深部沿空巷道锚固围岩破坏失稳能量驱动机理

深部沿空巷道受侧向顶板断裂所产生的动载影响,锚固围岩易产生大变形,甚至破坏失稳。以山东省孙村煤矿31120工作面上平巷为工程背景,首先采用YTJ20型岩层探测记录仪获得了锚固顶板裂隙发育规律及以脆性张裂破坏为主的破坏方式。然后,通过相似材料模拟试验方法获得了深部沿空巷道侧向顶板前期、过渡期和后期3个运动阶段典型特征,并分析了不同阶段锚固围岩破裂演化及能量释放规律;其中过渡期运动阶段锚固围岩内部应力、变形量急剧增大,裂隙发育明显,能量释放显著,对沿空巷道锚固围岩稳定性影响最大。最后,构建了侧向顶板断裂运动下沿空巷道结构力学模型,给出了锚固围岩输入能量与可抵抗能量定量计算方法,揭示了侧向顶板断裂诱发锚固围岩破坏失稳能量驱动机理,并定义了失稳能量判据,即当作用在沿空巷道锚固围岩上的能量大于锚固围岩可抵抗能量时,将发生破坏失稳。进一步地,提出了锚固围岩失稳风险等级划分方法和相应地控制技术,计算结果表明,31120工作面沿空巷道锚固围岩失稳风险等级为中风险。采取加强支护措施后,沿空巷道顶底板及两帮移近量分别减小35.47%和35.71%,锚索受力减小23.43%,变形速度明显降低,锚固围岩能量积聚程度减小。

钴基FT合成催化剂中原子碳物种的作用研究

费托合成是将合成气催化转化为长链重质烃的工艺过程。在此过程中,CO活化、歧化反应以及烃类脱氢反应都可以在催化剂表面形成碳物种,而碳物种对费托反应的作用一直存在争议。本工作通过对主要暴露面为HCP-Co(10-11)的单晶钴进行不同条件的预处理,构建了具有不同含量原子碳物种的模型催化剂,并采用程序升温加氢、拉曼光谱和红外光谱等表征手段对催化剂中的原子碳物种含量和存在形式进行分析。结果表明,在引入原子碳物种后,钴基催化剂的活性和CH_(4)选择性与原子碳物种数量和存在形式密切相关。含碳量为5.72%的P-Co-C3催化剂具有较高的CO转化率,可达72.2%;而含碳量为3.01%的P-Co-C2催化剂具有较低的CH_(4)选择性,仅为4.2%。此外,表征结果进一步证明该原子碳物种是以C(无定形碳)和CxHy两种形式共存,其在反应过程中参与了FT反应,进而提升其反应性能。

不同种植模式对水稻籽粒淀粉含量及淀粉关键酶活性的影响

【目的】研究不同种植方式对水稻籽粒淀粉形成及关键酶活性的影响,为宁夏水稻直播栽培技术提供参考。【方法】2020-2021年在宁夏回族自治区原种场,选取富源四号(FY4)、宁粳28号(NJ28)、宁粳43号(NJ43)和宁粳50号(NJ50)为试验材料,设置保墒旱直播(Z1)、旱播后上水(Z2)以及插秧(Z3)三种种植方式,采用裂区设计,研究不同种植方式对水稻产量、淀粉含量及关键酶活性的影响。【结果】不同种植方式下,直播稻具有更高的直链淀粉和总淀粉含量,插秧稻具有更高的支链淀粉含量,总淀粉含量表现为Z2>Z1>Z3,支链淀粉含量表现为Z3>Z2>Z1。2021年Z1种植方式下NJ28直链淀粉含量最高达到21.90%,Z3种植方式下NJ28支链淀粉含量最高达到51.64%。籽粒淀粉合成积累主要与淀粉合成关键酶活性有关,与Z3相比,Z1和Z2显著降低了AGP和GBSS活性;插秧显著提高了FY4和NJ43的UGP和SBE活性,直播显著提高了NJ28和NJ50的UGP和SBE活性;不同种植方式下,Z1对SSS活性的提高更显著。在Z3种植方式下,NJ43的AGP活性最大值为28.53 U/(g·min),较Z2和Z1提高了4.1%和8.4%,NJ28的GBSS活性最大值为10.36 U/(g·min),较Z2和Z1处理提高了11.2%和13.5%。在Z1种植方式下,NJ50的SSS活性最大值为20.05 U/(g·min)。与插秧稻相比,直播稻千粒重和结实率显著高于插秧稻,但直播稻穗长和穗粒数显著降低,使得插秧稻产量均显著高于直播稻。2020年Z3种植方式下NJ50产量高达898 kg/666.7m^(2),较Z1和Z2高了30.7%和39.4%。【结论】与插秧种植相比直播方式下水稻产量降低,但直播处理显著提高千粒重以及结实率,同时直播方式可以提高水稻籽粒淀粉形成关键酶的活性,增加直链淀粉含量,使得水稻籽粒总淀粉含量增加。

