矿井微震与电法耦合监测技术

随着煤炭资源开采区域、深度及强度的增加,矿井工作面采掘扰动极易诱发矿井突水事故,严重威胁我国煤炭资源安全开采。矿井水害事故的发生主要是岩体采动破裂与矿井水渗流共同作用的结果。研究表明,微震信号的纵横波到时、幅值、频率等参量可有效表征岩体破裂位置、强度及其震源机制,地电场信号中的电阻率、激励电流及自然电位等参量可有效表征岩体渗流演化过程。透水通道形成对应微震场特征,地下水渗流对应地电场特征,因此微震电法耦合方法对矿井水害孕育发展过程具有监测预警的功能,可有效对采动破坏过程中形成的突水通道、水源位置及渗流过程等水害三要素进行精准捕捉;减少单一地球物理方法多解性,提高水害监测预警精度,对煤矿防治水意义重大。当前,微震与电法耦合监测技术在煤矿水害实时动态监测中开始得到应用,突破传统微震与电法独立采集的局限,课题组自主研发了国内外首款煤安认证的微震与电法耦合并行监测系统,该系统以微震场与地电场并行采集基站为核心,集被动源微震波场与主被动地电场为一体,通过连接矿井物联网,实现远程数据采集控制、传输及云端存储;其一体化网络服务器主机可连接多个采集基站,并将微震检波器、电法激励电极与电位测量电极进行相互隔离、并行采集,形成微震事件密度与能级分布、电阻率分布、自然电位分布等时空云图来监测预判水害三要素。微震与电法耦合监测技术仍需在微震事件智能识别与定位、地电场的电阻率三维反演以及自然电位渗流反演方面进行专项攻关;结合并行监测的微震电法大数据集,重点在微震电法数据联合反演、智能化监测预警方向开展进一步研究。微震与电法耦合监测技术,作为矿井水害的主动预警监测新方法,可为我国智能化矿井建设发挥重要作用。

工作面微震与电法耦合监测预警技术应用

工作面回采过程中引入微震与电法耦合[1]实时监测系统可以对工作面底板的不良构造进行有效的实时监测,其中微震方法通过微震事件[2]发生频率实时判断裂隙发育程度,进而进行定位分析可准确判断裂隙发育位置,而水的渗流造成了地电场异常,通过电法对地电场的监测,可以反映地下水的渗流过程,从而达到对于底板水害的预警。因此采用微震与电法耦合监测系统可以对监测区域内的岩体破裂及水的渗流情况进行综合实时监测预警。

水害微震电法耦合监测技术应用研究

淮南板集煤矿110504工作面为厚松散层薄基岩工作面,受突水威胁严重。为此,首次采用水害微震电法耦合技术对回采全过程进行水害实时监测预警研究。研究结果表明,自然电位反映层间渗流积水状况与实际相符;注浆对顶板赋水性具有较大的影响,注浆后呈现整体视电阻率上升;微震事件发育高度与视电阻率剖面图耦合确定导水裂隙带高度为70m。技术应用期间未见出水表征,回采过程无突水风险,为工作面安全回采提供了保障。

电-Fenton法处理制药中间体废水的研究

采用电-Fenton法对麻醉药瑞芬太尼合成过程中的中间体1-苄基-4-氨甲酰基-4-苯胺基哌啶(简称酰胺,AMIDE)模拟废水进行了降解研究,结果表明,在以石墨为阴极、铁为阳极的模式下,当pH为3、电解电压为3 V、投加H_2O_2浓度为10 mmol/L时,室温下电解浓度为20 mg/L的酰胺废水60 min后,酰胺的去除率高于99%,TOC去除60%。通过紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)及HPLC检测酰胺的降解产物,说明电-Fenton法能使废水中目标化合物的环结构破坏,快速而完全地转化为小分子,但不能使其全部矿化。本研究可为电-Fenton法在处理该类药物合成废水中的实际应用提供重要的理论依据。

电-Fenton法处理硝基苯废水的试验研究

以多孔石墨作为阴极,以铁板作为阳极,并向阴极不断通入空气,电解过程中生成的H2O2与阳极溶解的Fe2+形成Fenton试剂,利用Fenton试剂在电解的过程中产生的大量活性羟基OH的强氧化作用来氧化降解废水中的有机物。试验证明在电-Fenton法最佳反应条件下,硝基苯迅速降解,去除率可以达到87%以上。

直接消除电磁耦合的斩波去耦方法

应用激发极化法时经常遇到电磁耦合的干扰.基于耦合效应和激电效应在双频波测量波形上具有不同的表现形式,提出一种在野外采集激电数据时,直接剔除电磁耦合而又基本上不损失激电信息的“斩波”去耦方法.本文从“斩波去耦”的方法原理、斩波对正常双频波产生的畸变、以及存在EM和IP效应时的双频波斩波等方面进行了详细的推导和分析.数值计算结果表明,该方法去耦效果明显,可以在现场条件下直接去耦,值得在激发极化法中推广应用.

