基于Selfrag高压电脉冲放电破岩试验的仿真模拟

高压电脉冲破岩在高温等离子弧的作用下,产生的热应力超过岩石的强度极限时就会使岩石破碎,其破碎坚硬岩石有显著效果。为研究电压、岩石矿物成分、孔隙率3个参数对岩石内电场强度分布的影响,本文基于Selfrag高压电脉冲破岩的试验数据,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了一种针针电极结构仿真模型。结果表明,施加的电压不同,岩石内部电场强度分布不同;电场在不同矿物成分边界发生畸变,不同矿物成分相对介电常数变化越大,产生畸变越明显,高压电脉冲破碎优先发生在不同矿物成分的接触面;岩石内孔隙的存在,使其周围的电场发生了畸变,其他参数一定,孔隙率越大,岩石越容易被电击穿。研究结论可为高压电脉冲钻井破岩参数的选取提供参考。     

井上下联合处理矿井水中污染物效果研究

为了去除矿井水中多种污染物,建立了\     

深埋岩溶隧道限量排放条件下衬砌外水压力研究

针对深埋岩溶隧道衬砌外水压力展开研究,根据隧道排水量和衬砌水压力模型的理论推导,结合试验进行分析。结果表明,衬砌上水压在采取排水措施后随排水量的增加而减小;但是当注浆材料渗透系数降低到1.65×10-6 m/s、注浆厚度到55 cm后,衬砌上水压随注浆范围的增大变化已经不太明显,说明注浆半径的选取有一个合理范围。注浆圈可以起到控制排水的作用,当给定了隧道某一段的合理排放量以后,就可以确定注浆的范围和注浆水平。      

天然锰钾矿氧化降解水体中苯酚实验研究

在酸性条件下进行了锰钾矿氧化降解水体中苯酚的实验研究，结果表明：室内自然光照和氧气环境不影响苯酚降解；反应溶液酸度越大，反应进行得越快；样品用量越多、粒径越小，越有利于降解反应；反应温度升高与振荡速度增大也有利于降解反应的进行；共存电解质氯化钠、氯化钙不影响降解反应，而磷酸钠与醋酸钠则不利于降解反应。当介质pH值为2、1，160～200目锰钾矿用量为10g／L，反应温度为25℃，振荡速度为200r／min，反应8h，对50mL浓度为100mg／L苯酚的降解率基本上达到100％，达到了工业排放标准。从反应产物初步推断，苯酚降解的实质是锰钾矿氧化降解作用，为处理苯酚废水增加了一种有效的方法，并拓宽了天然锰钾矿的开发应用前景。     

成都国际会展中心输气管线府河穿越隧道涌水量预测

成都拟建国际会展中心供气工程府河输气隧道在府河河底以下40m,采用“竖井＋隧道＋竖井”方案。隧址位于府河及其Ⅰ级阶地,隧道涌水问题严重。为保证施工、运营的安全,在分析隧址区水文地质条件的基础上,对隧道涌水做出初步预测评价,为施工提供依据.     

灰色理论在矿井涌水量预测中的应用

运用灰色理论建立煤矿涌水量预测的GM (1,1)模型,在某矿井太原组工作面涌水量资料的基础上,通过增加观测频率和数据密度的方法对模型进行修正,使精度提高到96.26%。将模型预测值与实际数据比较,证明所建立模型较为可靠。结合其实际的水文地质条件及排水能力,设定该工作面的上灾变阈值为15 m³/min,得出工作面的涌水量大小、灾变时间和数值的预测值,为工作面安全开采和监管提供了数据支持。     

大庆前进水源地优化运行研究

水源地的优化运行管理会获得很大的社会经济和环境效益。为实现大庆前进水源地的优化运行,在满足供水量需求条件下,调整水源地开采布局,挖掘能耗低的供水井的潜力,以最大限度降低水源地运转的能耗为管理目标,建立前进水源地优化开采管理模型。优化开采后水源地可节省耗电2.25%~7.92%。水源地的开采量应维持在4.5×104m3/d左右,优化后日节省电耗816 kW h。     

岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究

岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一,岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状,运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制,探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响,揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果,岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面,即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用,突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析,以断裂力学、弹塑性力学理论为基础,提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念,推导了其半解析解表达式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。     

