mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于经验模态分解和深度卷积神经网络的行星齿轮箱故障诊断方法

行星齿轮箱振动信号具有非平稳特性,需要一定的先验知识和诊断专业知识设计和解释特征从而实现故障诊断.为了实现行星齿轮箱的智能诊断,提出一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)和深度卷积神经网络(Deep convolutional neural network, DCNN)的智能故障诊断方法.首先对振动信号进行经验模态分解得到内禀模式函数(Intrinsic mode function, IMF);然后利用DCNN融合特征信息明显的IMF分量,并自动提取特征;最后,将特征用于分类器分类识别,从而实现行星齿轮箱故障诊断的自动化.试验结果表明:该方法能准确、有效地对行星齿轮箱的工作状态和故障类型进行分类.
基于有向加权网络模型的复杂产品多源设计变更传播路径优化

提出一种基于有向加权网络模型的复杂产品多源设计变更路径优化方法.首先,以零部件为节点,零部件之间的物理连接关系为边构建复杂产品结构的有向网络模型.采用Linkrank算法计算零部件连接重要度,考虑节点出度和入度定义变更传播指数,进而结合设计任务执行时间及变更传播概率计算变更传播强度(Change propagation intensity, CPI),并以此作为边的权重,建立变更分析网络模型.其次,选取多个零件作为多个变更源,通过改进的蚁群算法对复杂产品多源设计变更搜索累积变更传播强度最小的最优传播路径.最后,以某型号直流电钻行星轮齿轮箱多源设计变更为例验证了方法的可行性和有效性.
地铁车辆轴箱吊耳断裂机理和试验研究

地铁车辆在正常运营过程中发生轴箱吊耳断裂问题,采用有限元分析方法和线路试验开展断裂机理研究,并对吊耳振动水平进行评估.通过分析振动激扰源和结构响应特性,确定断裂原因和提出解决方案并进行试验验证.仿真表明吊耳第一阶固有模态为横向弯曲,主频约260 Hz;吊耳根部内圆弧处为强度薄弱点,与现场裂纹位置吻合.试验表明轴箱体、吊耳振动水平与线路区间相关,钢轨波磨是导致车辆振动水平激增的主因,波长61.5 mm;钢轨波磨波长、车辆常用速度共同作用导致波磨频率在吊耳固有模态频带内,导致结构共振从而引发疲劳破坏,提出钢轨打磨、优化吊耳结构设计和使用管理条件等解决措施.开展钢轨打磨效果验证性试验,表明钢轨打磨可显著降低吊耳加速度水平,使结构应力降低50%以上,但部分线路仍存在轻微波磨,可根据车辆振动数据特征对波磨路段进行定位从而再次进行打磨.
艾滋病患者肠黏膜病变临床病理特点及其与CD4阳性T淋巴细胞的相关性

目的观察艾滋病患者肠黏膜不同机会性感染及肿瘤的病理组织学特点,并探讨不同病变与CD4~+T淋巴细胞水平的相关性。方法收集首都医科大学附属北京地坛医院2010至2018年临床诊断艾滋病并有腹痛、腹泻、便血等胃肠道症状的263例患者的结肠黏膜活检标本,患者中男性232例,女性31例,年龄10 ~ 81岁,平均年龄(40±13)岁。分别进行HE染色、组织化学特殊染色、免疫组织化学染色、原位杂交检测不同的机会性感染病原体、肿瘤及CD4~+T淋巴细胞的表达;同时取外周血进行CD4~+T淋巴细胞、CD8~+T淋巴细胞、人免疫缺陷病毒(HIV)病毒载量、血常规相关指标检测。结果263例肠黏膜活检标本均通过病理检查得到确诊,最多见的为非特异性炎性病变175例(66.5%),检测出病原体感染41例(15.6%),包括巨细胞病毒(CMV)感染20例(7.6%)、分枝杆菌感染12例(4.6%)、阿米巴原虫感染8例(3.0%)、马尔尼菲蓝状菌感染1例(0.3%);肿瘤性病变41例(15.6%),包括上皮内瘤变25例(9.5%)、腺癌及鳞状细胞癌10例(3.8%)、淋巴瘤6例(2.3%);另有6例(2.3%)溃疡性结肠炎样病变;其中CMV、分枝杆菌与马尔尼菲蓝状菌感染患者外周血CD4~+T淋巴细胞水平均低于200个/µL,外周血CD4~+T淋巴细胞水平(均P<0.01)及肠黏膜CD4~+T淋巴细胞阳性标记指数(均P<0.0l)均显著低于非特异性炎性病变患者;CMV与分枝杆菌感染患者(均P<0.0l)、腺癌及鳞状细胞癌患者(均P<0.05)外周血红细胞、血红蛋白水平均显著低于非特异性炎性病变患者。结论肠黏膜病理活检可明确特异性感染及肿瘤性病变;艾滋病患者肠黏膜最常见的病变是非特异性炎性病变,机会性感染病原体中以CMV感染最多见;肠黏膜CMV、分枝杆菌与马尔尼菲蓝状菌感染均与外周血及肠黏膜CD4~+T淋巴细胞水平下降有关;阿米巴原虫感染、结肠上皮内瘤变、腺癌及鳞状细胞癌等非HIV相关肿瘤性病变与艾滋病免疫功能改变无关。
环形阵列艾里涡旋光束的自聚焦特性

理论上提出并实验制备了一种环形阵列艾里涡旋光束(CAAVB),该CAAVB由按环形阵列分布的多个艾里光形成,并具有自聚焦特性。通过增加艾里光阵列数,能够有效提高自聚焦光束的光场强度。仿真结果表明,在相同的条件下,加载光学涡旋能明显提高CAAVB的自聚焦特性。此外,通过调节环形艾里光阵列的半径来改变光束聚焦的位置,实现对焦距的非机械调节。
含非线性能量汇的简支输液管非线性振动控制研究

论文建立了一个含有非线性能量汇(NES)装置并输运脉动内流的简支输液管道理论模型,研究了NES装置对管道的非线性动力学特性与振动控制的影响.利用Galerkin和龙格库塔法,得到了在含NES和不含NES装置时管道动力学响应的数值结果.研究表明,NES装置能有效地抑制管道振动.通过对比可知,NES对管道系统的稳定性和非线性振动控制有着明显的影响.此外,论文还详细讨论了NES装置相关参数对系统的动力学影响.结果表明,增大NES的弹簧刚度k、阻尼σ和质量比ε有利于管道减振,且最佳安装位置在管道中点.此外,增大阻尼σ能缩小失稳激励频率区域,而其他参数的变化对失稳激励频率区域影响较小.
能谱联合迭代重建在重度肝硬化双低扫描中的应用价值

