高密度电法探测煤火的正演模拟研究

通过建立煤火的地电模型,采用有限差分法分别对温纳装置进行正演模拟,得到模型的视电阻率断面数据。在对数据加入5%噪声后反演得到视电阻率拟断面图。反演结果表明:火区燃烧中心、烧空区和松散冒落带在反演视电阻率拟断面图上均反映出了异常且与模型相吻合。验证了高密度电法探测煤火的有效性和准确性。因此,高密度电法以其高精度、大信息量的优势,在煤火探测领域必将取得很好的效果。

煤矿热动力重大灾害中的几个科学问题

对我国煤矿发生的重特大事故进行统计表明,热动力灾害(火灾与爆炸)是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害。当前对其成灾原因、致灾作用和救灾风险等还认识不足,导致对热动力重大灾害的预防和处理仍缺少有效方法与技术,造成热动力重特大事故至今时有发生、救援处理常面临困境。针对防范与遏制煤矿热动力重大灾害的迫切需求,通过系统的国内外案例统计分析、亲历的事故救援经验总结和长期的深入研究与思考,凝练提出了煤矿热动力重特大事故防治需要解决的3个关键科学问题:采场中气、固相可燃物(瓦斯与煤)复合燃烧及点火特性,热动力灾害致灾因素与通风系统耦合的致灾作用,热动力灾害救援的不确定性风险特性与应对。为解决这些科学问题,需要有针对性地加强和完善瓦斯抽采与顶板控制技术,预防含瓦斯混合空气的形成,减少和控制矿井顶板周期来压造成的压电效应,消除瓦斯燃烧或爆炸的最初点火源,提高矿井的防灾能力;掌握冲击波与烟流在通风系统中传播范围及致灾程度的规律,构建可靠通风系统和有效避险系统,提高矿井的减灾能力;开发发现和处理不确定性风险的方法与技术,提高矿井的救灾能力。这些科学问题的研究解决,可突破现有技术瓶颈,提高预防煤矿热动力灾害、防止事故扩大和应对不确定性风险的能力,为防范与遏制热动力重大灾害事故、保障我国煤炭工业健康可持续发展提供借鉴。

1950—2016年我国煤矿特大事故统计分析

收集整理了1950—2016年我国煤矿发生的特大事故,从时间、地域、经济类型、事故类别角度进行分类统计,并以特大事故发生的影响因素为基础展开分析和讨论。统计得,1950—2016年我国共发生煤矿特大事故294起、死亡16 223人。1958—1962、1973—1981、1985—2010年,5、11、12月是特大事故多发的历史时期和月份。1950—2016年,山西、河南、黑龙江3省特大事故共计发生108起最为严重,国有矿井的特大事故起数和死亡人数显著高于其他所有制矿井占比约65%。瓦斯(煤尘)爆炸事故起数达其它类型事故起数的7倍以上,是特大事故的绝对主体。此外,产量、安全投入分别与特大事故发生率呈正、负相关,危险源特性对煤矿特大事故的发生起决定作用。

2000—2016年我国煤矿重特大事故统计分析

为遏制重特大安全事故,于公开发表或出版的文献资料中对2000—2016年我国煤矿重特大事故进行了收集整理,从时间、地域、经济类型、事故类别等角度进行分类统计,并结合煤矿重特大事故预防的困难性给予研究解释。2000年以来,我国煤矿重特大事故起数和死亡人数呈波动下降趋势; 3、4、5、11、12月是我国重特大事故的高发时期,是加强煤矿安全监管的重要时期;山西、黑龙江、河南、贵州、湖南5省重特大事故数量和死亡人数最多,是煤矿安全监管的重点区域;非国有煤矿重特大事故发生概率极高,是煤矿安全监管的重要对象;热动力灾害事故是煤矿重特大事故的主体,是科学研究、安全监管和投入的关键所在。煤矿危险源广布、无法彻底消除,现有技术无法长期有效治理;煤炭产量大,开采与安全保障技术、管理水平发展不平衡,是重特大事故预防困难的根本原因和直接原因。