聚醚砜/乙烯-丙烯酸复合膜制备及性能

以聚醚砜(PES)为成膜基材,乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为添加剂,同时添加聚乙二醇(PEG)作为致孔剂,将N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶液,通过非溶剂诱导相分离法制备了PES/EAA复合膜。研究了EAA的添加量对PES/EAA膜的渗透通量、抗污染性能、亲水性、拉伸强度等的影响,并使用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱、孔径分布测试对膜的结构进行表征及测试。结果表明,EAA有效改善了复合膜的亲水性和截留性能。当EAA的质量分数为0.8%时,PES/EAA复合膜的综合性能最佳,与PES基膜相比,PES/EAA复合膜的接触角由68.43°降低至51.81°,纯水通量由8.42 L/(m^(2)·h)提高至153.68 L/(m^(2)·h),对1 g/L的牛血清蛋白溶液的截留率由94.12%提高至99.32%。

深埋工作面回采巷道复合顶板水压致裂技术应用

随着煤炭开采由浅部煤层逐渐向深部煤层转移,所面临的高应力问题致使回采巷道围岩变形严重,而水力压裂技术作为深部煤层卸压解危的关键手段之一,其相关技术、工艺和设备等已经较为成熟。针对某矿130608工作面埋深大、承受的垂直应力较高,导致巷道围岩变形较大的问题,基于该工作面的地质条件和开采技术条件,提出了复合顶板水压致裂方案。现场实践结果表明,采用复合顶板水压致裂技术后,围岩应力峰值降低了23.53%~25.13%,顶底板及两帮移近量降低了41.64%~49.23%,卸压效果较好,可以大幅降低巷道围岩应力,有效控制巷道围岩变形,保障了工作面安全高效开采。

不同栽培模式对宁夏水稻产量的影响

以宁夏推广的14个水稻品种为研究对象,对比2019—2021年气候、供水条件,研究育插秧与旱直播栽培模式下影响水稻产量构成因素,找出不同品种最佳栽培模式。结果表明,随着全球气候变暖导致宁夏初霜期延后,宁夏推广的水稻品种采用育插秧和旱直播栽培均能正常成熟。其中,宁粳45号、富源4号、宁粳28号、宁粳48号、宁粳43号、宁粳50号年纪间产量稳定、丰产性好;宁粳52号、宁粳56号、宁粳57号采用育插秧栽培更有利于发挥品种优势;宁粳51号、宁粳53号、宁粳55号采用旱直播栽培更能实现水稻轻简栽培时的节本增效。

基于YOLOv5改进模型的丁香鱼围网作业目标检测研究

为解决目前鳀(Engraulis japonicus)限额捕捞与分类统计不准确的问题,提出一种改进YOLOv5的识别算法。该方法将SENet注意力机制引入到YOLOv5主干网络结构中,通过融合捕捞作业不同时期的目标信息并降低复杂背景的干扰,以提高模型检测精度和实时检测效率。采用实际拍摄的鳀作业视频,将视频转化为图片格式实现前期标注和处理,对获得的5550幅图像按照8∶1∶1划分训练集、验证集和测试集,设置对照实验,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetV2,并引进SENet注意力机制,分别通过4种模型进行对比,结果表明,该识别算法获得平均精度均值(mAP)为99.4%、精度为98.9%、召回率为99.1%,相比原模型分别提高了2.5%、3.7%和2.9%。研究结果可以为鳀围网作业的目标识别提供新的思路,同时也为渔获作业统计提供了一种辅助手段。

废旧锂离子电池回收利用技术进展

近年来,锂离子电池的广泛应用导致废旧锂离子电池数量急剧增加,回收废旧锂离子电池可以缓解资源短缺和环境污染双重压力。本文从废旧锂离子电池预处理、活性物质回收及再生等方面对废旧锂离子电池回收利用现有的技术进行总结,并对废旧锂离子电池回收技术的未来发展进行展望。