目的探讨能谱单能量成像联合前后置适应性统计迭代重建-V(ASIR-V)技术对重度肝硬化上腹部双低扫描的应用价值。方法前瞻性收集拟行上腹部增强扫描的肝硬化患者126例,按照随机数表法分为3组,每组42例。其中对照组采用120 kV、420 mg I/kg对比剂含碘量和FBP重建;能谱组和联合组均采用能谱扫描,300 mg I/kg,其中能谱组为60 keV单能量图像联合0前置和40%ASIR-V后置重建获得,联合组40%前置,并根据keV和后置比例,进一步分为2个亚组:50 keV联合50%ASIR-V后置和60 keV联合40%ASIR-V后置。图像客观指标及辐射剂量比较采用方差分析,图像主观指标比较采用秩和检验。结果除门脉期肝实质外,能谱组和联合组的CT值和CNR值较对照组差异有统计学意义(F=4.293 ~13.134,P<0.05),且两两比较,50 keV联合50%ASIR-V后置组高于对照组(q=1.825 ~3.736,P<0.05)。噪声和脏器总体图像质量评分差异无统计学意义,肝血管分支的显示50 keV联合50%ASIR-V后置组高于其余3组(Z=2.793 ~6.328,P<0.05)。联合组的辐射剂量低于能谱组、对照组(q=-4.879~-2.531,P<0.001)。结论能谱单能量成像联合前后置ASIR-V技术在保证图像质量的前提下,对重度肝硬化患者上腹部增强扫描可降低对比剂量和辐射剂量。
优化术前禁食禁饮流程对创伤骨科择期手术患者的影响

目的探讨优化术前禁食禁饮流程对创伤骨科择期手术患者快速康复的影响。方法选取我院创伤骨科2018年1月-6月择期手术患者144例,依据随机数字表法分为试验组75例和对照组69例进行前瞻性对照研究。试验组采用术前禁食禁饮优化流程,根据患者预排手术时间,术前分时段给予麦芽糊精果糖饮品。对照组采用传统的手术前1 d 24:00开始禁食禁饮方案。比较两组主观感受(焦虑、口渴、饥饿、恶心、疲劳、头晕、虚汗及胃部不适)、血糖及不良反应的发生情况。结果术前禁食时间:试验组(7.6±0.9) h,对照组(14.4±5.0) h,两组差异具有统计学意义(P<0.01);术前禁饮时间:试验组(4.5±2.9) h,对照组(14.3±3.9) h,两组差异具有统计学意义(P<0.01)。主观感受方面,试验组围手术期焦虑、口渴和胃部不适情况均优于对照组(P<0.05)。试验组术前1 h血糖值明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。两组均未发生严重不良反应。结论优化术前禁食禁饮流程缩短了患者术前禁食禁饮时间,患者主观感受得到改善,且安全可行。
不同类型重油中碱性氮化合物分子组成及其加氢裂化转化规律

为获得分子水平上不同类型重油碱性氮化合物结构组成,采用超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)等分析手段,对高温煤焦油沥青、石油常压渣油及其悬浮床加氢裂化>500 ℃尾油这4种不同类型的重油进行表征,获得原料及加氢产物的分子组成,揭示碱性氮化合物在加氢过程中的转化规律。研究结果表明,高温焦油沥青中N1类碱性氮化合物主要是二苯并喹啉和三苯并喹啉类化合物,N2类化合物主要是三苯并吡啶吡咯和四苯并吡啶吡咯类化合物。渣油中N1类碱性氮化合物呈现出从喹啉、苯并喹啉至四苯并喹啉类化合物的连续分布状态,N2类化合物主要是苯并吡啶吡咯、二苯并吡啶吡咯类化合物。渣油中N1和N2类化合物的平均缩合度低于高温焦油沥青,但其碳数重心远高于高温焦油沥青,渣油中存在相当一部分高缩合度、长侧链的喹啉类、吡啶吡咯类大分子化合物,这部分物质是渣油中最重质、最难转化的大分子结构之一。加氢裂化过程中,高温焦油沥青中碱性N1类化合物主要发生加氢饱和及烷基侧链断裂反应,N2类化合物缩合度整体下降。渣油加氢尾油中N1类和N2类化合物DBE和碳数重心明显变窄。渣油加氢尾油中难以加氢转化的高缩合度、大分子量的碱性氮化合物较多,据此可推测,其加氢裂化性能低于高温焦油沥青加氢尾油,二次加工过程中会更易于结焦。
考虑孔径分布的低渗透煤层气体渗透率计算模型

渗透率是影响煤层气开发的关键参数之一,采用测井方法可以较为全面的获取储层渗透率,但测井方法求取的渗透率的准确度主要依赖于建立孔隙结构与渗透率关系计算模型。目前渗透率计算模型大都是基于平均孔径所建立的,忽略了孔隙分布特征对渗透率的影响。对于孔隙分布较为均匀的常规储层而言,孔隙分布对渗透率的影响不大,但对于孔隙结构复杂的低渗透煤层而言,孔隙分布对渗透率(尤其是气体渗透率)的影响不容忽视。采用上海纽迈公司生产的MesoMR23-060H-I型核磁共振仪及太原理工大学自主研发的气体渗透率测试仪对山西西山煤田古交区块8号煤孔径分布特征与气体渗透率的关系进行研究,建立了考虑孔径分布的气体渗透率计算模型;比较新模型、基于平均孔径模型所计算的气体渗透率与实测气体渗透率的差异;以孔径分布符合高斯分布为例,研究了孔隙分布特征对气体渗透率的影响。研究结果表明:在考虑孔径分布的影响后,考虑孔径分布气体渗透率计算模型计算结果与实测值符合度较基于平均孔径计算结果符合度更好;当孔隙分布满足高斯分布时,孔隙率、气体压力和分布期望相同的低渗透煤样,标准差越大,孔隙结构越复杂,气体渗透率越大,与基于平均孔径所计算的气体渗透率差异越大,当标准差从0.05增加到0.18时考虑孔径分布计算的气体渗透率由3.97×10~(-15)m~2变为4.2×10~(-15)m~2,变化幅度达10.7%,考虑孔径分布模型与基于平均孔径模型计算气体渗透率结果的差异率由0.97%变为11.78%;孔隙率、气体压力和标准差相同的低渗透煤样,分布期望值越大,气体渗透率越大,与基于平均孔径所计算的气测渗透率差异越小,当期望由0.35变为0.55时,考虑孔径分布计算的气体渗透率由2.18×10~(-15)m~2变为4.86×10~(-15)m~2,变化幅度达123%;在计算孔隙结构较为复杂的低渗透煤储层渗透率时,新模型可以更为准确的计算低渗透煤储层气体渗透率。
沁水盆地南部高煤阶煤层气水平井地质适应性探讨

沁水盆地南部煤层气水平井开发10 a实践表明,相同地质条件下不同类型水平井开发效果存在较大差异,亟需就水平井开发地质适应性进行深入研究。基于樊庄一郑庄区块水平井开发现状,通过生产数据统计分析,结合煤矿井下观察和室内实验,研究了水平井完井方式、储层改造方式的地质适应性。结果表明,地应力大小、方向和煤体结构决定水平井完井方式。水平井完井方式主要包括裸眼完井、套管或筛管完井等,在保证水平井井眼稳定的前提下采用裸眼完井经济效益最好。但埋深超过600 m时,煤岩承受的垂向应力大于抗压强度,裸眼水平井易垮塌,应使用筛管、套管完井;当埋深为600~700 m时,筛管水平井产量可达3 000 m~3/d以上,可用筛管完井;当埋深大于700 m,需要进行压裂,用套管完井。水平井井眼走向与煤层最大水平主应力方向之间夹角越小,井眼受到的有效应力越大,裸眼井眼越容易变形垮塌,应采用筛管、套管完井,当水平井井眼走向垂直于煤层最大水平主应力方向时,裸眼水平井产量最高,可以采用裸眼水平井完井。水平井井眼穿过碎粒、糜棱煤发育区,裸眼井眼易垮塌,裸眼水平井平均单井产气量仅1 000 m~3/d左右,而筛管水平井可以达到4 500 m~3/d左右,应采用筛管完井。煤层微观裂缝发育程度和垂向非均质性决定水平井是否需要压裂,微观裂缝发育程度可以用裂缝指数定量表征。当裂缝指数高于100时,筛管水平井产量一般高于3 000 m~3/d,开发效果较好;当裂缝指数低于100时,储层渗透性差,单井控制面积小,筛管水平井产量低于1 000 m~3/d,分段压裂后储层渗透率提高,产量达到7 000 m~3/d以上。煤层垂向上存在局部裂缝指数小于100的低渗层时,气体垂向渗流阻力大,筛管井产气效果差,需进行分段压裂,分段压裂水平井产量可达到8 000 m~3/d以上。
煤炭自然发火介尺度分析:从表征体元宏观模型到孔隙微观模型