氧协同菱铁矿降解微囊藻毒素机理研究

已知在无氧条件下天然矿物菱铁矿能成功水解微囊藻毒素-LR(MC-LR),然而实际应用过程中难以避免水中溶解氧(O₂)的存在,因此有必要深入研究不同溶氧量(DOC)条件下菱铁矿对MC-LR降解的影响。本文通过在无氧和有氧条件下菱铁矿对MC-LR的降解实验,发现在有氧条件下(溶氧量1.62～21.87 mg/L), MC-LR的降解速率均比无氧条件(k₀=0.030 16 mg·L^-1·h^-1)高且其降解速率随O₂含量增加而依次增加,当O₂加入量为1.0 mL(溶氧量21.87 mg/L)时,菱铁矿对MC-LR降解速率最大(0.083 34 mg·L^-1·h^-1),为无氧条件下的2.76倍。通过外加腐殖酸(humic acid, HA)和自由基进行捕获实验,发现FeCO₃能直接活化O₂产生超氧自由基(·O~-₂),以实现对MC-LR的氧化,但外加HA抑...     

沙漠包气带水分运移机理研究

针对沙漠包气带的特点,运用中子仪—负压计—地温计联合观测法,对试验场典型地段水位埋深分别为lm,2m,3m的包气带含水量、水分势能和温度场进行了长期野外实地观测,并总结出相应的日变化、季节变化规律,分析了降水、蒸发等气象因素对包气带水分的影响过程,从而得出沙漠包气带水分运移机理及运移规律。为红砂岗矿区水源地水资源评价提供了科学依据。     

Study on the mechanism of isotope fractionation in soil water during the evaporation process under equilibrium condition

In this study, with the method of vacuum extraction, two evaporative processes of soil water and free water under equilibrium condition were simulated. For each sample, water vapor was condensed by liquid nitrogen and was collected in four time intervals. From the analysis of hydrogen and oxygen isotopic compositions of the water collected at different times, it was discovered that the isotope fractionation of soil water also follows the mode, which is just the same as the evaporative process of free water. The relationship between the stable hydrogen and oxygen isotopes in residual water showed that the simulative evaporation line was close to the global meteoric water line (GMWL) under the equilibrium condition at about 20°C. Comparison of the two types of evaporative processes indicated that the isotope fractionation and evaporation velocity of soil water were only slightly modified by the Van der Waals force.     

不同含水率条件下土壤中赤霉酸自然衰减规律研究

作为一种施用范围广、用量大的微毒农药,赤霉酸（GA3）的高溶解度会造成其在土壤中的弱吸附和强迁移并伴随强烈的自然衰减,且受到间歇性灌溉过程中变化土壤含水率的影响,因此有必要系统研究不同含水率条件下土壤中GA3的自然衰减规律。通过设置10%、20%、30%的3种土壤含水率,研究了不同土壤含水率条件下GA3的自然衰减规律,分析了土壤微生物对GA3自然衰减过程的影响,定性识别了GA3自然衰减产物。结果表明：（1）实验结束（34 d）时初始含水率为10%、20%和30%的灭菌组和未灭菌组土壤中GA3的自然衰减率分别为87.77%、89.70%、90.70%和87.70%、94.47%、95.87%,其自然衰减半衰期分别为12.38,12.16,12.60 d和8.56,6.80,7.07 d;（2）含水率对灭菌组土壤GA3的自然衰减速率无显著影响,未灭菌组在不同土壤含水率条件下GA3自然衰减速率有差异（20%土壤含水率最大）;（3）在水解作用的基础上,土壤微生物降解进一步促进了GA3的自然衰减,且生物降解贡献率为39.62%±7.58%;（4）GA3主要自然衰减产物为异构赤霉酸与赤霉烯酸（其中异构赤霉酸占比更大）,未来需要进一步关注GA3自然衰减产物在环境中的生物毒性与环境风险。上述研究结果有助于进一步深入理解农业生产过程土壤中GA3的环境行为,并为其环境毒性及潜在风险评估与管控提供数据支撑。     

河南夹沟铝土矿床突水机理与防治方法研究

文章建立了河南夹沟铝土矿床“二元”突水概念模型，揭示了突水水源来自两个不同的渗流场：矿床上部石炭系（C3）含水岩组渗流场、矿床下部奥陶系（O2）含水岩组＋寒武系（∈2＋3）含水岩组渗流场。前者以重力自由渗流为突水力源，以裂隙、溶孔（洞）为突水途径，突水类型为直接式突水；后者以高压水头顶托渗透为突水力源，以各类原生、次生裂隙为突水途径，突水类型为间接式突水。并论证了矿床“二元”突水的治理对策与方法，提出未来矿床开采以平行疏排降水为主，并正确预留C2矿床底板天然隔水层防护。     

