结合ASD和无人机高光谱的内蒙古典型草原植被氮反演

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作者 金利山 王秀梅 +6 位作者 董建军 王若琛 温贺飞 孙煜焱 吴文博 张智航 康灿 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2713-2723,共11页

采用地面遥感与无人机遥感相结合的方式对内蒙古典型草原植被氮含量进行估测.实验于2023年8~9月在内蒙古大学草地生态学研究基地进行,采集了地面ASD光谱数据和无人机Resonon数据.基于ASD数据构建了植被指数、“三边参数”、连续统去除... 采用地面遥感与无人机遥感相结合的方式对内蒙古典型草原植被氮含量进行估测.实验于2023年8~9月在内蒙古大学草地生态学研究基地进行,采集了地面ASD光谱数据和无人机Resonon数据.基于ASD数据构建了植被指数、“三边参数”、连续统去除参数以及小波系数4种光谱参数,并运用LASSO进行敏感参数筛选.分别构建多元线性、XGBoost、SVM、ANN和KNN共5种模型对植被氮含量进估测,结果表明基于小波系数的SVM方法为最优模型(验证集R^(2)=0.72,RMSE和MAE分别为0.26和0.18).最后将此模型用于无人机Resonon数据进行反演估算并制图(验证集R^(2)=0.41,RMSE和MAE分别为0.42和0.32).研究显示,将ASD和无人机影像与机器学习算法相结合,能够实现草原植被氮含量的估算,为牧场优化施肥、提高牧草品质提供基础数据与技术支撑. 展开更多

关键词 高光谱 氮 内蒙古典型草原 反演模型

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内蒙古高家梁煤矿采空地面塌陷特征及影响因素分析

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作者 薛鑫磊 崔建廷 +5 位作者 王兆峰 李光柱 王志乾 郝海伟 范军富 籍进柱 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期4947-4956,共10页

内蒙古高家梁煤矿的煤炭资源开采和生态环境保护矛盾尖锐,为了及时查明矿区采空地面塌陷的形变程度和演变特征,基于哨兵一号(Sentinel-1)雷达遥感数据,通过短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthet... 内蒙古高家梁煤矿的煤炭资源开采和生态环境保护矛盾尖锐,为了及时查明矿区采空地面塌陷的形变程度和演变特征,基于哨兵一号(Sentinel-1)雷达遥感数据,通过短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术,获取研究区采空地面塌陷的年均位移速度和累积形变量时间序列等结果,并采用克里金插值法对结果中失相干地区进行科学合理的预测补充。结果表明:监测到的3个塌陷区,分别与203、301和401盘区采空区范围吻合,研究区塌陷以缓慢塌陷为主,最大年均位移速度约为-34 mm/a;监测到的3个盘区塌陷开始时间以及扩张方向与实际情况保持一致,其中401盘区的塌陷范围约为4.56 km^(2)且最大累积形变量约为-189 mm,301盘区和203盘区依次减少;通过高分辨率遥感影像识别到的地裂缝与野外实地验证情况基本吻合,地裂缝集中分布在3个盘区形变最剧烈的区域,经分析后圈定研究区内3个地质灾害高风险区域;采煤工作是研究区采空地面塌陷主要影响因素,此外还与地质环境和降水有关。SBAS-InSAR技术在大范围矿区采空地面塌陷监测方面有着良好应用效果,可为高家梁煤矿地质灾害防治和生态环境修复工作提供一定的技术和数据支撑。 展开更多

关键词 高家梁煤矿 短基线集合成孔径雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR) 采空地面塌陷 特征分析 影响因素

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内蒙古西部沙漠砂支撑力学性能及压裂工程意义

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作者 陈立超 张典坤 +2 位作者 吕帅锋 肖宇航 王生维 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期137-143,共7页