光助电-Fenton法催化降解硝基苯及影响因素

目的为了寻求一种经济且有效的硝基苯废水的处理方法.方法根据电解原理,试验以多孔石墨作为阴极,以廉价的铁板作为阳极,向阴极不断通入空气,并在反应体系中引入紫外光.电解过程中生成的H2O2与阳极溶解的Fe2+形成Fenton试剂,利用Fenton试剂在电解的过程中产生的大量活性羟基的强氧化作用来氧化降解废水中的有机物.结果在光助电-Fenton法各试验参数当中,pH值、电流密度对硝基苯去除率的影响较大.在pH值为2.5,电解时间为60 min,极板电流密度8 mA/cm2的试验条件下,硝基苯迅速降解,去除率可以达到88%以上.结论光助电-Fen-ton法适用于处理浓度较高、且有毒性的废水,是个快捷、经济、高效的废水处理方法.同时对其它工业废水的处理具有借鉴意义.

电-Fenton法对五氯酚的降解研究

研究了电化学方法对五氯酚的降解过程。分别以石墨和铂分别作为阴极和阳极,对电解电压、电解质浓度和pH等影响因素进行了优化。在优化条件下,剂量的Fe3+或Fe2+都能够较大程度地增加五氯酚的处理效果,表明活性中间体H2O2的存在和Fenton试剂的产生。在该电-Fenton体系下,对五氯酚处理过程中氯离子释放量和五氯酚浓度降低之间的关系进行了分析,并以GC/MS对处理中间过程和最终过程的物质进行了分析鉴定,提出了相应的降解机理和途径。反应动力学分析表明,反应初始阶段呈一级反应动力学过程,后续阶段出现对一级动力学过程的偏移。

(光)电-Fenton法降解有毒有机污染物的研究进展

(光)电-Fenton法是能有效降解水中有毒有机污染物的高级氧化技术。综述了(光)电-Fenton法特性,重点从阳极氧化、阴极还原氧气生成双氧水和电絮凝作用等方面概述了(光)电-Fenton法降解有毒有机污染物的研究进展,结合其在工业废水有毒有机污染物处理中的应用,总结了其应用现状及发展趋势。

相位激电法(偶极—偶极)单频电磁耦合校正方法

主要介绍一种相位激电法 (偶极—偶极 ,以下简称偶极 )电磁耦合校正方法 ,其原理是将视电阻率近似视为均匀大地电阻率 ,利用均匀大地条件下偶极装置电磁感应响应的正演计算方法 ,算出电磁感应响应 ,再将其从观测的总响应中去除 ,从而达到电磁耦合校正的目的。

FDTD法研究散热片与器件间的耦合电容

散热片与器件间的电容耦合是电路产生共模辐射的主要原因之一 ,其对研究电路的辐射发射特别重要。然而长期以来人们将该电容简化为平板电容 ,采用静电场推导的电容公式计算。但在高频端 ,散热片和器件的尺寸与波长相比拟 ,分布参数影响了该耦合电容的数值。所以本文提出了采用FDTD法计算散热片与器件间的高频耦合电容的构想。数值计算的结果表明 :该电容已经不能看作是一简单常数 ,而是随频率变化的量。频率较低时 ,耦合电容随频率升高快速减小。且耦合电容具有频率选择性。激励源位于散热片的中心耦合电容小 ;绝缘层厚度越薄 ,相对介电常数越大得到的高频耦合电容越大 ,但不是线性变化。在实际散热片的选择和安装过程前必须对其产生的耦合电容进行预测 。

电生物耦合法与生物法处理直接耐晒蓝废水对比试验

目的考查电-生物耦合法的强化降解性能.在生物水解反应器中添加微电场,以期能够促进水解,提高处理效果.方法在水解反应器中施加铁皮阳极,石墨柱阴极的微电场,形成电-生物耦合水解反应器,分别用电-生物耦合水解-好氧接触氧化法和生物水解-好氧接触氧化法处理直接耐晒蓝B2RL染料废水.停留时间：水解12 h,接触氧化7.95 h.电生物水解反应器采用电流密度依次为0.024、0.048、0.072、0.084和0.096 m A·cm^-2.结果电-生物系统对染料质量浓度、色度和CODCr的去除效果优于生物系统,对氨氮的去除效果则较生物系统差,且氨氮效果的差距随电流密度的增加而缩小.在电流密度为0.096 m A·cm^-2时,电-生物耦合工艺对染料质量浓度、色度、CODCr和氨氮的平均去除率分别为96.64%、95.83%、87.10%和51.43%.同期生物系统对应的平均去除率分别为42.80%、56.67%、79.23%和52.12%.结论电-生物耦合法对直接耐晒蓝B2RL染料废水的净化效果优于生物法.电-生物耦合法处理染料废水效果受到电流密度影响,在0.024~0.096 m A·cm^-2内电流密度越大处理效果越好.