煤炭自然发火存在明显的介尺度特性,应用介尺度科学理论将煤炭自然发火的微观反应机理与宏观变化特征相关联,有助于推进煤自燃领域的深入研究。首先分析了单煤颗粒、煤颗粒聚团及煤堆3个尺度的区别及相互联系,指出尺度之间正确的信息传递是多尺度模拟的前提,煤自燃领域尺度信息传递的主要方式是“尺度上联”。从数学建模角度提出煤颗粒聚团的本质就是煤堆的表征体元,以表征体元为最小单位的表征体元尺度数值模拟是一种忽略聚团内结构变化的基于宏观数学模型的计算方法,相对应的表征体元内考虑单煤颗粒相互影响的孔隙尺度数值模拟是一种基于微观数学模型的计算方法,由此明确了煤自燃研究中介尺度II所在的堆积态煤体层次的物理过程与数学概念。其次基于表征体元尺度的定义,考虑瞬时孔隙率和高温辐射换热特征,建立了连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和浓度方程,简述了求解过程,指出需要由孔隙尺度模型获取的参数有孔隙率、渗透率、对流换热系数等。接着论述了基于格子玻尔兹曼方程、考虑内部孔隙结构的孔隙尺度微观模型,并用实例展示了采用工业CT技术获取煤岩体孔隙物理结构、3维数字重构及表征体元提取的步骤。最后利用不同尺度之间参数的本构关系,提出从孔隙尺度获取宏观控制方程中孔隙率、渗透率、惯性系数和对流换热系数的尺度上联方法,从数学上实现了孔隙尺度微观模型到表征体元尺度宏观模型之间的信息传递,从而完成了从孔隙尺度到表征体元尺度的多’尺度物理建模和数学建模。
软硬煤复合的煤层气水平井分段压裂技术及应用

针对软硬煤复合煤层的煤层气抽采效率低、煤层纵向剖面上抽采不均衡等问题,为了实现大面积快速、整体高效抽采煤层气,以沁水盆地赵庄井田3号煤层为例,对软硬煤分层特征进行精细评价,优化了软硬煤复合煤层中的局部硬煤段,研究了硬煤层中不固井水平井分段压裂开发煤层气技术方法,在对水平井压裂裂缝扩展规律研究的基础上,研究了分段压裂水平井开发煤层气技术对策。研究结果表明:3号煤层软硬煤结构分层明显,软硬煤存在明显的自然伽马和电阻率测井响应特征;硬煤层中水平井压裂能形成一条复杂不规则的垂直裂缝,裂缝易于沿脆性较强的顶板岩层扩展延伸,裂缝能够扩展延伸进入软煤层,提高软硬煤的压裂增产效果;硬煤层中水平井位置和压裂施工排量是影响裂缝扩展效果的两个因素,压裂施工排量影响程度较大、水平井位置影响程度较小。针对这一特点,进一步研究了硬煤层中不固井水平井分段压裂开发煤层气4个关键技术:①水平井射孔、压裂段优选工艺技术;②油管拖动大排量水力喷射防窜流工艺技术;③“大排量、大规模、中砂比”的段塞式清水携砂压裂工艺技术;④气/水分井同步生产精细化排水采气技术。工程试验证明,该技术能大幅度提高煤层气水平井单井产量,突破了软硬煤复合煤层低产技术瓶颈,为软硬煤复合煤层的煤矿区煤层气抽采和瓦斯灾害治理提供了技术途径。
等幅循环加载岩石变形局部化带位移演化规律

岩石是一种非均质天然工程材料,在工程中往往处于一种循环往复加载状态之中,研究循环加载过程中岩石的变形局部化演化规律,为岩土工程结构的稳定性提供理论支持。将循环加载简化为等幅循环和分级等幅循环2种加载条件,开展红砂岩试件的2种循环加载方式下的实验研究,采用CCD (Charge-Coupled Device)相机对试验过程中试件的变形图像进行采集,基于数字散斑相关方法分析了等幅循环加载过程中试件变形局部化带位移演化规律。分析发现:循环加载全过程中,局部化带位移随加卸载应力呈现波动上升变化;相对于加载应力的变化,位移演化存在时间滞后性,且随着循环次数的增加位移存在明显的累积效应。循环加卸载过程中,局部化带位移顶点相对于加载应力顶点的滞后时间数值于循环前期呈平稳波动、循环后期呈上升波动;局部化带位移底点相对于卸载应力底点的滞后时间数值随循环次数的增加呈现平稳波动。整个循环过程中,当加载或卸载到同一应力水平时,局部化带的位移随着循环次数的增加而增大;每次循环过程中的同一应力水平下,卸载过程的位移数值大于加载过程的位移数值。随着循环次数的增加,局部化带位移存在明显的缓慢演化阶段和加速演化阶段。在试件破坏前,卸载底点处的局部化带位移值明显趋近于加载顶点处的局部化位移值,该局部化带位移演化特征可以作为循环加载过程中岩石试件或结构失稳破坏的一个前兆信息。研究可为循环荷载下的岩土工程材料或结构的失稳破坏提供新的特征力学监测量,即在某一特定应力环境中,当低应力状态的变形量值与相对高应力状态的变形量值都随时间发生增大且低应力对应的变形量值增加速率明显大于高应力对应的变形量值增加速率时,岩土材料或结构将会发生失稳破坏。
煤炭开采与岩层运动

采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础科学问题,对这些规律的认识将提高煤炭开采的科学性。由于采动岩层运动的复杂性,至今仍然有很多问题没有解决。介绍了采动覆岩运动的块体结构形式、岩层运动对工作面空间维护的影响、岩层运动对覆岩裂隙演化与地下水和地表沉陷等环境问题的影响、岩层运动对采动应力场影响等方面的研究进展与存在的主要问题,明确了岩层运动研究的重点和方向。结果表明:采动岩层运动是一种坚硬岩层破断前的应力集中和破断后形成块体的力学行为,坚硬岩层的破断和块体运动具有突变和不连续性,破断块体互相咬合可能形成“大变形”结构,块体咬合结构的S-R稳定性将对矿压显现、采动裂隙和地表沉陷等产生重要影响。岩层运动是一个“黑箱”,目前仅仅在控制原理上得到解释,达到“灰箱”程度。因此,岩层控制在很多场合只能是“宏观”控制。“砌体梁”结构力学模型的建立明确了支护原理和支架工作阻力估算原则。一般情况下,按照4~8倍采高岩柱自重估算支架工作阻力可以满足工程需要,在大采高或薄直接顶、浅部开采、特殊压架条件等情况下支架工作阻力估算应采用上限,个别条件下单纯提高支架阻力仍无法彻底解决压架问题,还需配套实施相关工程措施加以防范。根据覆岩关键层破断块体结构的稳定性,将我国不同表土层条件下的地表沉陷划分为3种类型,提出应根据地表沉陷的不同类型进行预测、控制与选择复垦方法。关键层的赋存与破断特性对采动应力分布影响显著。目前,由于应力集中引起的事故比瓦斯事故更难以预防,为此,深部和构造应力集中区域只能开设试验矿井。
锂电三元正极材料前驱体的研究进展