深层非常规油气压裂裂缝开度小,闭合应力高,资源效益开发对石英砂颗粒的支撑表现提出了更高要求。为摸清强压缩荷载下砂颗粒形变破碎和承载性能演化规律以及主控因素,本工作针对内蒙古西部腾格里、乌兰布和、库布齐沙漠砂,利用自制加载... 深层非常规油气压裂裂缝开度小,闭合应力高,资源效益开发对石英砂颗粒的支撑表现提出了更高要求。为摸清强压缩荷载下砂颗粒形变破碎和承载性能演化规律以及主控因素,本工作针对内蒙古西部腾格里、乌兰布和、库布齐沙漠砂,利用自制加载装置对砂颗粒开展压缩实验,得到加载载荷-位移关系特征,据此分析砂颗粒压缩下的变形破碎规律及支撑表现的演化特征。结果表明:(1)腾格里、乌兰布和、库布齐沙漠砂压缩下位移-载荷曲线包括机械压实阶段、孔隙压缩阶段及弹性变形阶段,三个阶段分别对应砂颗粒的离散状态、点接触状态和面接触状态,随着颗粒接触面积增大其承载能力快速提升;(2)砂颗粒的压实阶段划分及承载能力主要受颗粒粒径和颗粒边界形态的控制,颗粒粒径越小、颗粒边界棱角剧烈,颗粒承载能力更强,其压缩中机械压实阶段和孔隙压缩阶段更短;(3)压缩下细粒砂以矿物面接触形式为主,矿物间接触面积大,力链发育且链长短,协调外部荷载能力强,削弱应力集中,降低砂颗粒破碎率,提升颗粒整体支撑表现,适宜作为深层压裂裂缝充填支撑材料;(4)本工作提出了一种综合颗粒粒径、颗粒边界棱角发育程度的支撑剂评价指标体系,认为圆球度低的棱角发育砂颗粒通过卯榫效应增强整体性,深层裂缝支撑能力更强。 展开更多

关键词 深层压裂裂缝 砂颗粒 压缩作用 颗粒粒度 颗粒形态 支撑表现 内蒙古西部沙漠

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内蒙古自治区东部低阶煤层气地质力学特征与勘探开发技术 被引量：1

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作者 陈立超 王生维 +2 位作者 孙钦平 肖宇航 吕帅锋 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期159-169,共11页

内蒙古自治区东部低阶煤层气资源丰富,具备规模开发的潜力,但区内煤层气勘探开发尚处于摸索阶段,特别是低阶煤层气地质力学特征、储层工程品质等研究程度不够,制约了煤层气资源的有效开发。为此,对内蒙古自治区东部霍林河盆地3口煤层气... 内蒙古自治区东部低阶煤层气资源丰富,具备规模开发的潜力,但区内煤层气勘探开发尚处于摸索阶段,特别是低阶煤层气地质力学特征、储层工程品质等研究程度不够,制约了煤层气资源的有效开发。为此,对内蒙古自治区东部霍林河盆地3口煤层气试验井的开发效果进行系统分析,明确了低阶煤层气资源评价及勘探开发中的关键问题,形成了一种低阶煤层气地质力学评价与勘探技术选择模式。研究结果表明:①煤储层渗透性低是该区低阶煤层气开发的关键制约地质因素,但煤层具有硬度高,刚度大,断裂韧度适中,脆性显著的力学品质,适合开展煤储层大规模体积压裂改造。②由于煤岩坚硬,洞穴完井造穴困难,不适合作为煤层气勘探开发主体技术;由于煤储层渗透性低,双U型井井控泄流面积小,试采效果差;直井水力压裂能沟通更多天然裂缝,增大了泄流面积,试采效果好。③低阶煤层气开发的关键是煤储层体积改造,水力压裂除实现储层增渗外,还具有渗吸驱替等功能,因此长水平井+体积压裂是内蒙古自治区东部低阶煤层气勘探开发的关键技术。结论认为,地质力学评价与勘探技术模式的形成为内蒙古自治区东部低阶煤层气资源的高效动用提供了科学依据。 展开更多

关键词 内蒙古自治区东部 霍林河盆地 低阶煤层气 地质力学 储层工程品质 水平井 体积压裂

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盐度-温度对内蒙古砒砂岩断裂行为耦合作用机理

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作者 陈立超 王生维 吕帅锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1065-1074,共10页

