构建煤矿开采沉陷区似大地水准面的实践与分析

基于CORS-RTK技术的煤矿开采沉陷区域的正常高数据获取是煤矿地面测量工作的重要部分。本文利用煤矿地面GNSS和水准测量数据,采用曲面拟合和多面函数拟合模型构建某煤矿地面开采区域的似大地水准面,旨在解决煤矿开采区域的GNSS-RTK测点正常高计算问题。算例计算表明:该法确定了较高精度的似大地水准面的拟合面,较好满足了煤矿后续工程中的正常高求算。     

脉冲超声波激励对煤的孔隙全尺度改造效应

为深入研究脉冲超声波激励对煤体孔隙结构的改造效应,利用含瓦斯煤体超声波激励实验系统,开展超声波功率800和1 000 W持续、交互脉冲下煤的超声波激励实验,综合低压CO2吸附、低温N2吸附和高压压汞等实验,研究煤的大孔(>50 nm)、介孔(2～50 nm)、微孔(<2 nm)全孔径段的孔隙参数演化规律。实验结果表明：脉冲超声波对煤的孔隙具有扩孔效应,煤的孔容占比以微孔和大孔为主,介孔占比最小,煤中各孔径段比表面积大小为：微孔>介孔>大孔;与未超声、持续超声激励煤样相比,脉冲超声波激励煤的各孔径段孔容和比表面积均有所提高;随脉冲次数增加,煤的孔容增幅和比表面积增幅呈正线性增大,其中大孔的孔容和比表面积增幅较为显著。脉冲超声波激励煤样形成水锤压力阶段和滞止压力阶段的持续转换,增加了煤的孔隙结构损伤程度。研发脉冲超声波发射器结合水力化技术,可提高煤的孔隙发育程度,增加煤体渗透性,提高瓦斯抽采效率。     

TBM滚刀磨损研究现状及展望

机械制造技术和经济的发展,促使越来越多的水利、交通和矿山采用全断面隧道掘进机(TBM)进行隧(巷)洞(道)的开挖。TBM刀具的磨损对掘进效率和成本有很大影响,刀具磨损研究对提高刀具耐磨性、提高刀具磨损监测和更换的及时性以及合理预测并控制掘进工期和成本都具有重要意义。从TBM刀具磨损的形式、影响因素、监测方法和滚刀磨损定量预测模型几个方面,综述了国内外TBM掘进过程中滚刀磨损检测与预测相关的研究进展,提出了TBM刀具耐磨性提升、刀具磨损检测和磨损定量预测的研究方向。     

钒矿床研究进展与展望

钒是工业国家重点关注和争夺的资源,已被部分国家列为关键金属。本文对矿床类型、地质特征、时空分布以及成矿机制等方面进行了系统总结和分析,以期丰富钒成矿理论研究,为提高钒资源的预测和勘查效率提供支撑,为钒资源储备提供保障。研究发现,钒矿床主要分为岩浆型和沉积型,其中岩浆型钒矿床（主要指钒钛磁铁矿床）成矿与铁镁质–超铁镁质岩及部分斜长岩侵位密切相关,成矿年龄与成岩年龄一致,钒可能来自上地幔并在岩浆演化过程中结晶析出赋存于含钒钛磁铁矿中;沉积型钒矿床多形成于黑色岩系及部分砂岩中,成矿多集中于上寒武世,钒可能来自海水和赋矿围岩,由于氧化还原电位降低,以吸附和类质同象等形式赋存于有机质和硅酸盐矿物中。同时,钒矿床的成因研究存在较多问题,如成矿物质钒的来源、迁移过程、赋存形式及富集条件等。笔者建议在今后研究中通过分析钒化学行为、围岩沉积物理–化学–生物条件及岩浆演化的地质动力背景来解析钒矿床成因机制。     

生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂的制备及去除地下水中铅和铜

壳聚糖作为天然多糖有机物,具有对环境友好的特性,其含有的大量含氮官能团可吸附水中的金属离子。但壳聚糖类吸附剂在酸性条件下适应性差,实际使用过程中需要调节pH值,因此增加了运行成本。本文选用农林废弃物花生壳(CC)和玉米芯(PS)制备生物炭,与壳聚糖进行结合,并引入磁性因子Fe3O4,制备了花生壳生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(PSC)和玉米芯生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(CCC),并研究这两种吸附剂对水中Pb²⁺和Cu²⁺的吸附性能,同时利用实际含多种金属离子的地下水对所制备的材料进行实验,以评估其实际应用潜能。比表面积仪(BET)分析表征显示,CCC相比PSC的比表面积和平均孔径更大,两种吸附剂在pH 4～7范围内均表现出稳定的吸附性能。循环5个周期后,两种吸附剂仍对Pb²⁺和Cu²⁺的去除率保持在85%以上,表现出良好的循环利用性能。CCC对Pb⁽²⁺)和Cu²⁺的最大吸附容量分别为169.10mg/g和18.69mg/g,均大于P...     