总结了三元正极材料前驱体结构设计和制备工艺的研究进展,指出合理的前驱体结构设计并结合合理制备工艺,可以改善正极材料电化学性能,得到性能优异的正极材料,从而满足高性能电池的使用要求。
氟离子在脱硫石膏表面的吸附转化行为及高浓度含氟废水净化技术

以烟气脱硫(FGD)石膏作为除氟剂,通过沉淀法去除高浓度含氟废水中的氟离子,并对FGD石膏除氟机理进行了探讨。单因素条件实验结果表明,在FGD石膏用量10.744 g/L、PH = 7、反应时间30 min、反应温度25 ℃的最佳实验条件下,含氟废水的F~-浓度可从1 500 mg/L降至89.13 mg/L,除氟率可达94.06%。溶液化学分析结果表明,当溶液PH = 5~11时,溶液中Ca~(2+)与F~-的浓度较高,而CaF_2的溶解度较小,FGD石膏在溶液中释放出的Ca~(2+)与F~-结合生成难溶的CaF_2沉淀,从而将F~-从溶液中去除。XRD、SEM-EDS等结果表明,反应生成的难溶CaF_2以壳状形式均匀稳定地包裹在FGD石膏表面,从而实现高浓度含氟废水的净化。
某尾矿预富集-磁化焙烧-磁选工艺试验研究

采用“预富集-磁化焙烧-磁选工艺”对某赤铁矿尾矿进行了选别试验研究。在一段磨矿细度-0.074 mm粒级含量90%,二段磨矿细度-0.025 mm粒级含量90%条件下,获得了精矿品位65.82%、产率9.63%、金属回收率55.21%、尾矿品位5.69%的选别指标,实现了对赤铁矿尾矿中铁矿物的有效回收。
含碳铅银矿选矿工艺研究

针对云南大理某含碳铅银矿石,采用先浮选脱碳后浮选铅银矿物的优先浮选工艺,闭路试验获得了铅品位3.09%、银品位40.25 g/t,铅损失率1.94%、银损失率2.12%的碳产品及铅品位63.68%、银品位753.66 g/t,铅回收率94.84%、银回收率94.05%的铅精矿。有价元素铅和银得到了很好地回收。
开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳细观机制研究

为揭示开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳的细观机制,以盘龙铅锌矿采场间柱破裂为原型,运用PFC2D对其破坏机理进行反演分析,建立基于声发射累计数的尖点突变失稳判别模型。研究结果表明:采空区上方形成压力拱,拱内岩体自重转移到附近围岩和矿柱,产生应力集中;矿柱受压逐渐产生损伤,其损伤破裂失稳演化过程分为3个阶段:弹性阶段、屈服阶段、失效阶段;矿柱内部以拉裂纹为主,细观破坏形式主要为拉伸破坏,宏观表现为剪切滑移破坏。经验证,基于声发射累计数的尖点突变模型能够有效判别矿柱失稳状态。
利用R语言半自动化提取河流阶地———以米家山黄河阶地为例

构造活跃地区阶地的发育对于分析不同时间域下的构造变形或气候作用具有重要意义。因此,如何利用有效的定量方法提取和精细刻画这类地貌特征显得极为重要。R语言是一种集统计分析和图形显示于一体的优秀编程语言,目前已被广泛应用于医学、生物学等领域,但尚未应用于地质与地貌学领域。文中以海原断裂带景泰—哈思山段的米家山东侧保存较好的多级黄河河流阶地为研究目标,初步尝试基于R语言对SfM技术获取的高精度地形数据进行分析和可视化,完成了对米家山黄河阶地的半自动提取,共划分出20级河流阶地,同时揭示出较年轻的阶地具有较好的连续性和延伸性,而较老阶地的连续性和延伸性则相对较差,且老阶地变形逐渐趋于明显,阶地年龄越老,其似半抛物线形态的翘曲越明显,反映了米家山东侧多级阶地形成后的不同演化历史。此次试验结果表明R语言有望成为高精度地形数据分析和可视化的有效工具。
热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析

开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一。碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点。本研究利用维生素B12 ( VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管( CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料。对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析。结果表明,CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应( ORR)电催化活性。动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt /C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂。
甲磺酸阿帕替尼调控Ras/Raf/MEK/ERK和JAK2/STAT3信号通路影响食管癌细胞增殖迁移凋亡和荷瘤鼠移植瘤生长的机制