低温、矿化流体耦合下砒砂岩断裂力学特征对于内蒙古黄河岸坡岩体稳定性具有关键影响。利用半圆盘三点弯曲加载(semi-circular bending,SCB)对内蒙古准格尔旗砒砂岩在常温、低温条件下断裂行为进行试验研究,研究表明:相同盐度下液氮制... 低温、矿化流体耦合下砒砂岩断裂力学特征对于内蒙古黄河岸坡岩体稳定性具有关键影响。利用半圆盘三点弯曲加载(semi-circular bending,SCB)对内蒙古准格尔旗砒砂岩在常温、低温条件下断裂行为进行试验研究,研究表明:相同盐度下液氮制冷后砒砂岩试样断裂载荷和断裂韧度显著下降,同等温度下试样断裂载荷和断裂韧度随浸泡流体盐度增大线性升高;液氮制冷后砒砂岩试样断裂全程能耗显著低于常温条件下试样,随浸泡流体盐度增加砒砂岩试样断裂能耗呈指数上升;液氮制冷后砒砂岩试样断裂速率远高于常温试样,随盐度增加砒砂岩断裂速率呈现出对数下降趋势;砒砂岩试样断裂韧度、断裂功及断裂速率损伤变量随盐度增大趋近于零,盐度对本区砒砂岩断裂行为影响显著。结合试样断口分析认为常温下砒砂岩内部盐度增大形成结晶(盐敏)效应提升了岩石在外载下的断裂效率,而低温环境砒砂岩内部含盐度增加反而削弱了冰劈效应。 展开更多

关键词 砒砂岩 断裂韧度 含盐流体、低温环境 SCB断裂试验 岸坡稳定性 内蒙古黄河段

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大风干热环境中风积沙PVA-FRCC板早期收缩开裂性能

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作者 王玉清 薛延昭 +2 位作者 云泽亚 孙华钧 刘曙光 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第9期3207-3217,共11页

为探明西部地区大风干热环境中风积沙聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite,PVA-FRCC)板早期(7 d)约束收缩和开裂性能,从而促进风积沙的工程应用,减少天然砂石开采,本文以风积沙取代... 为探明西部地区大风干热环境中风积沙聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite,PVA-FRCC)板早期(7 d)约束收缩和开裂性能,从而促进风积沙的工程应用,减少天然砂石开采,本文以风积沙取代率、纤维体积率、水胶比及约束度为变量,开展了PVA-FRCC板早期收缩性能试验研究,并建立了收缩估算模型。结果表明:随着风积沙取代率和水胶比提高,约束收缩增大;掺入PVA纤维既可以减少约束收缩,也能显著提升风积沙PVA-FRCC板的阻裂能力;风积沙取代率较高且水胶比稍大时,风积沙PVA-FRCC板的阻裂等级最高,综合衡量收缩性能、力学性能、风积沙利用率及经济性等,掺入一定PVA纤维、风积沙取代率适中且水胶比较小的配合比较优;风积沙PVA-FRCC板内部湿度变化分为三个阶段,与收缩变化规律具有高度相关性,反映了收缩变化机理;通过理论分析建立了风积沙PVA-FRCC板早期约束收缩估算模型,模型计算值与试验值吻合度较高,可为风积沙PVA-FRCC板早期收缩估算及裂缝控制提供参考。 展开更多

关键词 风积沙 PVA-FRCC板 约束收缩 干热 湿度 阻裂等级 收缩估算模型

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典型露天煤矿全生命周期碳排放核算及其区域环境影响

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作者 刘明奇 张小平 +10 位作者 王瑜 杨志鹏 于昕弘 胡阿古达木 杨国庆 朱颖 曹英楠 刘伟 郑天龙 霍耀强 刘建国 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3072-3084,共13页

