基于碳封存条带充填采空区内低温二氧化碳置换效果的多场耦合数值模拟

为了解条带充填采空区低温二氧化碳地质封存的压注方式对二氧化碳扩散路径和采空区气体置换时间限度的影响,以及探究压注过程采空区流场和温度场的变化规律,针对条带充填采空区的特点,提出后端压注和两端压注方式,利用Fluent数值模拟,对比两种压注方式的优劣程度.结果表明:两端压注比后端压注提前4 400 s达到置换限度;后端压注置换结果为二氧化碳体积分数达到20.1%,氧气体积分数降低4%,氮气体积分数降低16.1%;两端压注置换结果为二氧化碳体积分数达到11.2%,氧气体积分数降低2.3%,氮气体积分数降低8.9%;后端压注使采空区整体温度降低5.4℃,两端压注使采空区整体温度降低3.8℃.

西湾露天煤矿采区转向方案研究

采区接续转向方式不仅影响露天煤矿生产稳定及剥采比均衡,而且是影响露天煤矿生产组织管理及生产成本的重要因素。国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿(以下简称“西湾露天煤矿”)面临着首采区开采到界及产能核增的生产影响,为了解决由此产生的生产接续及采区转向问题,基于西湾露天煤矿开采条件与开发现状,在西湾露天煤矿优化原采区划分的基础上提出采区划分及重新拉沟、扇形转向、L型推进3种转向方案,对比分析了各种采区转向方案生产能力、均衡剥采比、排土规划等方面的影响,并综合优选最佳采区转向方案。研究结果表明,L型推进方案均衡期数最少,重新拉沟方案剥采比极小值最小,扇形转向方案平均剥采比最小;在农田征地且方家畔尾坑可利用排土时,推荐采用重新拉沟方案,在首采区农田征地问题不能解决时,建议采取L型推进方案。

大湾煤矿初始拉沟位置的选择

为了实现大湾煤矿工程建设合理发展,尽快投入生产,提高经济效益,提出了2个初始拉沟位置的方案,并分析了矿建工程量、矿建投资、均衡剥采比等指标对不同方案的影响。结果表明:方案1在采场北部露头沿煤层走向拉沟,倾向推进,矿建工程量较小,矿建投资较小,均衡剥采比均衡期较长,但均衡剥采比较大;方案2从采场西部沿煤层倾向拉沟,走向推进,矿建工程量较大,矿建投资较大,均衡剥采比均衡期短,一期均衡剥采比较大,二期均衡剥采比较小;若扩大方案1矿建工程量,可降低均衡剥采比,但会增加投资。综合分析2种方案,最终确定方案1且不增加矿建工程量为较为合适的拉钩位置方案。

高温多雨地区公路工程中花岗岩沥青混合料黏附性的改善措施

文章对海南省花岗岩石料的黏结性开展了全面分析,经过沥青样品原材料试验和采用水浸法的集料黏附性试验,从XT-2液体抗剥落剂、SBS改性沥青、基质沥青、普通乳化沥青、改性乳化沥青、水泥和矿粉等施工材料的角度出发,详细分析了花岗岩沥青混合料和花岗岩黏附性的具体情况,并使用了冻融劈裂残留强度和浸水马歇尔残留稳定度改善其黏附性效果。

适合江苏沿海地区大豆玉米带状复合种植模式的玉米品种的筛选

为了筛选适合江苏沿海地区大豆玉米带状复合种植模式的玉米品种,以可在当地推广种植的21个玉米品种为试验材料,采用2︰4种植模式(2行玉米+4行大豆为1个带幅),研究该模式下玉米品种的生长指标和产量形成差异。结果表明:玉米籽粒产量与株高、穗长、穗粗和行粒数均呈极显著正相关,与穗位高、茎粗和百粒质量均呈显著正相关,与叶夹角呈极显著负相关,与空秆率呈显著负相关。玉米籽粒产量与株高、穗位高、倒折率、倒伏率、空秆率、穗粗、行粒数和百粒质量的直接通径系数较大。综合考虑带状复合种植模式下玉米品种的产量和生产风险,采用聚类分析将21个玉米品种划分为3类:适宜型7个、中间型2个和不适宜型12个。

