及产生羟基自由基的特征可以显著提高混凝沉淀效果,使UV254下降幅度达到15%。2)在前臭氧处理过程中,原水经MNBs-O_(3)处理后,出水110 kDa峰消失而小于1 Da部分出现新峰,五日生化需氧量(BOD5)的去除率约为15%(远低于普通曝气盘的50%)且总有机碳与UV254未发生显著变化;在后臭氧处理过程中,MNBs-O_(3)处理后BOD5上升了40%,TOC上升了36%,UV254则先上升后下降。该结果说明MNBs-O_(3)在前臭氧处理过程中可以将芳香族有机物分解为含氧类链状有机物,MNBs-O_(3)较长的停留时间使其更易将大分子有机物转换为小分子有机物,而后臭氧处理过程中MNBs-O_(3)可以进一步提高对水中残留的难降解有机物的去除率。3)MNBs-O_(3)对藻类的去除率可达25%,且MNBs-O_(3)处理不会增加水中溴酸盐浓度,后续可借助MNBs的气浮功能进一步提升其效率。尽管MNBs替代普通曝气盘使电能消耗上升约30%,但MNBs会大幅缩短进气时间,减少O_(3)使用量。本研究结果为MNBs在原水混凝及前/后臭氧处理过程中的应用建立了理论基础。

南海高温高压凝析气藏凝析水产出机理及产量预测方法

针对南海高温高压凝析气藏中凝析水产出量上升的问题,以东方气田为研究对象,采用地层水蒸发实验方法,分别在地层条件下的PVT筒和长岩心中进行水气比测试,并提出了高温高压凝析气藏凝析水产量计算方法,预测东方气田凝析水产出程度。研究表明:高温高压凝析气藏中的流体受多孔介质微小孔径以及临界性质偏移的影响,饱和蒸气压发生变化,导致凝析水产出大幅度增加。考虑水、气相间传质的数值模拟方法可以准确预测高温高压凝析气藏中凝析水产出变化。对东方气田的日产水进行模拟,设置井底流压限制为1.5 MPa,预测时间为5 a,历史产水量拟合精度大于90%,能够很好地模拟凝析水产出情况。研究成果对高温高压凝析气藏制订合理开发方案,改善油藏开发效果具有重要指导意义。

ICP-MS法同时测定地表水中10种痕量金属元素

本文建立电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定地表水中10种痕量金属元素残留的方法。10种金属元素在1.00~80.0μg·L^(-1)浓度范围内具有较好的线性关系,相关系数均大于0.999,方法测定标准样品的结果均在保证值范围内,相对标准偏差均小于4%(n=6),样品加标回收率为87.8%~105.5%。本方法可同时进行多种金属元素的快速分析,检出限低,灵敏度高,测试结果准确,可用于地表水中铜、铅、镉、钼、铬等金属残留的分析。

基于壳聚糖改性的磁性氧化石墨烯的半自动化管尖固相微萃取技术在环境水中痕量铅快速测定中的应用

以戊二醛为交联剂,采用壳聚糖(CS)和四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))修饰氧化石墨烯(GO),制备了Fe_(3)O_(4)-GO/CS复合物(吸附剂)。将20 mg Fe_(3)O_(4)-GO/CS填装于200μL微型枪头中,两端填上少量玻璃棉,枪头旁边放置磁铁。将12 mL塑料注射器和枪头连接,用塑料注射器吸取1 mL水冲洗Fe_(3)O_(4)-GO/CS表面可能吸附的杂质。环境水样经0.22μm滤膜过滤后,将滤液酸度调至pH6.0,用塑料注射器吸取10 mL,固定在注射泵上,将水样以0.8 mL·min^(-1)流量通过枪头;再吸取1 mL 0.010 mol·L^(-1)盐酸溶液(洗脱剂),以0.5 mL·min^(-1)流量洗脱吸附在Fe_(3)O_(4)-GO/CS上的铅。收集洗脱液,用电感耦合等离子体质谱法测定。结果显示:Fe_(3)O_(4)-GO/CS对铅的平衡吸附容量为126 mg·g^(-1),可重复使用50次,吸附过程符合朗缪尔(Langmuir)等温吸附模型;铅的质量浓度在0.01~10.00μg·L^(-1)内和响应值呈线性关系,检出限为0.005μg·L^(-1)。对实际水样进行3个浓度水平的加标回收试验,回收率为84.7%~105%,测定值的相对标准偏差(n=5)为0.90%~3.9%。