采用AIS计算中西太平洋延绳钓渔船捕捞努力量

对渔船捕捞行为和捕捞强度空间高分辨率的估计可以作为海洋资源管理和生态脆弱性评估的重要信息。为识别远洋延绳钓渔船作业状态,该文基于2017年10-11月中西太平洋延绳钓渔船卫星船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据和捕捞日志数据,采用支持向量机(support vector machine,SVM)学习方法,构建了中国中西太平洋延绳钓渔船捕捞作业状态(捕捞/非捕捞)分类模型。通过计算模型分类准确率、精确率、敏感度和特异度来评价模型对渔船作业状态分类能力。结果表明,模型训练数据的准确率为95.24%(Kappa系数为0.9),验证数据的准确率为93.85%(Kappa系数为0.87)。采用构建好的模型识别2017年10月和11月中西太平洋延绳钓渔船共计125624条AIS记录数据,模型准确率在83.3%(Kappa系数为0.67)。2017年10、11月所有数据分类精确率为82.33%,灵敏度为88.32%,特异度为77.27%。渔船主要作业空间在168°E^173°E,12°S^18°S,有3个明显的作业强度较高区域。基于SVM模型和日志记录的捕捞强度信息在空间上相关性很高(r>0.98),SVM模型识别的渔船捕捞努力量空间分布特征和实际吻合。捕捞努力量与单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of effort,CPUE)、渔获尾数、渔获质量和投钩数的相关系数分别是0.68、0.93、0.93和0.94。基于AIS信息挖掘的渔船空间捕捞努力量可用于渔业资源分析。

基于北斗船位数据的海南省渔船航次动态监测与分析

中国近海基于北斗卫星导航系统的渔船监控系统(vessel monitoring system,VMS),在渔船管理和应急救援中发挥了重要作用,同时北斗船位数据还包含位置、时间、航速、航行等信息,可进一步用于渔船航次信息挖掘与分析。文章首先把海陆边界划分成多个0.1°×0.1°的港口格网,然后根据格网与渔船轨迹相交关系,提取海南省2016年的全部航次。海南省渔船以小型为主,航次时间1~5 d占全部航次数的71.8%,各作业类型航次时间平均都在5 d左右;受休渔期、节假日、台风等天气影响,航次频数各月变化有3个峰值和3个谷值;儋州、三亚、文昌3个海南省返回港的航次占航次总数的62.9%,海南省出港非海南省返港的航次主要集中在北海市、阳江市、惠州市等港口。文章基于北斗船位数据的航次提取方法具有普适性,可以直接应用到安装有北斗终端的近海其他省市的渔船。

基于栖息地指数的阿拉伯海鲐鱼渔情预报模型构建

为了更好地了解和可持续开发利用阿拉伯海澳洲鲐(Scomber australasicus)资源,采用2016—2017年1、2、11和12月主渔汛期间我国公海围网渔船在阿拉伯海的鲐鱼生产数据,结合海表温度(Sea surface temperature,SST)、混合层厚度(Mixed-layer thickness, MLT)、海面高度异常(Sea level anomaly, SLA)、叶绿素a浓度(Chlorophyll-a concentration, CHL)环境数据,分别构建了以渔获量(Fish catch, FC)和作业次数(Fishing times, FT)为基础的栖息地指数(Habitat suitability index, HSI)模型:FC-HSI和FT-HSI模型。在HIS>0.6的海域,2016和2017年实际渔获量占比分别为76.25%和80.03%。利用2018年的实际生产数据对模型进行预报准确度验证,得出在HIS>0.6的海域,实际渔获量占比分别为45.68%和50.15%,FT-HSI模型的预报结果优于FC-HSI模型。结果表明,基于SST、MLT、SLA、CHL的FT-HSI模型能够较好地预测阿拉伯海鲐鱼的中心渔场。

基于栖息地指数的西北太平洋日本鲭渔情预报模型构建

根据2014−2017年5−11月西北太平洋公海灯光围网日本鲭(Scomber japonicus)生产数据,结合同期的环境遥感数据,分别基于捕捞量和作业次数,构建日本鲭栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型。选取海表水温、海面高度异常和叶绿素a浓度,采用一元指数回归拟合,建立各个环境变量的适应性指数模型,并利用线性规划方法确定各环境因子的权重,从而提高日本鲭HSI模型对渔场的预报精度。利用2018年5−11月的实际捕捞数据对模型进行预报准确率验证,在基于渔获量和作业次数构建的HSI模型中,HSI大于0.7的海域,渔获量平均占比分别为77.29%、76.79%,这表明基于不同权重环境因子的HSI模型能够较好地预测西北太平洋公海日本鲭中心渔场。