碳排放核算是减污降碳协同增效目标中的重要环节,煤炭行业是碳减排的重点领域之一。文中以典型露天煤矿为研究对象,构建煤炭产品全生命周期的碳排放核算模型,量化矿区各生产环节的碳排放清单,评估露天矿区碳排放对区域环境的影响。根据... 碳排放核算是减污降碳协同增效目标中的重要环节,煤炭行业是碳减排的重点领域之一。文中以典型露天煤矿为研究对象,构建煤炭产品全生命周期的碳排放核算模型,量化矿区各生产环节的碳排放清单,评估露天矿区碳排放对区域环境的影响。根据全生命周期理论,将煤矿生产企业的碳排放核算环节分为煤炭开采、煤炭洗选、运输储存、使用消费以及其他步骤,在核算过程中总结归类碳排放来源。其中,直接碳排放包括燃料燃烧CO_(2)排放以及CH_(4)逸散排放;间接碳排放包括净购入电力及水力消耗碳排放。结果表明:露天煤矿年碳排放量为1538178.60 tCO_(2)e,每生产1 t原煤排放二氧化碳(CO_(2))当量数为0.05 tCO_(2)e,露天煤矿的碳排放主要来自煤炭开采和矿后活动导致的甲烷(CH_(4))逸散排放(占比79.92%)。除此之外,化石燃料燃烧的碳排放占总碳排放量的13.71%;电力和水力碳排放占比最少(6.37%)。我国近10 a露天煤矿温室气体年平均碳排放量为(3.24±0.77)×10^(7)tCO_(2)e,相当于(5.23±1.24)×10^(8)颗树木1 a的固碳量,或(113.83±27.00)万公顷杨树林1 a的固碳量。同时,按照目前的开采方法和工艺,全国每年会产生超过23亿元的额外经济支出,并且随着露天煤矿开采量的增加而逐年增大。因此,减少煤炭露天开采过程中的碳排放极为重要,尤其需进一步关注逸散环节。研究结果对煤炭行业构建规范的碳排放核算体系、评估其区域环境影响具有重要的启示意义。 展开更多

关键词 碳排放 露天煤矿 温室气体 核算模型 全生命周期

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内蒙古沙麦钨矿花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

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作者 李怀彬 籍进柱 +2 位作者 廉永 李腊梅 吴皓然 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期809-825,共17页

沙麦钨矿床位于内蒙古东乌旗地区,是该区目前已探明的中型岩浆热液型钨矿床。矿体主要赋存在黑云母二长花岗岩和黑云母二长花岗斑岩中,对这两种花岗质岩石的岩相学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学进行了研究。结果表明,黑云母... 沙麦钨矿床位于内蒙古东乌旗地区,是该区目前已探明的中型岩浆热液型钨矿床。矿体主要赋存在黑云母二长花岗岩和黑云母二长花岗斑岩中,对这两种花岗质岩石的岩相学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学进行了研究。结果表明,黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为135.6±1.6 Ma和136.3±1.8 Ma,黑云母二长花岗斑岩锆石U-Pb年龄为138.6±1.1 Ma,二者侵位时间均为早白垩世。两种花岗质岩体具有富SiO2(73.73%~78.23%)、高钾钠(Na2O+K2O)(7.56%~8.89%)、贫MgO(0.09%~0.20%)、贫CaO(0.51%~0.89%)、贫TiO2(0.03%~0.12%)的特征,属于过铝质-高钾钙碱性系列;微量元素富集Rb、K、Th和U,相对亏损Sr、Ba、Nb、P和Ti元素,具有强烈的Eu负异常,具有较高的FeOT含量,较高的FeOT/MgO和FeOT/(FeOT+MgO)值显示A型花岗岩的特征。结合区域构造背景和地质资料,认为沙麦花岗岩锆石U-Pb年龄与中国东部大规模成矿事件年龄范围一致,形成于燕山期造山后伸展构造环境中,与区域内大规模岩石圈减薄和伸展背景有关。 展开更多

关键词 兴蒙造山带 锆石U-PB定年 岩石地球化学 A型花岗岩 后碰撞伸展

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严寒区浮石混凝土分级评价与孔结构响应阈值

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作者 王萧萧 董培森 +2 位作者 闫长旺 刘曙光 张菊 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第6期526-535,共10页

基于浮石混凝土(PAC)的孔隙率、孔径分布和分形维数计算增益系数(Ygp)、损伤系数(Cgp)。利用阈值指标分类法得到PAC的水化程度、损伤程度各阶段临界点,根据分级评价和宏观性能确定PAC孔结构的增益阈值与损伤阈值。结果表明:0.947gp≤1.... 基于浮石混凝土(PAC)的孔隙率、孔径分布和分形维数计算增益系数(Ygp)、损伤系数(Cgp)。利用阈值指标分类法得到PAC的水化程度、损伤程度各阶段临界点,根据分级评价和宏观性能确定PAC孔结构的增益阈值与损伤阈值。结果表明:0.947gp≤1.000为充分水化、0.927gp≤0.947为一般水化、0.912≤Ygp≤0.927为不良水化;1.00≤Cgp≤1.07为轻微损伤、1.07gp≤1.16为中度损伤、1.16gp≤1.51为严重损伤。该研究为严寒区浮石混凝土水化程度和损伤程度的分级、定量评价提供了方法。 展开更多