连续3步缺口修复构建小鼠乳清酸蛋白-人溶菌酶杂合基因座

目的:构建一个利用小鼠乳清酸蛋白(mWAP)基因座完整的上下游调控序列指导人溶菌酶(hLYZ)基因组序列在乳腺内特异性高效表达的mWAP-hLYZ杂合基因座,实现人溶菌酶的高效表达。方法:采用连续3步缺口修复的方法。首先,以pBR322载体作为骨架,插入预先合成的6个同源臂序列,构成能够连续进行3次缺口修复的基因抓捕载体。然后在大肠杆菌内利用λ噬菌体Red同源重组系统介导的同源重组方法:第一步,从含mWAP基因座的细菌人工染色体(BAC)上亚克隆8 kb的mWAP基因3'端完整侧翼序列到抓捕载体上;第二步,从含hLYZ基因的BAC上亚克隆5 kb的从起始密码子(ATG)到终止密码子(TAA)的hLYZ基因组序列;第三步,从mWAP BAC上亚克隆9kb的mWAP基因5'端完整侧翼序列,并使上述3个片段在抓捕载体上自动无痕地连接在一起。结果:构建了全长约22 kb的mWAP-hLYZ杂合基因座,经PCR扩增、限制性内切酶酶切和序列测定验证,构建的杂合基因座达到原mWAP基因座中mWAP基因组编码序列从起始密码子(ATG)到终止密码子(TAA)完全被hLYZ基因组序列精确置换的目的。结论:通过连续3步缺口修复构建杂合mWAP-hLYZ基因座乳腺表达载体,为乳腺生物反应器高效表达人溶菌酶提供了可行的思路和方法。

我国煤矿气体检测技术研究进展

煤矿井下环境气体组分复杂且具有必需性、致灾性、预警性的特点,煤矿气体的定量检测对于矿井灾害危险性早期辨识、继发性次生灾害准确预警、应急救援科学决策具有重要意义。首先,分析了常用的催化燃烧式、热导式、光干涉式和电化学式等气体传感器技术,色谱分析技术,傅里叶变换红外光谱、非分散红外光谱和可调谐半导体激光吸收光谱等光谱分析技术的方法原理和研究进展,总结了各类气体检测技术的应用效果;其次,指出煤矿井下存在大气压力及温度变化范围大、相对湿度和粉尘质量浓度高、电磁干扰强的极端工况环境,从适用气体、优缺点、应用领域、代表仪器等方面对比了不同检测技术在煤矿井下的技术适用性;然后,在交叉干扰分析的基础上,针对CH_(4),O_(2),CO,C_(2)H_(4),C_(2)H_(2),H_(2)等单一气体检测、多组分气体在线监测及矿山应急救援期间爆炸环境有毒有害气体原位分析提出了应用建议,以检测精度、量程为首要条件,并应综合考虑性价比、背景气干扰、零点漂移等因素影响;最后,提出煤矿痕量气体低检出限、多组分混合气体交叉干扰、特定波长激光器及高性能检测器成本昂贵等"卡脖子"难题,为实现煤矿气体的原位定量分析和动态监测指明了研究方向。

褐煤低温氧化分子结构单元变化特性

为了进一步揭示煤自燃微观反应机理,通过电子自旋共振试验和傅里叶红外光谱试验,对褐煤氧化升温过程中自由基和官能团等分子结构单元的变化进行研究,并对两者的反应路径进行量子化学分析。研究结果表明:在氧化升温过程中,自由基浓度持续增长,220℃时显著增大85.6%,说明低温氧化阶段自由基产生量大于消耗量,自由基总量增加可以提高反应体系的反应活性;过渡产物-COOH含量呈近似指数型增长,220℃时增加72.3%,游离态·OH、氢键自缔合-OH和酚、醇、羧酸-OH这3种基团含量均逐渐降低,20~60℃时是快速降低区;煤中官能团等结构单元与氧气间的链式反应有2种反应路径,即线性路径和交叉/循环路径;线性反应路径通过羟基自由基等关键基团参与的多活性链式位点反应转换到交叉/循环反应路径,这种转换将加快煤自燃反应进程;特定官能团的含量变化是该官能团在不同反应路径中参与的多个反应序列竞争结果的体现,反映了官能团在煤自燃过程中的不同反应机制。

高密度电法与磁法探测煤田火区的数值模拟

通过建立煤田火区地电、地磁模型并进行计算分析,分别研究高密度电法中温纳α装置与温施装置对火区燃烧中心温度、埋深的敏感性和磁法探测对燃烧中心温度、火区埋深、燃烧时间的敏感性。通过对比分析正反演结果,可知高密度电法温纳α装置适合探测埋深大于50 m的煤田火区,温施装置适合探测埋深小于50 m的煤田火区,且两种排列方式均对火源中心温度和埋藏深度有较准确反演;而磁法可对煤田火区边界进行准确有效的圈定,无法定量判断煤田火区燃烧中心温度与埋深。根据所建立模型与反演分析结果,可为现场高效准确探测煤田火区与后期数据分析提供参考借鉴。