阿拉伯海鲐鱼渔场时空分布及其与海洋环境的关系

采用2016—2017年中国印度洋围拖网生产数据和同期的海表温度、叶绿素、表层海流和海面高度数据,绘制了阿拉伯海鲐鱼Scomber australasicus围网月平均单位捕捞努力量渔获量(CPUE)和环境因子空间叠加图,分析鲐鱼渔场与海洋环境因子之间关系,采用频次分析和经验累积分布函数计算鲐鱼渔场最适宜的海洋环境区间。结果表明,该海域月平均CPUE呈现先减少后增加的趋势;围网渔场渔汛主要在东北季风期间,从10月到翌年3月;作业渔场重心分布在59°—62°E、13°—17°N,具有明显的月变化,基本呈现西南移动趋势。空间上, CPUE分布在西边界流速较大的海域右侧,在海流最大值和最低值中间区域。在印度洋东北季风期间,阿拉伯海围网鲐鱼渔场适宜海表温度在25~28℃;叶绿素浓度在0.2~0.5mg·m^-3;表层海流在0.05~0.25m·s^-1;海表高度0.2~0.35m。

基于GAM模型研究水温垂直结构对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼渔获率的影响

黄鳍金枪鱼索饵水层影响延绳钓捕捞效率,而黄鳍金枪鱼索饵水层分布受水温垂直结构的影响,因此本文采用GAM模型分析次表层环境变量对延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率的影响,评估黄鳍金枪鱼垂直水层分布对中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unite Effort,CPUE)的作用。模型结果表明,环境因子对热带中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率空间分布影响明显。黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE在2012年之后快速增多,高渔获率月份出现在北半球夏季,空间上在10°S,140°E附近区域。温跃层上界温度和深度、温跃层下界深度、18℃等温线深度、△8℃等温线深度及其和温跃层下界深度的深度差对延绳钓渔获率影响较大,是影响热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓渔获率的关键环境因子。随着温跃层上界温度和深度值变大,延绳钓CPUE逐渐递增,对延绳钓CPUE影响密切的温度和深度分别为27~28℃和70~90 m。温跃层下界深度对延绳钓CPUE影响在250~280 m时最大;之后随着下界深度的变大,CPUE快速下降。18℃等温线深度对延绳钓CPUE影响呈现先震荡后递增的趋势,影响密切的区域在230 m深度上下。△8℃等温线深度与温跃层下界深度的差值对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE影响呈现先快速递减后缓慢增加的趋势,在深度差为70 m上下时影响最密切。研究结果揭示,在黄鳍金枪鱼活动水层受限或栖息水层和延绳钓作业深度相吻合时,延绳钓渔获率最高。依据黄鳍金枪鱼垂直活动水层调整延绳钓投钩,可以提高渔获率。因此,采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估时要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。

北斗海洋浮标数据接收与控制终端软件

寻找中心渔场是渔业捕捞生产中备受关注的问题,北斗海洋浮标可为渔场快速搜寻提供有效支持。本研究基于北斗卫星短消息通信,用面向对象的方法设计终端软件,实现海洋浮标数据的接收与控制,利用传感器数据分解包为多帧方式解决北斗短消息数据量受限问题。终端软件通过哈希表管理接收数据,用队列管理回发的信息和命令,采用多线程管理多个浮标。浮标数据接收与控制终端软件经过5组数据收发测试,单帧数据收发成功率94.6%,多帧数据收发成功率90.5%,74条控制命令发送全部成功。浮标具有小型化、成本低、长期不间断运行等特点,可应用于渔业资源探测、海洋环境监测等数据采集服务。

热带中西太平洋黄鳍金枪鱼栖息水层空间分析

为了解热带中西太平洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜水层的空间分布,分析黄鳍金枪鱼垂直空间分布对渔获率的影响,采用Argo浮标剖面温度数据挖掘热带中西太平洋17℃和距海洋表层水温8℃(Δ8℃)的月平均等温线场,网格化计算17、Δ8℃等温线深度值和下界深度差,量化黄鳍金枪鱼游动水层,并结合中西太平洋渔业委员会(the Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)黄鳍金枪鱼延绳钓商业生产数据,以高渔获率评估黄鳍金枪鱼索饵水层空间分布及其对延绳钓渔获率的影响。空间分布结果表明,高单位捕捞努力量渔获率(catch per unite of effort,CPUE)出现的海域17℃等温线深度值在180~279 m之间,平均深度为228 m,深度值超过300 m的海域CPUE较小。Δ8℃等温线高值CPUE出现的海域深度值主要在130~239 m之间,平均深度为186 m。在5°N—10°S纬向区域,全年月平均CPUE均较高,该区域17℃等温线深度值在200~240 m之间;Δ8℃等温线深度值在150~220 m之间。全年在5°N—10°S纬向区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中。Δ8和17℃等温线分布影响热带大西洋黄鳍金枪鱼的垂直下游深度;温跃层下界温度影响黄鳍金枪鱼的索饵水层。研究初步得出了热带大西洋黄鳍金枪鱼适宜的水平和垂直深度分布区间,有助于辅助渔情预报,为热带中西太平洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供参考依据。