矿井采空区水库水岩作用净水机理研究进展及展望

煤矿长壁开采形成的导水裂隙引发地下水系统破坏,造成采空区水量丰富与地面水资源紧缺矛盾突出,合理保护利用矿井水对煤矿安全生产和矿区生态文明建设至关重要。利用矿井采空区作为地下水库,借助采空区破碎煤岩体较强的纳污能力,是实现矿井水污染治理及资源化利用的重要手段。我国多数矿井水水质差、溶解性总固体高、处理难,因此采空区水库破碎煤岩体水岩作用净水有利于矿井水原位高效处理利用。目前围绕采空区破碎煤岩体水岩作用开展了一系列研究,主要研究流程包括样品采集、样品检测、模拟实验、结果分析等。其中样品采集与检测是水岩作用研究的前提,涉及矿井水和煤岩体的基本特征和变化规律;模拟实验和结果分析主要探究各种影响因素下水岩作用机理。采空区水库净水机理研究主要围绕水岩作用展开,静态模拟、动态淋漓模拟和循环水浸等实验为探究水岩作用净水机理提供了有益参考。结合水文地球化学、岩石矿物学、水化学等基础理论阐明了采空区可能发生的一系列水岩作用:溶滤-沉淀作用、吸附-解吸作用、氧化还原作用以及混合作用。采空区水库对矿井水的悬浮物浓度净化效果较好,对COD的净化效果次之,而对于总硬度、TDS和总碱度的净化效果则取决于采空区破碎煤岩体矿物成分、储水时间等因素,有可能出现上述指标劣化情况。但现阶段室内水-岩模拟试验方案中设计的影响因素较单一,缺少研究区水动力场、温度场、氧气体积分数等相关数据。在此基础上,提出了煤矿采空区水库净水技术的研发方向,在明确当地政策及水质水量的原则下,从采空区自身条件及外部环境等角度深入研究,保证煤矿采空区水库净水技术运行过程中的稳定性、经济性与安全性。

基于搅拌棒固相萃取-气相色谱-质谱/嗅辨同步分析法的污染河道水异味分析

采用搅拌棒固相萃取-气相色谱-质谱/嗅辨同步分析法分析上海市某污染河道水样,根据NIST谱库对色谱分离出的化合物进行定性,借助峰面积归一化法采用相对含量对这些化合物进行半定量分析,结合嗅辨结果(嗅辨时间、气味类型、气味强度)确定异味来源。结果表明,污染河道水样中化学需氧量较高,说明水样中有机污染物含量较高,但是水样中不含常见的挥发和半挥发性有机污染物,主要源于相对含量较高的醇类、醚类物质,但是这两类物质没有明显臭味。结合气相色谱-质谱结果以及嗅辨结果综合分析得出,水体恶臭是由相对含量低于1.00%的含硫化合物(硫醇、噻吩)、含氮化合物(吲哚、吡啶)、烃类化合物(烷烃、烯烃、芳香烃)以及含氧有机物(醇、酮、醚)等综合作用的结果。

黄海冷水团季节性变化对悬浮泥沙输运的影响

黄海冷水团是夏季黄海海域典型的水文现象,对区域的环流结构、物质输运和生态系统有重要影响。基于黄海海域不同季节的水文观测数据及悬浮体实测资料,结合HYCOM模型数据,研究黄海冷水团季节性变化对悬浮泥沙输运的影响。结果表明,黄海冷水团存在显著的季节性变化,春季开始形成,夏季最为发育,夏末秋初开始衰减,冬季消失。伴随着冷水团在秋冬季节的衰减,其水文结构也发生调整,表现为垂向温度梯度减弱,温跃层的深度由20 m增加至40 m,边界处的温度锋面由121°E向东移动至123°E。冷水团区域温跃层以及其边界处温度锋面的存在,限制了悬浮泥沙在垂向上跨跃层与水平方向上跨锋面的扩散与输运。黄海冷水团的季节性变化对悬浮泥沙输运产生了重要影响,导致近岸悬浮泥沙向东扩散范围增加,冷水团底部悬沙浓度增加。