来自大别山深成侵入岩图像深度迁移学习的可解释性研究

岩石图像识别是以深度学习为代表的感知智能在地质领域的典型应用场景。已有研究显示网络结构简单的深度卷积神经网络能够在岩石图像上取得比复杂网络结构高的分类准确率。这与ImageNet数据集上网络结构越深越好的趋势相悖。如何解释这一现象？深成侵入岩为显晶质,自形—半自形粒状结构,块状构造,其分类的依据是其矿物成分及相对含量。大别山地区岩浆活动广泛,中生代深成侵入岩广泛出露。岩石类型包括超镁铁质岩类、辉长岩类、闪长岩类、正长岩类、二长岩类和花岗岩类,基本覆盖IUGS推荐的深成侵入岩分类方案中的岩石类型。选取大别山地区中生代深成岩图像开展不同网络结构预训练模型迁移学习对比试验,能够专注于深度学习对矿物成分特征的学习解释,降低构造因素的影响。借助局部可理解的模型解释技术和特征图可视化技术,分别从全连接层分类决策区域可视化和卷积隐层可视化两方面对深度学习模型开展可解释性研究。结果表明简单网络结构的卷积神经网络能够提取不同矿物所表现出的颜色特征以及不同矿物组合所表现出的纹理特征。AlexNet模型的削减试验进一步证明：对于岩石图像深度学习,网络结构并不总是越深越好。     

黔北上二叠统底部发现REY、Nb、Zr和Li等关键金属异常富集层

在黔北上二叠统底部铁铝质黏土岩、下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中发现其富集稀土、铌、锆和锂等关键金属元素,其中铁铝质黏土岩REY、Nb、Zr和Li平均含量分别为807×10^-6、143×10^-6、1107×10^-6、375×10^-6,下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中REY、Nb、Zr和Li平均含量为分别为555×10^-6、104×10^-6、786×10^-6、116×10^-6。显示出该区域该层位具有关键金属矿床良好的找矿前景。     

蒙古阿尔泰哈勒赞布勒格泰碱性岩有关的Zr-Nb-Ta-REE矿床地质特征、地球化学与成因初探SCIEI北大核心CSCD

哈勒赞布勒格泰稀有稀土矿床产出于蒙古国阿尔泰地区,是一处与碱性杂岩体有关的超大型Zr-Nb-Ta-REE矿床。该杂岩体具有多期次侵位和多岩相的特征,主要由含钠铁闪石和霓石的碱长正长岩、英碱正长岩、碱长花岗岩、蚀变碱长花岗岩和碱长花岗伟晶岩等组成,并被碱性辉长岩和辉绿岩侵入。其中,蚀变碱长花岗岩发生了全岩Zr、Nb、Ta和REE矿化,并具有广泛的热液交代特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,该杂岩体中的长英质碱性岩和基性碱性岩具有相似的侵位年龄,均为~400Ma,侵入于~463Ma的黑云母正长花岗岩中。主微量元素地球化学研究显示,该杂岩体具有强过碱性的特征。岩浆演化主要受到碱性长石分异的控制,使硅逐渐聚集于晚期粒间熔体之中,并逐渐演化为英碱正长岩和碱长花岗岩。这个过程使岩浆的过碱性特征不断加强,也使钠铁闪石和霓石逐渐富集。杂岩体的岩浆演化经历了一定程度的锆石、富集稀土的磷灰石、独居石和磷钇矿以及富集Nb的异性石的分异,使Zr、Nb、Ta和REE等成矿元素在岩浆的演化过程中没有得到显著的富集,因此岩浆的演化并非是该杂岩体中稀有稀土元素发生矿化的关键因素。在蚀变碱长花岗岩的石英、碱性长石和钠铁闪石中,普遍发育顺着晶格生长的“雪球状”钠长石,是碱性花岗质共结岩浆演化晚期流体发生周期性饱和并释放,造成Ab周期性过饱和而沉淀的结果。流体的周期性过饱和及释放萃取成矿元素并汇聚于蚀变碱长花岗岩,造成其Zr、Nb、Ta和REE等元素与硅含量相似但未发生蚀变的碱长花岗岩相比富集了近10倍,因此这是发生矿化的根本原因。     

附加黏弹性阻尼与金属阻尼耗能的自复位墙结构抗震性能对比分析

相对传统结构,自复位墙结构在地震作用下具有更大的变形能力且几乎无残余位移,但其耗能能力较弱,需采用附加阻尼来增加整体耗能.目前,金属阻尼器已广泛用于自复位墙结构,其可显著减小结构大震下的地震响应,但小震下的位移和加速度减震效果不佳.因此,将小变形下即可耗能的黏弹性阻尼器应用于自复位墙结构中.设计一幢10层自复位墙结构,分别采用黏弹性阻尼器和 U 型金属阻尼器作为附加耗能构件,通过弹塑性时程分析对比采用两种耗能机制的结构地震响应.结果表明,黏弹性阻尼器可显著减小自复位墙结构在小震下的位移和加速度响应;U 型金属阻尼器在中震下开始耗能,在大震和巨震下,其减震效果会超越黏弹性阻尼器.因此,为进一步优化自复位墙结构在不同水准地震作用下的抗震性能,建议结合阻尼器的特点进行合理设计.     

剪切屈服型可更换耗能梁的抗震性能研究

针对传统结构震后修复能力不足,带可更换构件的混合框架结构体系在地震作用下,可更换耗能构件集中损伤和耗散地震能量,保护其他构件不损伤或轻微损伤,更换损伤的耗能构件,即可实现结构预定功能震后可恢复。通过3个可更换耗能梁试件,研究其抗震性能。在此基础上,通过SAP2000有限元建模,对带可更换构件的混合框架结构进行非线性分析,研究整体结构体系的屈服机制、承载力和可更换耗能构件的可更换性能。结果表明:试件均发生剪切屈服型破坏,破坏特征包括腹板－加劲肋焊缝撕裂、腹板屈曲和腹板撕裂。各试件的滞回曲线非常饱满,具有优异的承载能力、变形能力和耗能能力;在地震作用下,带可更换构件的混合框架结构体系中各构件能够实现良好的有序屈服机制,可更换耗能构件具有较好的可更换性。