将军戈壁二号露天煤矿采区间留沟参数优化研究

露天矿相邻2个采区平行推进时,可在首采区相邻端帮处留沟内排,将极大地减少二采区重复剥离费用,带来良好的经济效益。以将军戈壁二号露天煤矿首采区和二采区为研究对象,综合分析矿山采剥工程情况,确定留沟时间及留沟参数,综合对比留沟后增加的剥离运费及减少的二次剥离费用,测算出采区间留沟的综合收益为3.8亿元,经济效益显著。

露天矿硬岩区域台阶松动爆破参数优化研究

为加快露天矿开采进度,提升爆破质量,以新疆某露天煤矿为研究对象,在580平盘及565平盘两个硬岩区域同步开展试验。为保证试验结果的准确性,采用相同的钻爆参数进行对比,同时建立硬岩区域钻爆施工档案,对爆破区域挖运情况进行全程跟踪,采用工程质量打分表的形式评比每次的爆破质量,并制定下次爆破试验方案。经多次试验改进后,爆破效果能够达到国家《煤矿安全生产标准化管理体系》一级要求,爆破质量得到甲方及剥离单位的一致认可,确定的爆破参数能够解决硬岩区域爆破施工质量问题,为相同岩石性质钻爆施工提供参考。

数字图像分析法在片烟结构测定中的应用

利用数字图像分析法探讨了片烟结构检测的新方法。结果表明：①图像分析法可以用于片烟结构的检测；方法的测试精密度范围是1．31~31．91mm2，其大小与面积水平有关；②测试方法的相对误差在面积大于817．95mm2时小于1％，在面积小于361．00mm2时小于4％；③方法所需样品量应不少于1500g。

一种去除机载LiDAR航带重叠区冗余点云的方法

机载LiDAR系统在获取高密度地表点云的同时,也带来了数据冗余的问题,特别是在航带重叠区中尤为突出。旨在研究无完整航迹信息辅助下去除航带重叠点,提出了基于点云GPS时间直方图的去除航带重叠点的方法。该方法包括三个步骤:(1)建立点云的GPS时间直方图,并根据GPS时间直方图特点获取航带重叠区外包矩形以及外包矩形中的所有点云;(2)考虑到城市中高密度点云有助于建筑物的三维重建,通过滤波分类处理获取建筑物点并予以全部保留;(3)对重叠区中除建筑物点外的其他所有点进行格网数据组织并根据GPS时间直方图逐格网去除航带冗余点。实验结果表明,该方法能较好地保留建筑物点的同时高效去除航带重叠点且不依赖于航迹信息,提高了后续数据分析处理的效率。

大型露天煤矿采区转向方式研究

依据安家岭露天煤矿实际，提出了可行的采区转向方案，通过定量计算与定性分析确定最佳采区转向方式，保证露天矿从一个采区向另一个采区过渡时期矿山生产的正常接续。所采用的研究方法及研究结论对类似矿山具有参考价值。