目的探讨阿帕替尼对食管癌细胞生物学功能、食管癌裸鼠移植瘤生长情况的影响及其机制。方法采用2.5、5、10、20、40 µmol/L阿帕替尼处理食管癌细胞KYSE-150和ECA-109,采用四甲基偶氮唑蓝法检测食管癌细胞的增殖活性,采用Transwell小室法检测食管癌细胞的迁移能力,采用克隆形成法检测食管癌细胞的克隆形成率,采用流式细胞术检测阿帕替尼对细胞周期和细胞凋亡的影响,采用实时荧光定量PCR法检测食管癌细胞中血管内皮细胞生长因子(VEGF) mRNA和VEGF受体2(VEGFR-2) mRNA的表达,采用酶联免疫吸附法检测食管癌细胞上清液中VEGF浓度,采用Western blot法检测正常培养条件下和VEGF刺激下食管癌细胞中MEK、ERK、磷酸化MEK (p-MEK)、磷酸化ERK (p-ERK) JAK2、STAT3和磷酸化STAT3(p-STAT3)的表达。建立人食管鳞癌裸鼠移植瘤模型,采用随机数字表法随机分为健康对照组、250 mg阿帕替尼组和500 mg阿帕替尼组,计算肿瘤抑制率,采用免疫组化法检测移植瘤瘤组织中VEGF和VEGFR-2的表达。结果20、40 µmol/L阿帕替尼处理细胞24 h后,KYSE-150细胞的迁移数分别为(428.67 ±4.16)个和(286.67±1.53)个,ECA-109细胞的迁移数分别为(1123.67±70.00)个和(477.33±26.84)个,均低于空白对照组[分别为(874.67±22.75)个和(1 749.67±65.77)个],差异均有统计学意义(均P<0.05)。10、20、40 µmol/L阿帕替尼处理细胞7 d后,KYSE-150细胞的克隆形成率分别为(65.12± 25.48)%、(58.19±24.73)%和(29.10±22.40)%,ECA-109细胞的克隆形成率分别为(70.61 ± 15.14)%、(61.12± 17.21)%和(43.09± 11.13)%,均低于空白对照组(100%),差异均有统计学意义(均P<0.05)。KYSE-150细胞中,20 µmol/L阿帕替尼组的G2/M期细胞比例和凋亡率分别为(26.27±3.30)%和(15.65± 1.54)%,空白对照组分别为(12.14±2.13)%和(3.49±0.74)%,差异均有统计学意义(均P<0.05)。ECA-109细胞中,20 µmol/L阿帕替尼组细胞的G2/M期细胞比例和凋亡率分别为(22.64±2.36)%和(49.26±1.62)%,空白对照组分别为(3.44±0.57)%和(6.31±1.43)%,差异均有统计学意义(均P<0.05)。20、40 µmol/L阿帕替尼抑制后,KYSE-150细胞中VEGF mRNA的相对表达水平分别为42.57±10.43和25.69±1.24;VEGFR-2 mRNA的相对表达水平分别为36.09±10.82和13.99±6.54,均低于空白对照组(100.00± 0.00),差异均有统计学意义(均P<0.05)。20、40 µmol/L阿帕替尼抑制后,ECA-109细胞中VEGF mRNA的相对表达水平分别为75.68±9.37和20.11±3.45;VEGFR-2 mRNA的相对表达水平分别为17.24±9.52和7.77±3.89,均低于空白对照组(100.00±0.00),差异均有统计学意义(均P<0.05)。20、40 µmol/L阿帕替尼处理后,KYSE-150细胞中VEGF的浓度分别为(766.48±114.27)pg/ml和(497.40± 102.18)pg/ml,均低于空白对照组[(967.41±57.75)pg/ml],差异均有统计学意义(均P<0.05);20、40 µmol/L阿帕替尼处理后,ECA-109细胞中VEGF的浓度分别为(675.21 ±46.69) pg/ml和(598.95± 47.60)pg/ml,均低于空白对照组[(980.68±91.74) pg/ml],差异均有统计学意义(均P<0.05)。40 µmol/L阿帕替尼作用72 h后,KYSE-150细胞中p-MEK和p-ERK的相对表达水平分别为0.49±0.05和0.28±0.03,均低于空白对照组(分别为1.23±0.19和0.66±0.07),差异均有统计学意义(均P< 0.05);40 µmol/L阿帕替尼处理后,ECA-109细胞中p-MEK和p-ERK的相对表达水平分别为0.63± 0.03和1.22±0.15,均低于空白对照组(分别为1.03±0.20和1.76±0.20),差异均有统计学意义(均P< 0.05)。20 µmol/L阿帕替尼处理后,KYSE-150细胞中STAT3和p-STAT3蛋白的相对表达水平分别为0.62±0.09和0.36±0.13,空白对照组分别为0.96±0.15和0.85±0.16,差异均有统计学意义(均P< 0.05)。250 mg阿帕替尼组和500 mg阿帕替尼组食管癌荷瘤裸鼠的抑瘤率分别为29.25%和19.96%,健康对照组、250 mg阿帕替尼组和500 mg阿帕替尼组裸鼠移植瘤组织中VEGF的浓度分别为(25.11± 4.12)pg/ml、(16.40±2.81)pg/ml和(15.04±4.88)pg/ml,差异无统计学意义(P>0.05)。结论阿帕替尼可诱导食管癌细胞KYSE-150和ECA-109的凋亡而抑制其增殖、迁移和克隆形成,并抑制食管癌裸鼠移植瘤生长,其机制可能与VEGF相关通路Ras/Raf/MEK/ERK和JAK2/STAT3密切相关。
自身免疫性脑炎相关的快速进展性痴呆诊治进展

自身免疫性脑炎(autoimmune encephalitis,AE)是快速进展性痴呆的重要可治性病因,早期诊断及治疗是改善预后的关键。本文主要从流行病学、发病机制、诊治方面对AE导致的快速进展性痴呆进行总结。
利用碳碳叁键断裂重组反应合成2,4,4-三氯萘-1(4H)-酮衍生物

以炔烃-联烯酮为原料,水作为亲核试剂,通过N-氯代丁二酰亚胺(NCS)介导的[2+2]环加成和碳碳叁键断裂重组反应合成了18个2,4,4-三氯萘-1(4H)-酮衍生物,产率为55%~88%.所得产物的结构经NMR和IR以及HRMS等表征,其中目标产物2e的结构经X单晶分析确认.该反应条件温和、操作简单、无需金属催化剂且产率良好,为合成官能化的1-萘酮衍生物提供了一种新的高效的合成策略.
金属催化剂催化醇和胺直接偶联制备亚胺的研究进展

亚胺又称席夫碱,广泛存在于天然产物、生物活性化合物和药物等分子结构中.亚胺中的C=N双键具有较高的反应活性,可作为氮源应用于不同类型的反应中,因此在生物、医药、染料和材料等方面都有重要应用.金属催化剂催化醇胺直接偶联制备亚胺因具有原子经济性高、绿色环保等优点,近年来获得了广泛关注并取得了重要进展.系统地总结和评述了近年来金属催化剂催化醇和胺直接偶联制备亚胺反应的研究进展,并对其未来发展方向进行了展望.
基于SPOC+Problem orientation的环境微生物学混合式教学设计与初探

环境微生物学是高校本科环境类专业的重要专业课程,针对该课程在传统教学中存在的问题,以智慧教学工具雨课堂为平台,将小规模限制性在线课程(Small private online course,SPOC)和问题导向(Problem orientation)引入到环境微生物学课程教学,构建线上和线下相结合的混合式教学模式.该教学模式主要由线上和线下教学内容制订、线上和线下教学实施和教学效果考核、评价及反馈3部分组成.该教学模式以学生为主体,以问题为导向,充分激发学生的学习兴趣,赋予学生更多的个性化体验,增强理论课程教学的互动性.初步教学实践表明,SPOC和Problem orientation的有机结合行之有效,能有效提高教学质量和教学效果.该混合式教学模式有助于培养具备环境微生物专业知识和技能的环保领域创新型人才,也可为其它课程教学质量的提高提供参考.
温郁金内生拮抗细菌B-11的分离及其抑菌活性

【背景】植物内生菌广泛分布在自然界中,具有巨大的潜在开发与应用价值.【目的】对温郁金内生细菌进行分离鉴定,并从中筛选出具有生防潜能的菌株.【方法】采用常规组织分离法对温郁金根茎内生细菌进行分离并利用16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定;采用平板对峙法以铁皮石斛炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)为供试菌株对温郁金内生细菌进行拮抗菌的筛选;通过形态学鉴定、生理生化鉴定以及16S rRNA基因序列分析,确定拮抗菌株B-11的分类地位;以6个不同属的植物病原真菌为供试菌株对拮抗菌株B-11的抑菌谱进行测定,并研究其对病原菌菌丝的影响;利用特异性平板和MALDI-TOF-MS检测技术对拮抗菌株B-11产生的抑菌物质进行检测;采用离体叶片接种法研究拮抗菌株B-11对铁皮石斛炭疽病菌的防治效果.【结果】从温郁金根茎中分离得到25株内生细菌菌株,这些细菌菌株分属于12个属,其中芽孢杆菌属为优势菌属,占分离菌株的28%;通过初筛获得8株对C. gloeosporioides有抑菌活性的菌株,其中菌株B-11的抑菌活性最强,经鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacllius velezensis);抑菌谱测定发现菌株B-11能够对供试的属于不同属的6种植物病原真菌的菌丝生长具有抑制作用,显微观察发现经对峙培养6 d后这6种病原菌的菌丝体出现畸形膨大、分枝增多等现象;特异性平板检测结果表明拮抗菌株B-11能够产生蛋白酶、β-葡聚糖酶和嗜铁素,但不产生几丁质酶;MALDI-TOF-MS检测结果表明拮抗菌株B-11能够产生伊枯草素、丰源素和表面活性素3种脂肽类抗生素,其中伊枯草素的产量最高;离体叶片接种实验表明,拮抗菌B-11的离心去菌发酵液对铁皮石斛炭疽病的防治效率可达64%.【结论】温郁金根茎含有丰富的内生细菌资源,其内生细菌菌株B-11有潜力作为开发抗真菌代谢物和新药物的重要微生物资源.
掺烧哈密地区高碱煤沾污特性的试验研究