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜电积液中锑、铋、钴、镍和砷的含量

样品（2．00mL）用盐酸10mL、硝酸3mL溶解后，蒸馏至2～3mL，加入100g·L^-1酒石酸溶液2mL，用盐酸（5＋95）溶液稀释定容至100mL。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定样品溶液中锑、铋、钴、镍和砷的含量。选择锑、铋、钴、镍、砷元素的分析谱线分别为206．836，223．061，228．615，231．604，193．696nm。5种元素在一定的质量浓度范围内与其发射强度呈线性关系，方法的检出限（3s）在0．005-0．130mg·L^-1之间。方法用于铜电积液分析，所得测定值与火焰原子吸收光谱法测定结果相符。加标回收率在95．89／6～108％之间，测定值的相对标准偏差（n=11）在0．70％～6．4％之间。

基于场路耦合法计算爪极发电机输出功率和效率

爪极发电机磁场呈典型的三维分布,需用三维数值方法计算。文章采用三维瞬态有限元法计算爪极发电机电磁场,得到各项铁耗;采用场路耦合法计算,得到了额定负载时电励磁爪极发电机的效率,并且得到了电励磁、混合励磁爪极发电机的最大输出功率。电励磁爪极发电机输出性能实测值与计算值的一致性验证了计算结果的有效性。

考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

含DFIG风电场电-气耦合系统的概率连续混合潮流方法及其负荷裕度分析

针对含双馈感应式风机(DFIG)风电场电-气耦合多能流系统的最大负荷裕度及其耦合影响问题,考虑天然气管网的动态特性,建立考虑DFIG稳态模型和能源路由器(EH)的含参连续混合潮流模型;采用随机响应面法(SRSM)拟合DFIG出力,结合预估-校正及电-气系统耦合交替迭代获取电力系统负荷节点的有功功率-电压曲线、天然气系统流量-气压曲线及其负荷裕度期望值;定义电压-负荷、气压-流量灵敏度,可分别跟随电力系统负荷节点有功功率-电压曲线、天然系统气流量-气压曲线的获取,定义电-气耦合环节中天然气系统节点压强-EH节点注入电功率和电力系统节点电压-EH节点天然气注入流量灵敏度,从而定量评估电-气耦合下电力系统、天然气系统和电-气耦合环节的薄弱节点及EH耦合程度。含DFIG风电场的IEEE14节点电力系统和22节点天然气系统通过11个EH耦合而成的电-气系统的算例仿真结果验证了所提模型、算法和所定义负荷裕度灵敏度指标的正确性和有效性。

基于电-Fenton法的絮体分形维数和PAM去除率的关系及影响因素研究

以模拟含聚污水为研究对象,在不同反应条件下对其进行电-Fenton处理,探究反应条件对电-Fenton法的化学氧化和絮凝沉降作用的影响规律。实验结果表明:絮体分形维数与上清液浊度呈负相关,其可从微观上较好地表征电-Fenton反应的絮凝沉降效果;PAM去除率及絮体分形维数在不同反应条件下呈现的规律不同,基于二者的变化规律确定的处理条件更加合理;调整电-Fenton反应参数为pH值2.6,FeSO_4加量130 mg/L,H_2O_2加量1mL/L,电流密度25 mA/cm^2,既保证了较高的PAM去除率(95.34%),又增大了絮体分形维数(1.8438),将絮体沉降时间由41 min缩短至26min。

乡村振兴背景下重庆市县域物流与农村电商耦合发展研究

该文基于乡村振兴背景,构建了重庆市县域物流与农村电商子系统的综合发展评价指标体系,收集和整理了2016—2022年重庆市县域相关指标数据,运用熵值法对重庆市县域物流和农村电商两个子系统进行了综合评价,并使用耦合协调度模型对重庆市县域物流与农村电商的协调发展进行了分析。结果表明,重庆市县域物流与农村电商耦合度一直处于较高水平,耦合协调度在2016—2022年呈稳定上升态势。同时,该文还提出了促进县域物流与农村电商协调发展的对策建议。

气电耦合综合能源系统供电可靠性评估解析算法

对气电耦合综合能源系统供电可靠性评估进行解析方法研究。首先,研究耦合系统的运行方式,建立气电耦合综合能源系统供电可靠性模型,对耦合系统影响供电可靠性的因素进行了全面的分析。其次,提出气电耦合综合能源系统供电可靠性评估的解析算法。最后,采用比利时20节点天然气系统和IEEE-RBTS Bus-6系统搭建算例进行分析,通过仿真对所提模型和算法进行了验证,并通过不同场景计算结果的对比,详细分析了耦合系统对供电可靠性的影响。

非完全耦合互感电路暂态方程的算子解法

用算子法解非齐次二阶常微分方程,直接给出非完全耦合互感电路对任意激励的响应。