农村固体废弃物中抗生素及耐药基因的赋存及风险管理

全球范围内抗生素抗性的传播扩散严重威胁人类健康。固体废弃物中的生活垃圾、污泥和畜禽粪便是抗生素及耐药基因的重要储库。针对新型环境污染物抗生素和耐药基因,综述了农村固废中抗生素及耐药基因的赋存和传播扩散,阐述了农村固废中抗生素及细菌耐药的生态风险、控制管理和消除方法,并结合目前抗生素及耐药基因的污染状况,对今后研究重点进行了展望。

山东丘陵区节水灌溉工程优化研究——以蓬莱市林格庄为例

我国北方地区水资源匮乏,严重限制了当地的经济发展。本文以具体地区山东省蓬莱市林格庄为例,结合当地作物类型、现场地形等条件,进行节水灌溉工程优化设计研究,探寻适宜当地作物的节水灌溉方式,并给出最佳蓄水池的布设方案,包括蓄水池的构筑位置、构建规模以及配套管线等方面。研究结果表明,节水灌溉工程的优化设计可以极大程度上缓解当地用水紧张现状,对当地的经济产生积极的推动作用。

快滤池常用两种配水系统的比较与探讨

滤池的配水系统在滤池过滤时,能将过滤的水聚集起来引出池外,在滤池反冲洗时,能将反冲洗水均匀分布于整个滤池平面面积上。由于滤池反冲洗水的流量要比过滤水的流量大得多,并且对分布反冲洗水的均匀程度的要求也更高,所以滤池的配水系统一般都按反冲洗的要求设计。滤池配水系统的配水均匀性对反冲洗效果的影响很大,配水不均匀会造成部分滤层膨胀不足,而另一部分滤层膨胀过甚,在膨胀不足区域,滤料冲洗不干净,在膨胀过甚区域,会导致"跑砂",当托层卵石发生移动时,会造成"漏砂"现象。本论述主要针对快滤池常用的两种配水系统—大阻力配水系统、小阻力配水系统的原理与配水均匀性进行比较探讨。

新冠肺炎疫情对农村人居环境整治的影响

新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”)疫情的发生,影响了我国经济水平较低、环境管控力度较薄弱的农村地区的发展.通过对新冠肺炎防疫过程与农村人居环境整治工作间的相互关系进行剖析,探究新冠肺炎疫情防控对农村人居环境整治的主要影响.结果表明,农村垃圾堆积、污水处理不当、厕所粪污无害化处理不达标以及基础设施建设不完善等农村人居环境薄弱环节,存在形成病毒传播扩散途径的风险.而交通运输限制虽然有效抑制了新冠肺炎疫情扩散,但也致使农村人居整治工作延滞.同时,新冠肺炎疫情的传播扩散在短期内限制了农民行为活动,降低了群众对农村人居环境整治工作的热情.据此,建议应健全农村人居环境整治制度,完善整治工程技术,从而在有效管控新冠肺炎疫情传播的同时,更好地推进农村人居环境整治,提高农民生活质量,为疫情过后恢复农民生活、农业生产以及农村发展打下坚实的基础.

好氧-厌氧两相堆肥过程中抗生素耐药基因的变化特征及影响因素研究

针对堆肥处理过程中抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs)去除效率不高、诱导潜在致病菌传播扩散等环境安全问题,采用好氧-厌氧两相堆肥处理猪粪、秸秆,探讨ARGs丰度及微生物群落的变化特征,并明确影响ARGs相对丰度变化的关键因子.结果表明:与单一好氧相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地降低部分ARGs及潜在致病菌的相对丰度,其中ermB、tetK的相对丰度分别降低了39.68%、72.19%,假单胞菌属(Pseudomonas)、梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1)的相对丰度分别降低了96.09%、90.07%.主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)及冗余分析(Redundancy analysis,RDA)得出,微生物群落和环境因子均显著影响ARGs相对丰度的变化(P<0.05),贡献率分别为82.0%、71.2%.其中,梭菌属(Clostridium_sense_stricto_1)、黄杆菌属(Flavobacterium)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和海洋杆菌属(Oceanobacillus)是影响ARGs相对丰度变化的主要微生物菌属;温度、电导率、含水率和pH是影响ARGs相对丰度变化的关键环境因子,贡献率分别为22.0%、16.7%、16.2%和15.0%.研究显示:与好氧堆肥相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地去除ARGs,并抑制潜在致病菌的繁殖扩散,从而减少环境风险;然而部分ARGs和潜在致病菌仍存在增殖现象,因此亟需进一步优化好氧-厌氧两相堆肥工艺.

畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。

高温条件下砂岩和页岩的磁电参数变化特征

为了探究煤田火区岩石在高温条件下的磁、电异常特性,基于火区煤层顶底板常见的2种砂岩和1种页岩开展了8种不同的试验,研究了其孔隙度、微观结构、矿物成分、元素分布、磁化率、热剩磁、电阻率和介电性能随温度的变化特征,对高温砂岩和页岩的磁电参数变化进行了综合分析,解释了岩石在高温或煅烧冷却后形成的磁电异常.结果表明:岩石磁性强度与其含铁矿物的种类及含量密切相关,高温加热过程中,岩石中含铁矿物会相变生成磁性更强的铁磁性矿物,其磁化率在居里温度时达到极小值,而剩余磁化强度随截止温度的升高逐渐积累,磁性总体增大.水分含量、载流子数量及流动机制和热破裂发展会综合影响岩石电阻率,砂岩的介电常数与介电损耗随温度升高而增大,随电场频率的增大而减小,页岩中含有的大量石墨化有机质将降低电阻率、增大介电参数,且其热分解作用会极大地降低介电损耗.研究结果可为煤田火区磁、电数据反演解释提供理论指导,也为煤炭地下气化火焰工作面以及地热资源勘探提供了支撑.

小动物情绪指南

听说你家狗子又把沙发给啃了?听说隔壁的猫偷偷打开门跑出去流浪了?听说楼下邻居家的乌龟突然开始绝食了?比女孩子更难猜测的,就是小动物的心思了吧……狗子的心思你猜一猜作为高级灵长类动物,人类花了上百万年,才站上了食物链的最顶端。在漫长的进化岁月中,我们拥有了语言和思想,也掌握了表达情绪的各种手段。情绪是对一系列主观认知经验的统称,是多种感觉、思想和行为,综合产生的心理和生理状态。

煤矿热动力重大灾害的不确定性风险特性研究

煤炭井工开采面临着地质构造和作业环境多变、灾害类型多样等复杂问题,导致以热动力灾害为主的煤矿重特大事故时有发生,已有研究和防控体系主要针对热动力灾害的确定性问题,对不确定性风险则认识不足。为此,本文统计分析了2000年以来发生的煤矿重特大事故特点,重点研究热动力重大灾害的不确定性风险类型和特性。分析认为,煤矿热动力灾害不确定性风险涵盖已知和未知两种。通过对国内外煤矿热动力重大事故的系统总结,并依据火灾(爆炸)三要素,将热动力重大灾害的不确定性分为3类:一是可燃物的来源与变化,如瓦斯来源异常和涌出量变化,瓦斯与煤(含煤尘)复合可燃物的相互作用,违规使用的矿用自燃材料等;二是未知的点火源特性与类型,如采掘装备与岩石间的摩擦撞击和各类电器、机械、带静电材料的放电点火特性不明,采掘过程中顶板压力变化造成引燃含瓦斯空气的点火源类型未知等;三是不合理的通风与控风,如通风不合理造成瓦斯超限或灾变时期的风流紊乱,控风不当造成二次爆炸等。剖析近年来我国八宝煤业、美国UBB煤矿、土耳其索玛煤矿发生的国内外最严重的热动力灾害事故,阐明这些事故的不确定性风险特性,并提出防控不确定性风险的相关对策。

菠萝,一个没落的贵族

今年夏天的水果为什么这么贵?!车厘子、水蜜桃、牛奶草莓自然不必多说,偏偏是平时“白菜价”的苹果、橘子和梨,也贵到我快买不起,好在还有实诚的菠萝,仍然几年如一日地保持着它低廉的价格,可你不知道的是,几百年前,菠萝居然是水果中的贵族呢!

人口消失一半,地球会怎样

地球已经存在了46亿年,在这里生活着870万种生物,它遭受过洪涝等自然灾害,也面临过战争等人为破坏,但地球仍是那个地球。直到一个名叫“灭霸”的生物学渣,居然打算用一个响指消灭全宇宙半数人口,这位老铁,你的想法实在过于浅薄!

高密度电法探测煤火的模拟及应用研究

通过建立煤火的地电模型,采用有限差分法对温纳等5种装置进行正演模拟,在对正演数据加入噪声干扰后,采用高斯-牛顿迭代法进行迭代求解反演。反演结果表明:火区燃烧中心、烧空区和冒落带在5种装置的视电阻率拟断面图上均反映出了异常;复合对称四极装置对火区燃烧中心的分辨效果最好,温纳装置对烧空区和冒落带的分辨效果最好。采用以上2种装置类型对某火区进行了高密度电法探测,准确的分辨出了该火区的燃烧中心、烧空区和冒落带。研究成果为煤田火灾的准确探测提供了相应的理论基础和参考。