为研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)作为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,并根据锅炉各受热面烟温、汽温的变化情况,推算各受热面的沾污系数。由沾污系数随时间的变化规律推断各受热面的结渣状况,分析比较吹灰前后炉膛出口温度、炉膛各区域温度、各受热面沾污系数的变化情况。结果表明:随着高碱煤掺烧比例的不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,A磨煤机为低碱煤,其余磨煤机为高碱煤。研究根据吹灰前后的结渣、掉渣平衡特性综合判断掺烧方案的可行性,并为吹灰频率提供指导。
综采工作面煤层装备联合虚拟仿真技术构想与实践

当前综采工作面煤层和装备都是分开建模,缺少将两者的运行关系进行融合的方法和案例,导致构建的虚拟生产系统与实际情况偏差过大。利用虚拟现实软件Unity3D的物理仿真引擎,对虚拟装备之间和装备与虚拟煤层之间的相互作用关系进行编译,获得关键的运行信息、特征和状态,目的是实现“煤层+装备”的联合虚拟仿真运行。基于逆向重构技术与Mesh网格碰撞体技术建立由虚拟固有煤层和虚拟实时更新煤层两部分组成的虚拟煤层仿真系统,对装备进行协同仿真,建立装备与煤层虚拟作用模型,研究与煤层底板直接进行作用的装备行为的仿真方法,包括刮板输送机虚拟铺设、液压支架群虚拟支撑和采煤机虚拟截割煤层顶底板。以井下地质探测数据点为基础按循环点和装备点逆向重构出固有煤层,根据采煤机实时前后滚筒截割轨迹对虚拟煤层数据信息进行更新,煤层实时信息也同时反向作用于装备运行,真实再现煤层环境下装备自适应推进过程。该方法将装备与煤层建立可靠的联系,为构建实时运行数据驱动的综采工作面生产系统虚拟镜像提供技术支撑。
近距离煤层群开采工作面瓦斯超限治理技术研究

针对近距离煤层群开采过程中工作面瓦斯浓度频繁超限的问题,以重庆松藻矿区为例测试了煤体孔隙结构和吸附能力,现场对比了裂隙带高位抽采钻孔、高位抽采巷道和采空区抽采钻孔3种方法防治瓦斯超限效果。结果表明:煤体大孔与裂隙不发育,渗透率低,瓦斯预抽效果差,开采卸压导致工作面瓦斯超限。裂隙带高抽巷作用下平均瓦斯抽采量为12.6 m~3 /min,平均瓦斯抽采体积分数为32.75%,与高位抽采钻孔相比分别提高了5倍和2.8倍。采空区抽采钻孔与冒落带连通导致工作面空气进入高抽巷,平均瓦斯抽采体积分数降低至28.19%,抽采量为11.38 m~3 /d。高抽巷方法使工作面尾排瓦斯平均体积分数降低了63.2%,上隅角瓦斯平均体积分数降低了19.6%,杜绝了工作面瓦斯超限事故的发生,单月工作面推进效率平均提高了46.7%,10个月共抽采可直接利用瓦斯441.7万m~3,取得了良好的经济社会效益。
煤矿井下自动化钻机研发关键技术

针对煤矿井下钻机以液压传动、功能实现为主的不足,结合未来钻孔施工“机械化换人,自动化减人”的需求,提出了采用整体式履带布局的自动化井下坑道钻机的设计思路,制定了钻机总体结构与方案,研制了主动钻杆式无卡盘回转器、夹持卸扣装置、自动调角和可控钻进的给进装置、自动加杆装置等关键执行机构,开发了参数监测系统和多功能电液控制系统。在地面进行了实钻试验,单根钻杆从自动加杆到钻进完成耗时约55 s,单根钻杆自动卸杆耗时约50 s,验证了钻机的技术性能,试验结果表明:自动化钻机性能可靠、功能完善、自动化程度高、工人劳动强度低。
煤矿井下随钻测量定向钻进技术与装备现状及展望

煤矿井下近水平定向钻孔可实现超前、区域、精准灾害防治与瓦斯抽采利用,在煤矿地质保障中发挥着重要作用。系统介绍了国内外煤矿井下随钻测量定向钻进技术发展历程与应用现状,对国内定向钻进装备中的钻机、泥浆泵车、防爆型随钻测量系统、包括中心通缆钻杆、螺杆马达和钻头在内的配套钻具、包括滑动定向钻进和复合定向钻进在内的定向钻进工艺技术与套铣打捞工艺技术等关键技术和装备进行了简要分析和总结,对小体积防爆型随钻测量系统中的有线随钻测量系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统、电磁波无线随钻测量系统和地质导向随钻测量系统的功能特点及适用性作了阐述,针对解决提高复杂顶板岩层中定向钻进成孔率、超深孔钻进施工能力和地层适应性等难题,介绍了该成套技术与装备在保德煤矿、龙王沟煤矿和顾桥煤矿进行顺煤层超深定向钻孔和复杂顶板高位定向钻孔的典型现场应用案例。基于成套技术与装备发展现状和现场应用,展望了煤矿井下随钻测量定向钻进技术与装备的发展方向和趋势,指出装备的自动化、信息化和智能化将成为技术攻关的方向与现场重点需求,高效快速钻进的旋转导向钻进系统和大直径定向钻孔将得到现场实践验证。
临汾区块煤层气井提产阶段排采控制研究

为查找出影响临汾区块煤层气高产稳产井和峰后下降井稳产效果差异的原因,分别对高产稳产井和峰后下降井提产阶段的井底压力下降速度、日产气增速等排采控制指标进行了对比分析,首次揭示出了产气速度对煤储层压降扩展的影响机理及在排采控制中的重要性,制定出了临汾区块煤层气井提产阶段的排采参数控制指标与方法。研究表明:峰后下降井稳产效果差的原因在于提产阶段未对井底压力降速和日产气增速进行缓慢控制;产气速度过快,易引起大颗粒煤粉运移造成堵塞,且近井地带煤层中的气相相对渗透率快速增加,水相相对渗透率急剧下降,水的流动阻力增大,影响水的有效排出,造成压降扩展变慢;临汾区块煤层气井提产阶段的压降速度合理值应控制不超过0.01 MPa /d,日产气增速应控制不超过15 m~3 /d为宜,可采用阶梯式稳产、提产交替进行的方式进行提产。
煤矿“短充长采”科学开采模式研究

随着我国煤炭持续高强度开发,开采条件逐渐恶化,传统开采方法带来一系列资源、安全与环境问题。基于“岩层低损伤”,“无煤柱开采”和“固废零排放”的思路,提出了以煤矿井下采区内就近分选矸石为主形成的固体废弃物充填带取代区段煤柱的“短充长采”科学开采构想及其技术原理。探索了“采-选-充-留”关键技术路径,统筹研究解决遗留煤柱的资源浪费、固废排放的环境污染、传统开采的技术瓶颈和深部开采的安全风险等问题。建立了“短充长采”固体废弃物充填带能量缓释理论和低损伤岩层控制理论。阐述了5项关键技术: “短充长采”系统设计方法,井下智能干法轻量模块化分选系统,自成巷前进高效采充技术与装备,沿充填带留巷技术与装备,“短充长采”系统集成控制技术。现场应用结果表明: “短充长采”科学开采模式在葫芦素煤矿和刘庄煤矿井下矸石直接充填能力分别达到200万t /a和100万t /a,利用有限的的固废资源集成解决了煤炭开采的资源、安全和环保问题,可以实现井下无煤柱、地面固废零排放。该模式创新了绿色开采新理论、新技术、新方法,构建了我国新型绿色开采的科学开采体系。
矿井瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型研究