地幔不同深度单斜辉石含水量的高压实验

在1.5~5GPa、1100~1200℃条件下开展了含水大陆碱性玄武岩的熔融实验研究。通过红外光谱分析其中单斜辉石的结构水,计算得到其量为1173(153)×10-6～2049(197)×10-6。结果表明:当P<3GPa时,随着压力增大,单斜辉石的含水量逐渐增加,在3GPa附近达到峰值,之后随着压力的增大单斜辉石含水量又逐渐减少。单斜辉石含水量随压力的这种变化关系可能受单斜辉石中Al含量的影响。该研究为了解上地幔不同深度处水的分布提供了实验证据。     

地幔不同深度单斜辉石含水量的高压实验

在1.5~5GPa、1100~1200℃条件下开展了含水大陆碱性玄武岩的熔融实验研究。通过红外光谱分析其中单斜辉石的结构水,计算得到其量为1173(153)×10-6～2049(197)×10-6。结果表明：当P＜3GPa时,随着压力增大,单斜辉石的含水量逐渐增加,在3GPa附近达到峰值,之后随着压力的增大单斜辉石含水量又逐渐减少。单斜辉石含水量随压力的这种变化关系可能受单斜辉石中Al含量的影响。该研究为了解上地幔不同深度处水的分布提供了实验证据。     

徐州市第四系孔隙水特征研究

徐州市是全国40个严重缺水的城市之一。近年来,徐州市水质型缺水较严重,向城市供水的地面水水源地遭受污染,而第四系孔隙水主要开采区位于徐州市下辖县城及乡镇,以往工作程度较低。为合理开发和保护徐州市第四系孔隙水资源,在开展徐州市经济发展现状、水文地质调查和区域农田水利调查资料分析的基础上,通过抽水试验及对以往资料进行对比分析,研究徐州市第四系孔隙水水文地质特征,总结富水规律及富集特征。徐州市第四系孔隙水主要分为潜水和承压水,潜水富水性强区域集中在沿故黄河高漫滩一带,直接接受大气降水和河流侧向径流补给,其余区域富水性差; 东部地区中更新统孔隙承压水的富水性、水质优于西部地区,而西部地区下更新统至中、上新统孔隙承压水的富水性、水质优于东部地区。     

从水文地球化学角度研究鄂尔多斯盆地南区白垩系地下水的排泄途径

主要从水文地球化学的角度,以鄂尔多斯盆地白于山以南地区白垩系地下水的水化学水平分带和地表水基流水化学特征为主要依据,结合地质构造格局及岩相古地理条件,分析研究了该区白垩系地下水的补、径、排条件.认为该区白垩系地下水水化学场存在一个由东、北、西南向中部的水平分带,愈向盆地中部水质愈复杂、TDS愈高.马莲河基流水质的沿途变化规律反映出其接受东西两侧地下水的补给.说明鄂尔多斯盆地南区的东部地区和西南部地区为地下水补给区,而中心地带为地下水排泄区,最终经马莲河排出区外.天环向斜轴部和马莲河谷是南区汇集东西两侧地下水的排泄通道.     

淮北刘桥二矿七含涌(突)水机理研究

刘桥二矿在开采4煤过程中，七含突水次数达38次之多，严重影响煤矿安全生产。文章在系统地分析刘桥二矿七含涌突水概况的基础上，提出了该矿七含涌突水的主要机理为断裂构造的控制作用和矿山压力的促进作用；指出了砂岩含水层的裂隙发育程度和富水性强弱、煤层的厚度、断层的作用以及4煤与含水层之间隔水层厚度的大小等，是影响工作面涌水的主要因素。研究结果对煤矿砂岩水害的有效防治具有重要的指导意义。     

地下开采条件下水资源流失机理与环境影响研究

通过剖析因地下采动造成阜新矿区自然村民井断水现象，对地下开采条件下水资源流失与恶化机理进行了分析研究。结果表明，即使采空区和受影响区处于不同的水文地质单元，因采动对隔水构造的破坏而形成地下水径流通道-空巷和裂隙，从而为水的流失创造了水文地质条件；地下水经过长时间聚集和物化作用发生水质恶化，失去使用价值。废弃关闭矿井水的资源化与利用问题，对水资源缺乏和煤炭资源枯竭、经济转型矿区具有现实的经济与社会意义。应该研究因抽取矿井水而引起的相关环境影响与灾害问题，防止出现二次破坏。     

渠道非恒定流水力学响应研究

输水渠道中的水位将随流量的改变而产生波动,且由一种恒定流状态过渡到另一种恒定流状态需要经过一段稳定的时间。这一水力变化过程与渠道自身的结构特性、渠道运行方式的选择和流量变化的幅度、速率有关。通过对渠道中的非恒定流进行数值模拟,对不同情况下渠道的水力学响应进行了研究。