复采工作面上覆松散煤矸运移规律实验研究

为研究受小窑破坏煤矿复采面上方存在煤柱、空巷、采空区交错排布,复采面上覆煤岩松散运移规律不清导致采出率低的问题.采用实验模拟的方法,模拟煤矸分界线、煤矸颗粒位移和煤柱垮落层的运移过程.研究结果表明:采空区、空巷影响煤矸分界线形态,上位顶煤损失较为严重.煤柱垮落层厚度与放出煤量、放煤时间及回采率具有相关性.研究结论推动了顶煤放出规律的理论研究,对了解顶煤运移规律、优化放煤工艺与参数,实现安全高效开采发挥积极作用.     

DNA纳米技术应用于水环境污染示踪

水环境污染是当前人类社会所面临的严峻挑战之一,阻碍了全球生态环境和社会经济的可持续发展.潜在污染源众多和水文地质条件的复杂性导致对污染源追溯、污染范围界定和污染程度量化等问题的研判十分棘手.针对这些难题,已发展了多种水环境污染物迁移示踪系统,例如离子化合物、有色染料和同位素等,这些示踪系统的应用对水环境污染治理起到了重要的推动作用.近年来,快速发展的基于脱氧核糖核酸(deoxyribo nucleic acid,DNA)纳米技术的示踪方法(DNA示踪技术)逐渐崭露头角,其是应用DNA片段作为特异性标记物进行水环境污染示踪.与已有的示踪技术相比, DNA示踪技术具有示踪剂数量巨大、特异性强、检测灵敏、运移及降解特性可控和环境友好等诸多优势,是极具潜力的新一代示踪技术. DNA示踪技术的研发与应用集成了生物化学、材料科学、环境工程和水文地质等多学科知识,是典型的交叉研究领域.为促进DNA示踪技术体系的长足发展以及水环境污染防治能力的不断增强,本文重点阐述了DNA片段作为水环境污染示踪剂的原理与方法,全面梳理了DNA示踪技术体系的发展脉络,总结探讨了DNA示踪技术在水环境污染示踪研究中的典型...     

不同金属污染物在含钙高岭土中的运移特性试验研究

重金属在土壤中的运移过程极其复杂，土壤的性质和结构不同，对运移也会造成影响.通过将不同浓度的Ca²⁺溶液加入高岭土来模拟真实的含钙土壤，研究高岭土含钙量对Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺运移规律的影响，并分析Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺在含钙高岭土中的运移规律.得出结论：随着高岭土含钙量的增加，Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺的初始穿透时间和运移平衡时间都有不同程度的缩短，其中对Zn²⁺初始穿透和运移平衡时间影响的差距最大，且高岭土对Cu²⁺、Zn²⁺的吸附量都减少，对Pb²⁺的吸附量几乎不变；Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺三种离子中，Pb²⁺达到初始穿透和运移平衡的时间最长且吸附量最大，而Zn^2...     

高速通道压裂过程中支撑剂运移规律研究

高速通道压裂是近年在非常规致密油气资源开采中出现的新技术.为了研究高速通道压裂过程中支撑剂运移规律，基于CFD-DEM方法，建立高速通道压裂三维模型，首先对纤维柱的有无、纤维柱的排列方式和纤维柱尺寸对高速通道形成的影响，并进一步研究压裂液黏度、支撑剂密度对支撑剂运移规律的影响.结果表明：随着纤维加入压裂液中，支撑剂颗粒流速出现差异性变化；由并行排列变为交错排列，支撑颗粒的流速由快变慢，流速较快的颗粒出现在裂缝底部的数目减少；采取纤维柱交错排列方式且纤维柱半径较小，有利于快速形成支撑柱，获得较高的裂缝导流能力；随着压裂液黏度的增大，纤维吸附颗粒数目在不断减少；当压裂液密度为1000 kg/m³时，支撑柱颗粒数目随支撑剂密度的增大而缩减少，而压裂液密度增大为2000 kg/m³时，支撑柱颗粒数目则呈现增大趋势.研究成果丰富了高速通道压裂技术的研究.     

从自然资源中提取锂的研究进展

锂是国家重要的战略储备金属，是许多战略性新兴产业的关键原材料。随着全球电气化的普及和可控核聚变的发展，锂的消费量在近十年有了明显的增长，可以预见的是，其需求量将在未来很长一段时间内持续增长。虽然研究人员已开展了很多从废旧材料中回收锂的研究，但受限于目前市场上锂的总流通量，从自然资源中提取锂仍然是新兴产业快速发展的首选。本文综述了近年来从自然资源中提取锂的技术进展。以锂辉石、锂云母和盐湖卤水为主要锂资源，对现有的提取方法进行了总结，并比较了各种方法的优缺点。锂辉石的转型-熟化法是目前最重要的提锂工艺，然而大量能源和硫酸的消耗仍无法避免。少数企业选择锂云母作为工业生产提锂的原料，但未考虑高价值的铷和铯的综合利用。针对高镁锂比的盐湖卤水，大量研究仅局限于实验室规模，真正落地投产的很少。上述存在的问题急需解决，同时也应着力于开发新兴技术应用于从自然资源中提取锂。本文为未来自然资源提锂工艺的研究、开发、优化和工业应用提供了参考。     

宽垄沟灌肥液入渗水氮运移特性分析及数值模拟

为研究宽垄沟灌肥液(硝酸铵)入渗过程中水氮运移特性，利用HYDRUS-2D模型对不同肥液浓度条件下土壤水力特性参数和溶质运移参数进行数值反演，模拟不同含水率、肥液浓度条件下的水氮运移.结果表明：运用数值反演方法得出的参数具有较高的准确性，可以使用HYDRUS-2D模型模拟沟灌水氮运移；硝态氮易随水分运动、铵态氮更易被土壤吸附；累积入渗量、湿润锋运移距离在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了7.51%和3.98%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了14.36%和9.6%;硝态氮、铵态氮质量分数在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了101.6%和84.62%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了224.7%和176.71%;土壤中硝态氮、铵态氮经过5d再分布后，浅层土壤中的硝态氮、铵态氮质量分...     