浙江省近海海洋捕捞渔船异地停靠信息提取与分析

根据船籍港管理制度要求,所有渔船必须在休渔期返回船籍港停靠休渔,渔船不能到非船籍港停靠。为调查渔船异地休渔情况,该研究提出一种基于北斗卫星导航系统的船位数据提取渔船异地停靠信息的方法。首先查找出渔船停船时段,选择停船时间较长的时间段,获得该停船时段内渔船停靠地的经度和纬度,利用高德地图提供的逆地址查询Web服务,获取停船地点所属的省、市、区县,然后将停船地址与船籍港对比,判断渔船是否属于异地停靠。以浙江省为例,选用2018年北斗卫星导航系统的船位数据,提取浙江省渔船异地停靠的信息,并进行统计分析,得到跨省停靠休渔的渔船占比为2.60%,省内跨市停靠的占比为5.53%,市内夸区县停靠的占比为14.74%,该方法能够快速提取和统计渔船的异地停靠信息,为休渔期渔船管理的信息化提供技术支持。

基于GAM模型分析水温垂直结构对热带大西洋大眼金枪鱼渔获率的影响

通过模型分析环境变量对延绳钓大眼金枪鱼渔获率的影响,评估适宜垂直活动空间对大西洋大眼金枪鱼延绳钓渔获率的作用。首先采用回归分析检验环境变量对延绳钓渔获率(由单位捕捞努力渔获量(catch per unit fishing effort,CPUE)表示)的影响显著性,结合时空变量,采用GAM(generalized additive model)模型分析各变量对大眼金枪鱼CPUE非线性作用。模型结果表明,环境因子和时空变量对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率空间分布影响明显。大西洋大眼金枪鱼延绳钓的高渔获率月份出现在夏季和冬季,空间上在赤道以北和30?~50?W。12℃等温线深度对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响表现为抛物线形状,高渔获率出现在深度较浅的250 m水层,随着12℃等温线深度的增加,大眼金枪鱼延绳钓渔获率降低。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响都是穹顶状。随着温跃层下界深度值和深度差由小变大至200 m,延绳钓渔获率递增;温跃层下界深度和深度差超过200 m后,延绳钓渔获率变小。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率影响显著的水层分别是200 m和50 m。研究结果显示,12℃等温线深度和温跃层对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率影响是交叉的,在大眼金枪鱼适宜垂直活动水层受限到和延绳钓作业深度相同时,延绳钓渔获率最高;在适宜垂直活动空间过深或者过浅时,延绳钓渔获率都变小,但可以通过改变作业方式提高渔获率。采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。

远洋捕捞渔船电子监控视频文字信息提取

计算机图像处理技术发展迅速,基于OCR(Optical Character Recognition)的图像文字提取得到广泛应用。在远洋渔业捕捞中,EMS(Electronic Monitoring System)逐渐开始使用,视频中文字信息提取是系统的重要功能之一。通过左右舷、前甲板、后甲板安装的4个摄像头,获取渔船作业的视频影像,再利用jTessBoxEditor软件生成图片样本,人工添加文字标签,然后通过tesseract软件训练标注的样本,制作traineddata字库,最后用Python编程提取远洋捕捞渔船监控视频中的时间、位置、航速、航向等信息,提取的960条记录,经与原图片对比全部正确,提取的文字信息可为视频存档和渔业管理提供参考。

宁夏水稻主栽品种稻谷碾磨和外观品质现状分析

对宁夏稻区8个水稻主栽品种共计163份样本进行了品质分析。结果表明:宁夏水稻的整精米率偏低,垩白粒率、垩白度偏高,碾磨品质和外观品质表现较差;参试水稻主栽品种间的品质具有显著的差异性。其中,碾磨品质方面,宁粳53号、宁粳48号表现较好,宁粳50号、宁粳43号、宁粳57号表现较差;外观品质方面,宁粳57号、宁粳50号表现较好。品种内品质因子的变异大小不同,碾磨品质表现为宁粳53号变异最小,宁粳57号变异最大;外观品质整体变异系数均较大。并针对各水稻主栽品种品质的主要限制因子,制定出科学合理、轻简省力、绿色安全的配套生产技术模式,对提升宁夏稻谷质量具有重要意义。