矿井瓦斯浓度监测是瓦斯事故最直接有效的防控手段之一,为提高监测信息的利用效率,提出了一种瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型。首先应用拉伊达准则实现瓦斯浓度监测缺失值构建,其次采用滑动Lagrange插值方法进行缺失值预测,最后基于自回归差分移动平均模型(ARIMA)序贯学习,依据L1范数最小化原则,确定出Lagrange-ARIMA序贯学习窗口合适尺度,进行瓦斯浓度实时预测。实例仿真显示: Lagrange-ARIMA实时预测模型处理瓦斯浓度时间序列缺失值平均误差为1.397%,当序贯学习窗口尺度为85时,预测的瓦斯浓度序列平均绝对误差(MAE)为0.011 8。相比传统ARIMA静态学习模型,建立的Lagrange-ARIMA模型学习窗口尺度降低了90.3%,建模复杂度显著降低,MAE降低了16.3%,预测精度能满足现场需求。
响应曲面法优化矿井三相泡沫防灭火材料配方研究

为了优化三相泡沫防灭火材料的基础配方,基于响应曲面法并利用Design-Expert8.0软件和Box- Behnken组合试验原理,建立泡沫体积与稳定时间的二次回归模型。结果表明:泡沫体积与稳定时间回归模型拒绝原假设的值P均小于0.001,模型建立可靠。在影响泡沫体积性能的各因素交互作用显著性程度中,阴离子型发泡剂SDBS与非离子型发泡剂APG0814的影响最大,粉煤灰与SDBS、粉煤灰与APG0814的影响次之;而对于稳定时间性能的影响,粉煤灰与稳定剂PAM的影响最大,粉煤灰与APG0814、SDBS与APG0814的影响次之。同时,通过模型进行三相泡沫最佳配方的预测,预测结果表明:当SDBS、APG0814、 PAM、粉煤灰的质量分数分别为0.12%、0.09%、2.94%、22.32%时制备的三相泡沫性能最佳,泡沫体积与稳定时间最高可达2 400 mL、21.3 min,较未优化之前三相泡沫性能分别提高了9.6%与8.7%。
温度和应力对砂岩渗透率影响规律研究

岩石的渗透率反映了其通过流体的能力,为了解决砂岩气、页岩气等油气藏开采过程中储层岩石渗透率低,资源开采量少的问题,在太原理工大学自主研发的高温高压真三轴试验机上,模拟研究了页岩气藏储层砂岩在地下深部实际高压状态,探究了真三轴试验状态下砂岩在100~400 ℃下的渗透率演化规律。研究结果表明:砂岩的渗透率在100 ~ 280 ℃内的渗透率变化为缓慢下降,渗透率为10~(-16) ~ 10~(-17) m~2数量级,渗透率在阈值温度280 ℃后,砂岩渗透率增大数倍到数10倍,最高增幅达46倍,在温度340 ℃后渗透率趋于平稳,处于10~(-15) m~2数量级。同时也表明岩石的应力状态对渗透率有直接的影响,相同围压条件下的砂岩,最大主应力大多试件其最大主应力方向上的渗透率在阈值温度前后的增幅越大。
可视化矿山的发展现状及关键技术

可视化矿山的建设是智慧煤矿的重要组成部分。通过总结目前可视化矿山的国内外发展现状,分析了可视化矿山建设存在的若干问题,结合模拟仿真、多场智能监测监控、大数据处理、物联网与互联网+等先进技术手段,提出了可视化矿山的建设应包括数据可视化、模型可视化、场景可视化和沉浸式(CAVE)可视化4个方面。同时,提出了以采矿模拟仿真的可视化矿山建设为基础,自动化和信息化建设为手段,智能化开采为目标的新型采矿研究体系,设计了由设备感知层、网络数据处理层、关键技术应用层和协同管理层构成的系统总体架构,形成了“一个核心(可视化矿山建设为核心) 、多类数据库(数据库是可视化的载体) 、一个标准平台(多信息融合)和一个服务目标(协同管理与决策) ”的技术框架,基于2类3种(文档型和关系型2类,结构化、半结构化和非结构化3种)数据的处理和信息展现,实现4A式(Anyone、Anytime、Anywhere和Anydevice)关联互动平台。根据煤矿生产实践环节,针对矿山作业环境的特殊性和复杂性、安全隐患的不确定性、生产数据多样性与容量巨大性等实际问题,提出8个可视化矿山建设的关键应用技术:三维立体仿真模型、开拓和开采方案设计、矿井风量风速配置、专家决策、动态处理、危险源辨识与预警以及建立数字化集成操作平台,实现各生产环节的信息融合和智能化协同生产,促进煤炭资源的安全绿色开采。
基于参考靶标的线结构光传感器标定

为提高线结构光传感器(LSLS)的标定精度,提出了一种基于平面参考靶标的标定方法。给出了相机坐标系下参考靶标点中心坐标及激光平面方程的计算方法;将参考靶标点中心向激光平面投影,并以左下角投影点为原点建立世界坐标系,得到了靶标点中心像素坐标所对应的世界坐标;采用多项式拟合得到了任意像素点到世界坐标的转换关系,实现了传感器的标定,标定结果仅为多项式的系数,便于存储和使用;对标定误差进行了分析。结果表明,所提方法得到的各测试点与第一个点间距离误差的均方根值为0.0216mm,相对于传统方法减少了22%,所提方法在LSLS高精度标定方面具有一定的优越性。
光强闪烁对空间激光授时抖动的影响

基于多相位屏原理并利用功率谱反演法,建立了光强闪烁对脉冲到达时刻抖动的影响模型,仿真研究了不同接收孔径和不同传输距离条件下脉冲到达时刻抖动的变化规律。仿真结果表明:在孔径接收条件下,脉冲到达时刻抖动呈正偏态分布;采用大孔径接收天线可有效抑制脉冲到达时刻的抖动;与近地端相比,传输距离的变化对远地端脉冲到达时刻抖动的影响较小。搭建了大气湍流引起的脉冲到达时刻抖动的实验平台,采集了经过湍流信道传播的秒脉冲波形,利用门限检测法确定了脉冲到达时刻。实验结果表明,脉冲到达时刻抖动分布与理论分析结果相符。
三江平原湿地开垦对土壤微生物群落结构的影响