少免耕及秸秆还田小麦间作玉米的碳排放与水分利用特征

【目的】利用间作和保护性耕作对土壤碳减排及水分高效利用的潜力,将二者集成于同一系统中以发挥各自的优势并催生彼此间的协同效应,从而建立减排与节水双赢的间作高效种植模式。【方法】以河西绿洲灌区长期规模化种植的小麦间作玉米为研究对象,集成应用保护性耕作的理论与技术,利用带状耕作和秸秆覆盖建立免耕立茬(NTSSI)、免耕秸秆覆盖(NTSI)、少耕秸秆翻压(TISI)和传统收割(CTI)4种处理,并以传统收割单作小麦(SW)和单作玉米(SM)作为对照,系统研究了不同处理土壤呼吸与作物耗水状况。应用土壤呼吸测定系统EGM-4(environmental gas monitor-4,UK,PP system)测定土壤呼吸速率,以此计算不同处理生育期内土壤碳排放总量。用产量与耗水和土壤碳排放量与耗水两种方法计算水分利用效率,客观评价间作系统的水分利用状况。【结果】不同种植模式中,单作玉米土壤呼吸速率最大(1.57μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)),间作次之(0.83μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)),单作小麦最小(0.72μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1));4种秸秆还田方式中,NTSI处理土壤呼吸速率最低,2011与2012年分别较CTI降低了20.4%和11.9%,由此减少碳排放量12.4%。在间作中集成应用带状耕作和秸秆覆盖能有效降低系统耗水总量、增加产量、提高水分利用效率(WUEGY),与CTI处理相比,NTSI处理平均减少耗水量达4.1%,增产29.7%,水分利用效率提高15.6%。同时,间作系统的单位耗水碳排放平均降低了5.9%,碳排放效率提高了28.2%。【结论】小麦间作玉米与保护性耕作结合,并集成应用带状耕作及秸秆覆盖技术可使系统的产量、碳排放和耗水得到有效协调,能促进耗水更多转化为作物产量并降低在该转化过程中产生的碳排放,实现碳减排与水分高效利用的协同促进。

内齿轮传动啮合齿面稳态温度场分析

以2K⁃V行星传动机构中齿轮为研究对象,以齿轮啮合原理、传热学等为理论依据,分析了齿轮在不同啮合位置的相对滑动速度和齿面的接触应力的变化规律。精确计算了稳态温度场边界条件,包括齿轮一个啮合周期内的平均摩擦热流量和不同齿面的对流换热系数。建立单齿三维模型并导入ANSYSWorkbench进行温度场的有限元分析。通过将啮合齿面划分成多个沿齿宽方向的条形区域来实现不同啮合位置摩擦热流量的加载,得到齿轮稳态温度场分布,并分析了条形区域的数量对温度场的影响。结果表明,当条形区域数量多于50时,温度场基本趋于稳定。

基于带状区域路由的无线传感器网络QoS协议

提出了一种基于带状区域路由的无线传感器网络QoS协议。根据网络传输路径的能耗模型分析,将路由的转发节点控制在以源节点与Sink节点连线的带状区域,有效降低了路径上的传输能耗。另外,在改进型QoS协议中,转发节点根据当前QoS约束动态重新建立新的带状区域宽度,使传输路径最大程度拟合源节点和Sink节点的连线,达到路径传输能耗最优。仿真实验表明,无线传感器网络QoS协议在满足网络QoS约束下,节省了网络能耗,延长了网络生存时间。

垂直条形均布荷载下的地基附加应力推导

为理解垂直条形均布荷载下地基附加应力公式,文中尝试用角点法,通过叠加求得到矩形面积上均布垂直荷载作用下地基附加应力表达式,然后再根据式中矩形边长的变化情况,推导出垂直均布条形荷载、半无限条形荷载、十字形条形荷载、Z字形条形荷载和无限大面积上均匀满布荷载下的地基附加应力公式,其推导过程体现了有限和无限的辩证关系.