深空探测背景下质谱计测水校准方法综述

质谱计的结构简单、扫描速度快、质量检测范围大,是深空探测任务中最常用的原位分析仪器。同时质谱分析是直接分析物质组成的手段,在解决月球是否存在水冰的问题上具有不可替代的优势。质谱计测水过程中,由于水气具有强吸附性、很难完全去除,给测量结果的精度带来了挑战。文章介绍了目前质谱计标定水丰度方法的研究,包括制备校准水气及优化校准流程。制备校准水气的方法可以分为:控温膨胀法、流量计法和反应制备法;优化校准流程的方法可以分为:利用容积膨胀校准、基于恒定流导校准、借助其他气体校准和优化校准程序。最后阐述了深空探测任务中的质谱计校准水、测水方案。并针对中国探月四期的任务要求,提出了一种基于小孔流导的校准方法。为深空环境下质谱计校准水气的技术发展提供参考。

超高效液相色谱-串联质谱法测定水体和底泥中的阿维菌素和伊维菌素

为建立超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)同时测定水产养殖环境(水体及底泥)中阿维菌素和伊维菌素的检测方法。先采用HLB固相萃取柱富集和净化水样,采用PSA和C18吸附剂净化底泥样品;样品中的目标物采用Phenomenex Kinetex C18色谱柱分离,以5 mmol/L乙酸铵水溶液和乙腈作为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾离子源(ESI)、正离子扫描和多反应监测(MRM)模式下进行测定,外标法定量。在最优实验条件下,阿维菌素和伊维菌素在7.5 min内完成色谱分离分析,目标物在1~100μg·L^(-1)范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995。空白水样在0.05,0.50,2.5和5.0μg·L^(-1)共4个添加水平下的回收率为71.6%~88.2%,相对标准偏差(RSD,n=6)在1.51%~8.81%,方法检出限(LOD)为0.02μg·L^(-1),方法定量限(LOQ)为0.05μg·L^(-1);空白底泥在1.0,10.0,50.0和100.0 ng·g^(-1)共4个添加水平下的回收率为75.3%~96.4%,RSD值(n=6)为3.45%~8.99%,LOD值为0.3 ng·g^(-1),LOQ值为1.0 ng·g^(-1)。该方法灵敏度高,重现性好,操作快速简便,适用于水产养殖环境(水体和底泥)中阿维菌素和伊维菌素的分析检测。

三峡库区碳酸岩岸坡消落带岩体劣化特性

岸坡消落带是库水位升降形成的干湿交替作用区域。与岸坡其他地段相比,岸坡消落带水岩作用强烈,不断改造库岸的形貌特征,影响岸坡的整体或局部稳定性。消落带岩体劣化研究在劣化特征、劣化分类,以及劣化评价方法、指标研究方面存在不足。本文以三峡库区秭归和巴东干(支)流碳酸岩岸坡消落带岩体为研究对象,采取调(勘)查与试验、“比拟法”等综合分析方法,对碳酸岩消落区岩体劣化特征、过程及机制进行了系统研究,得到以下结论。(1)基于岸坡消落区岩体劣化的宏观效应,可划分为4种劣化类型;库水和地下水联动作用影响消落区岩体劣化的范围,沿深度方向呈现逐渐减弱的趋势,根据岩体劣化程度,可划分为3个区。(2)岩体各类结构面劣化最为严重,尤其是裂隙结构面,控制着岩体劣化的主要特征和类型。(3)库水作用方式和水的溶蚀性强弱影响岩体劣化的进展和演化发展模式。(4)根据库水与岸坡地下水联动程度,结合工程应用,提出了碳酸岩岸坡消落带岩体劣化的评价指标和评价方法。研究成果对消落带岩体劣化评价及岸坡稳定性演化评价具有一定的参考意义。

铬高温转化同位素比值质谱法测定氢稳定同位素

利用铬高温发生化学反应,减少氢同位素分馏效应,确保氢元素尽可能转化为氢气,从而获得准确的氢同位素比值。把原方法的填充材料替换成铬粒和刚玉球(新方法),同时测定3种固体和3种水的氢稳定同位素标准品获得较好的线性(R^(2)=0.999 5),使得固体样品的氢同位素测量结果可直接与国际公认的水标准物VSMOW-SLAP标度相关联。用原方法和新方法测定含有杂质元素的化学品、头发和茶叶样品,结果有差异,测定不含杂质元素的聚乙烯,准确度均较高。