过度开垦会导致湿地生态系统的快速退化,湿地土壤微生物能够敏感地反映湿地土壤质量及湿地生态系统功能的演变.为研究土地利用变化对湿地微生物群落结构的影响,以黑龙江抚远三江湿地保护区为研究对象,采集其中的原始泥炭湿地、开垦后改种豆科植物及水稻的3种湿地土壤.采用基于细菌16S rRNA基因的高通量测序技术研究上述土壤细菌的群落结构,并探讨其与土壤环境因子间的关系.结果表明,不同土地利用方式湿地土壤中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)及酸杆菌门(Acidobacteria),但土地利用方式明显改变了湿地土壤细菌属的组成.改种豆科植物土壤中Blastocatella、Coxiella、Rickettsia丰度较高,水稻田土中Massilia、Nitrosomonas、Bradyrhizobium聚集较多,而泥炭湿地中含较高丰度的Rhizomicrobium、Arthrobacter、Bacillus.结合Chao值与Shannon指数,水稻田土微生物多样性高于改种豆科植物土壤及泥炭湿地土壤,而后两种土壤细菌群落多样性则未见明显差异.相关性分析表明,土壤pH及含水率是影响微生物群落组成的重要驱动因子,说明湿地土壤开垦后改变了土壤pH、含水率及土壤养分,从而对微生物群落结构产生影响.
某区生活垃圾焚烧发电厂周边及厂区内土壤中重金属元素的污染特征及评价

为了解与评价生活垃圾焚烧电厂周边土壤重金属元素的污染状况,按照点源扇形布点原则,在生活垃圾焚烧电厂周边和厂区内布点采样,以远离电厂区域为对照点,共采集29个土壤样品,分析检测了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Hg和Pb等10种重金属元素的含量.结果显示,生活垃圾焚烧发电厂周边和厂区内土壤中各重金属元素的含量水平均满足国家《土壤环境质量》(GB 15618-2018)和(GB 36600-2018)中土壤污染风险筛选值要求;仅有Mn、Cu和As的平均含量高于安徽省土壤平均背景值,其中As是背景值的1.03倍,Cu是1.07倍;与对照点对比,Cr、Ni、Cd、Cu和As含量低于对照点,差异有统计学意义(P≤0.05).电厂周边土壤中Hg在空间分布上的差异较明显,其余重金属元素空间分布差异不明显、呈现较均匀,在常年主导下风向和次主导下风向500 m土壤中最高,之后随着距电厂的距离增大而逐渐下降,最后低于对照点的水平.电厂周边和厂区内土壤中各重金属元素的污染程度为轻度污染,内梅罗综合污染指数(PI)为1.1~ 1.2,对照点也为轻度污染(PI为1.5);潜在生态风险为轻微,多种重金属元素的综合潜在生态风险指数(RI)为60.2~ 67.7, Hg和As对RI的贡献率较大,对照点为中等生态危害(RI为116.8).基于主成分分析的结果,综合考虑土壤中各重金属元素的含量和空间分布特征以及相关性分析和聚类分析结果,将10种重金属元素分为3类: ①Ni、Cr、As和Mn; ②Cu、 Zn、Ag、Cd和Pb; ③Hg.其中Ni、Cr、As和Mn来源主要受土壤母质影响; Cu、Zn、Ag、Cd和Pb来源主要受土壤母质和多种人类活动共同影响; Hg则很可能源于生活垃圾焚烧烟气的扩散沉降及其在土壤中的累积.在研究表明,生活垃圾焚烧发电厂周边和厂区内表层土壤中Hg具有独特的环境污染特征,在生活垃圾焚烧发电厂周边的土壤重金属污染调查中, Hg污染应受到重点关注.
城市污水处理系统真核微生物群落特性与地域性差异

城市污水处理厂是控制水污染、保证城市与人类可持续发展的重要设施.真核微生物作为活性污泥系统中不可或缺的一部分,在指示活性污泥性质、预测出水水质、强化净化效果、保障系统稳定运行过程中发挥着重要作用.本研究以来自北京、深圳和无锡的14个城市污水处理厂的61份样品为研究对象,采用18S rDNA高通量测序技术并结合多种生态学及统计学相关分析方法,探讨了活性污泥系统内真核微生物群落特性与地域性差异.结果表明,不同空间尺度下,活性污泥系统内真核微生物群落优势种群组成相似,在Devision水平上,群落优势种群主要由真菌、原生动物(纤毛亚门)和后生动物组成,三者相对丰度之和高达86.22%~ 89.40%.不同城市污水处理厂活性污泥系统内真核微生物多样性存在差异,无锡群落的多样性(丰富度和香农-威纳多样性指数)最高,北京的最低,且3个城市的活性污泥系统内真核微生物群落结构存在显著的地域性差异. partial mantel test和多元回归矩阵分析结果表明,曝气池混合液温度和出水总氮浓度与活性污泥系统内真核微生物群落结构的相关性较强.研究结果深化了对污水处理系统中真核微生物的认识.
土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明: ① 2003~ 2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧. ②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域. ③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大; ④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.
广西高镉异常区水田土壤Cd含量特征及生态风险评价

本研究调查了广西高镉异常区水田土壤中重金属Cd的含量水平,评估其对环境的潜在生态风险.通过初步筛查和详细调查两部分,分批次采集高镉异常区土壤样品共912件,测定土壤Cd含量,并运用单因子污染指数法和潜在风险指数法对水田土壤Cd污染程度及潜在风险进行评价.结果表明: ①初查中自然土壤、水田土壤和旱地土壤Cd几何均值分别为0.915、0.591和0.593 mg·kg~(-1). ②详查中土壤pH为4.6~ 8.7,介于酸性和弱碱性间.若以《土壤环境质量标准》(GB 15618-2018)为标准,平果县、天等县、大新县、隆安县和柳城县水田土壤样点Cd超标严重,融水县水田土壤样点无污染;以土壤基线值为评价标准,田东县、柳城县和融水土壤样点中Cd均为无污染状态;田阳县、平果县、天等县、大新县、隆安县和融安县水田土壤Cd处于轻度-中度污染的比例分别为: 4.2%、3.7%、14.9%、2.6%、7.1%和1.4%. ③9个县市水田土壤中Cd呈现不同级别潜在生态风险.天等县、大新县和隆安县部分水田土壤样点Cd处于高等生态风险,比例为4.3%、 2.6%、2.4%;田阳县、平果县、融安县和柳城县水田土壤Cd表现为中-中高等潜在风险;田东县和融水县处于低潜在生态风险.总体上,研究区水田土壤中Cd整体偏高,长此以往可能会对水稻安全种植产生影响,最终对当地居民产生健康威胁,应引起重视.建议开展对研究区土壤镉生物有效性和水稻镉累积状况研究,以便科学合理地评估其生态风险和健康风险.
生态工程综合治理系统对农业小流域氮磷污染的治理效应

以典型农业小流域———开慧河流域源区为研究对象,基于研究区农业面源污染的主要排放特征,建立以生态湿地为主的小流域面源污染生态工程综合治理系统,重点探讨其对水体氮磷污染物的去除效果.结果表明,畜禽养殖业是开慧河流域源区水体氮磷污染物的主要来源,需要重点防控.组合生态湿地处理工程对农村分散式生活与养殖混合废水总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率为87.1%和90.9%;多级人工湿地拦截工程对农田排水与分散式养殖混合废水TN、TP的平均去除率为85.7%和84.9%;景观型生态湿地净化工程对末端汇水区水体中TN、TP的去除率在27.1%~ 67.4%和13.3%~ 81.5%之间.整个生态工程综合治理系统对流域TN和TP污染物的总拦截量分别为5 292 kg·a~(-1)和1 054 kg·a~(-1),占研究区农业面源TN、TP总污染负荷的35.3%和43.6%.因此,构建的生态工程综合治理系统对流域农业面源氮磷污染具有较好的治理效应,适合在我国南方小流域水环境治理中推广应用.