基于CCD的片烟规格测量装置的设计应用

现使用的打叶后烟叶面积的测量方法是人工采样、筛选分级、称重,以及计算每个面积段的片烟比例。该检测方法为离线检测模式,其测定结果滞后,无法及时指导生产。为此,设计了基于CCD(Charge-coupled device)图像传感器的片烟规格测量装置,通过测量片烟的面积比反映打叶效果。该装置由工作平台、弹簧板、电磁铁和衔铁组成片烟分散装置;光源置于镜头正下方,与工作平台构成图像采集部分。在单片机的控制下,CCD图像传感器与片烟分散装置协调工作,每个周期采集一帧数据,采用二值化电路将视频信号转换为二进制数据,并完成片烟面积计算和比例统计工作。与传统的称重测量法相比,该装置能够及时、准确、自动测量片烟的面积并统计各个面积段的片烟比例,为打叶工序工艺参数的快速调整提供了依据。

长白落叶松人工林带状间伐方式对土壤有机碳含量的影响

土壤是陆地生态系统碳循环过程中最大的有机碳库,其碳储存量高达1500Gt,为大气碳库的3倍,陆地生物量的2.5倍（Valentinietal.,2000）。土壤有机碳含量的微小变化,都会较大程度地影响陆地生态系统碳循环（陈亮中等,2007;于贵瑞,2003）。森林土壤碳储量占全球土壤碳储量的73%（崔骁勇等,2001）,其积累和分解直接影响到全球的碳平衡（李德基等,1992）。因此,森林土壤有机碳储量变化备受关注,成为全球气候变化研究的核心内容之一（王绍强等,1999）。

一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法

为加强大规模地形数据的表现能力,通常采用地形叠加或地形编辑等方法在局部地形数据上构建更高精度的细节模型.因而如何将大规模地形数据与具有高精度的细节数据进行实时融合与绘制成为一个迫切需要解决的问题.基于Geometry Clipmap方法对这一问题开展研究,给出了一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法.在预处理阶段,对大规模地形数据采用clipmap结构进行组织,对细节数据使用mipmap结构进行组织;在运行阶段,重点针对clipmap更新所引起的不同种精度数据间特有的"F"形空洞进行分析和处理,使用过渡带结构对空洞区域进行修补,并对修补后的顶点进行了平滑处理.实验结果表明,该方法有效解决了"F"形空洞并支持大规模地形及细节数据的实时绘制.

流函数法在铸轧变形理论分析中的应用

根据流体力学中的ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ方程，利用流函数法，对铸轧变形区的流变特性进行了理论分析。铸轧板的宽长比较大，可简化为平面问题，由此建立的二阶偏微分方程组，直接求解仍较困难；引入流函数，设定并建立铸轧区的速度场，使其满足不可压缩条件和速度边界条件，这样求解偏微分方程组成为可能，并由此可为求出板带铸轧变形区的单位压力分布解析式创造条件。

条带开采垮落区注浆充填技术的理论研究

阐述了条带开采垮落区注浆充填技术的总体思路和基本原理,结合工业试验方案,应用PFC颗粒流程序进行了数值模拟试验,模拟了条带煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体压实及上覆岩层下沉的整个动态发展过程;通过数值试验,揭示了条带垮落区充填体、煤柱与围岩三者之间相互作用的减沉力学机理,重点分析了垮落区充填体的承载作用、传载作用和对煤柱的侧限作用.研究结果表明,在此工业试验区域内,与条带开采相比,当充填量为19.5万m3时,条带开采垮落区注浆充填既可减小地面变形,提高煤柱稳定性,又可多采出煤炭24万m3.

基于数学模型的陕西黑河水源区植被过滤带效果评估

为探讨运用数学模型进行植被过滤带效果评估的方法,以陕西黑河水源区为例,通过植被过滤带水文及泥沙输移模型,分析了植被过滤带的带宽及坡度对入流泥沙净化效果的影响,确定适宜的植被过滤带设置方法,并采用污染负荷～泥沙关系法对植被过滤带的流域非点源污染负荷削减效果进行估算。结果表明:草地植被过滤带带宽以3～5 m为宜,且应设置于坡度小于60°的河岸岸坡;在黑河水源区内的可设带区域全部设置植被过滤带后,将削减泥沙负荷的21.7%,TP负荷的12.4%和TN负荷的14.3%,植被过滤带能够在黑河水源区的水质保护中起到重要作用。