基于GNSS观测的陆地水储量研究进展

介绍了基于质量负荷理论利用GNSS观测反演陆地水储量的方法,阐述了利用GNSS研究陆地水储量的进展、应用和发展趋势,以及GNSS与GRACE、水文模型等的联合研究。随着GNSS观测精度的不断提升和观测网络的迅猛发展,利用GNSS观测研究陆地水储量取得了重要进展。GNSS已成为陆地水储量监测的重要手段,在中国大陆地区利用GNSS研究陆地水储量具有巨大的潜力和前景,但仍需要在时间序列信号精细识别、反演算法优化和多源数据融合等方面深入研究。

直接接触式膜蒸馏结晶回收沼液氨氮性能

为解决现有沼液氨氮膜回收技术中氮肥浓度低和副产物价值低的问题,该研究提出采用膜蒸馏结晶技术实现沼液中氨氮的结晶回收。研究中,通过提升近饱和接收液的温度来平衡膜两侧的水蒸气分压,在保证氨氮传质通量的情况下最小化水分传质。操作结束后接收液中铵盐达到超饱和状态,冷却至常温即可回收铵盐晶体。结果表明,当进料侧沼液温度为40℃时,近饱和磷酸二氢铵温度需提高至47℃,而使用硫酸为吸收剂时,近饱和硫酸铵溶液温度需提高至65℃。酸液温度升高对氨通量也有促进作用,氨通量由40℃时的10.70 g/(m^(2)·h)小幅提升至70℃时的14.90 g/(m^(2)·h)。进料侧氨氮质量浓度的提升可显著增加氨氮回收通量。磷酸二氢铵为吸收剂时,试验6 h后晶体中的氨氮回收率为77.60%,采用硫酸为吸收剂时可提高至92.20%。继续延长处理时间,晶体中的氨氮回收率甚至超过100%。显然,采用膜蒸馏结晶技术回收沼液氨氮具一定的可行性,研究结果可为沼液氨氮的高价值回收提供一定参考。

基于水团追踪法的丹河水质降解系数

为探明山地河流污染物降解系数的变化规律,采用现场水团追踪法对丹河流域NH_(4)^(+)、TN、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、COD、BOD_(5)、TP和PO_(4)^(3-)的降解系数进行了测算,其结果分别为(0.684±0.486)、(0.518±0.411)、(0.444±0.280)、(0.628±0.350)、(0.482±0.343)、(0.491±0.430)、(0.905±0.461)、(1.226±0.612)d^(-1);通过阈值分析得出,当NH_(4)^(+)-N实测质量浓度≥0.6 mg/L,TP和PO_(4)^(3-)实测质量浓度≥0.04 mg/L时,降解系数计算误差处于合理范围;通过相关性分析得出丹河降解系数的主要影响因素为pH、ORP和DO;通过回归分析得出流速和流量与TP降解系数均呈抛物线趋势,当流速和流量分别达到0.459 m/s和2.726 m^(3)/s时TP降解系数达到最大值。相较于平原地区,山地河流的水质降解系数偏高,降解系数对水文条件和温度变化的响应更为强烈。研究结果对丹河的水质管理具有重要意义,为理解山地河流污染物降解过程以及闸坝生态调度提供参考。

群众性水上运动高质量发展探析

运用文献资料、逻辑分析等方法,探析群众性水上运动高质量发展的价值、困境,并提出高质量发展路径。价值:拓展水上消费空间,驱动产业模式创新;加快资源要素流动,促进区域经济协调;强化公众环保意识,引领行业绿色低碳;深化国际交流合作,推进传统文化开放;满足群众多元需求,实现成果全民共享。困境:行业标准亟待完善;有效供给需要提升;品牌活动有待扩展;专业人才培养不足。路径:制定行业标准,推动项目持续发展;发挥特色优势,推动项目合理布局;挖掘赛事效益,打造绿水青山品牌;整合优化资源,夯实人才培养体系。