墙体涂料层氡运移规律数值模拟研究

为探究涂料对墙体内氡析出的影响,建立了墙体涂料单层多孔介质模型,开展涂料层氡运移特征研究。结果表明:1)其他条件一定时,涂料层内氡浓度与其扩散系数呈负相关,扩散系数为8×10－9 m²/s时,涂料表面氡浓度最少；2)涂料层扩散系数一定时,涂料层内氡积累量与其厚度成正相关,当涂料厚度为4 cm时,氡浓度变化率开始变小达到拐点,此时涂料的控氡性能已基本达到最优状态；3)涂料内浓度分布与涂层厚度具有明显的单指数函数关系。     

潜流带水流特性及氮素运移转化研究进展

为进一步探明潜流带表层沉积物对地表水体的"源汇"关系及季节性转化规律,综合阐述了当前国内外在河道和湖泊潜流带方面的研究进展,包括不同区域潜流带内水流形态及其对氮素运移转化的影响机制、潜流带内部环境变化梯度和温度分布季节性变化对潜流带好氧-厌氧区分布范围及氮素硝化反硝化过程的影响、潜流带中氮素与地表水体的交换特征及季节变化规律,并结合当前的研究动态提出了潜流带水流特性及氮素运移转换研究中存在的问题并对研究进行展望。     

不同灌溉方式对樟子松生长、光合特性及土壤水分运移的影响

【目的】研究滴灌、漫灌和对照3种处理方式下樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)生长状况和土壤水分运移规律,探讨其生长、光合、蒸腾特性和水分运移对不同灌溉技术的响应,为在干旱、半干旱地区高效栽培樟子松提供参考。【方法】以内蒙古大青山国家级自然保护区的樟子松林为研究对象,基于单因素方差分析比较不同灌溉方式下樟子松的生长(地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量)与光合特性[光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和水分利用效率(E_WUE)];采用土壤剖面观测法比较不同灌溉方式和灌溉时间下土壤水分垂直和水平运移的变化规律,并利用经验模型对土壤水分运移轮廓进行模拟。【结果】①滴灌处理下樟子松的地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量分别比漫灌方式下高1.5 cm、0.5 m、10.0 cm、5.9 cm和11.5 kg,分别比对照高3.4 cm、0.9 m、60.0 cm、7.2 cm和2.5 kg;②滴灌处理下樟子松的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著高于漫灌和对照(P < 0.05),各种灌溉方式下的上述指标大小具体表现为滴灌>漫灌>对照;水分利用效率大小表现为对照>滴灌>漫灌,表明樟子松可在较低的土壤含水量条件下生长;③在灌溉2、4和6 h后,樟子松林地滴灌比漫灌处理下土壤湿润锋的垂直运移距离和停灌后最终垂直运移距离深,两种灌溉方式下3种不同灌溉时长的土壤湿润锋的最大水平运移距离都出现在0~20 cm土层,然而停灌后的垂直运移距离以滴灌>漫灌;④利用经验模型对土壤湿润体轮廓进行模拟,设定:为垂直方向上任意位置处土壤水分水平运移距离(i=1,2,3,4);L_MR为土壤水分水平最大运移距离;R_MH为垂直方向上任意位置处土壤水分垂直运移相对距离;a_i为模型参数。则滴灌和漫灌的最优模型分别为多项式模型(M_R1)和Baldwin模型(M_R4), $M_{\mathrm{R} 1}=L_{\mathrm{MR}}\left[a_{1}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}^{2}-1\right)+a_{3}\left(R_{\mathrm{MH}}{ }^{3}-1\right)+a_{4}\left(R_{\mathrm{MH}}^{4}-1\right)\right]$; $M_{\mathrm{R} 4}=a_{1}+\left[\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right) /\left(R_{\mathrm{MH}}+1\right)\right]+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)$。【结论】在北方干旱区,滴灌区樟子松的生长和光合特性明显优于漫灌;在持续灌溉2、4和6 h后,滴灌试验区60 cm土层以上的土壤湿润锋在最终水平运移距离上均大于漫灌区。将滴灌技术应用于樟子松林木培育,有利于根系吸收水分和促进树木生长,且樟子松的光合特性受水分利用效率影响,合理的灌溉可改善林木的生长机制。     

关中地区中深层热储岩石学特征及潜在损害因素分析

为搞清关中地区中深层热储的潜在损害因素，以区内蓝田灞河组热储岩样为研究对象，采用铸体薄片、粒度分析、扫描电镜、CT扫描及X衍射等手段，在岩性分类的基础上，开展填隙物、物性及孔隙结构的研究，着重分析敏感性矿物、储渗空间与热储损害的关系。结果表明，各类热储岩石的黏土矿物质量分数从高到低依次为：粉砂岩>细砂岩>中砂岩>砂砾岩。热储层岩石物性分布范围较宽，渗透率与孔隙度存在一定的正相关关系。热储岩石的物性按岩性从好到差依次为：砂砾岩>中砂岩>细砂岩。杂基质量分数越高，热储岩石的物性越差。各类热储岩石中较大尺寸的孔喉对渗透率的贡献大，热储岩石中的地层微粒尤其是黏土矿物，在与外界流体接触或所处环境改变时，很容易发生分散、运移，对储层造成损害；热储岩石胶结疏松的特征加剧了热储岩石自身的微粒运移。