关键词 浮石混凝土 养护阶段 冻融循环 孔隙预测 阈值分析

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风积沙PVA-FRCC早期收缩性能及配合比研究

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作者 王玉清 姚浥芯 +2 位作者 云泽亚 蔡思远 刘曙光 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1666-1675,1702,共11页

以风积沙取代率、水胶比、纤维体积率及砂胶比为研究变量,通过14组风积沙聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料(PVA-FRCC)的收缩试验,对风积沙PVA-FRCC试件的早期收缩性能进行研究,研究表明:随风积沙取代率、水胶比、砂胶比提高,风积沙PVA-F... 以风积沙取代率、水胶比、纤维体积率及砂胶比为研究变量,通过14组风积沙聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料(PVA-FRCC)的收缩试验,对风积沙PVA-FRCC试件的早期收缩性能进行研究,研究表明:随风积沙取代率、水胶比、砂胶比提高,风积沙PVA-FRCC收缩增大,掺入纤维后基材收缩减小,但纤维体积率的进一步增大对减小收缩的效果不明显。以收缩应变、抗压强度、极限拉应变、流动度为指标,采用综合评价法对风积沙PVA-FRCC性能进行综合评价,按照一般工程、高流动度、低收缩及高韧性分类,提出满足不同工程应用需求的较优配合比。最后对CEB-FIP模型进行修正,提出了考虑多种因素影响的风积沙PVA-FRCC早期收缩估算模型,模型计算值与试验值吻合度较高,因此,该模型可用于风积沙PVA-FRCC早期收缩估算和收缩开裂风险预测。 展开更多

关键词 风积沙 PVA纤维 纤维水泥基复合材料 收缩性能 综合评价 收缩估算模型

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煤岩斜巷穿层掘进长短锚索协同支护及围岩控制机理研究

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作者 尹博 王睿 +3 位作者 张连昆 杨俊峰 李先峰 杨瑞宙 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期13-23,共11页

为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复... 为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复合顶板易离层区特征,发现现有支护参数下仍不能有效预防局部冒顶发生,为此提出了长短锚索协同支护优化设计方案。结果表明:煤岩斜巷穿层掘进中,当距离软硬复合顶板较近时,巷道受剪切破坏与张拉破坏共同作用,导致围岩塑性区探入顶板离层区内,极易引发冒顶。另外,按照等长锚索布置时,虽可提高支护效果,但塑性破坏区范围未完全处于锚杆、锚索的锚固范围内,仍存有冒顶事故发生可能。根据斜巷掘进层位与局部冒顶易发区的复合顶板特征将现有支护的等长锚索布置方式变为长、短锚索相间布置后,顶板下沉量进一步减小至40 mm,塑性区范围处于锚杆、锚索支护范围内。长短锚索协同支护优势在于长锚索锚固端若处不稳定岩层,则以短锚索补强,确保始终存在锚固与稳定岩层中的锚索。从而有效控制围岩,防止冒顶事故的发生。结合现场监测分析结果,巷道围岩变形明显减小,稳定性升高,可以有效地提高巷道的稳定性和安全性。研究结果将为巷道围岩稳定性分析及巷道穿层支护设计提供参考依据。 展开更多

关键词 浅埋多煤层 穿层掘进 围岩变形 局部冒顶 协同支护

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绿氢耦合煤制甲醇碳减排量核算及竞争力分析 被引量：1

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作者 杨国庆 杨桔材 +5 位作者 律严励 刘明奇 胡阿古达木 王海燕 霍耀强 刘建国 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期107-112,共6页

煤制甲醇生产过程伴随着大量二氧化碳排放,绿氢耦合煤化工技术可以有效降低煤化工过程碳排放,但其中存在的技术问题和经济效益未经有效评估。基于调研数据,构建了绿氢耦合煤制甲醇工艺二氧化碳排放的核算体系,并分析了绿氢耦合技术在低... 煤制甲醇生产过程伴随着大量二氧化碳排放,绿氢耦合煤化工技术可以有效降低煤化工过程碳排放,但其中存在的技术问题和经济效益未经有效评估。基于调研数据,构建了绿氢耦合煤制甲醇工艺二氧化碳排放的核算体系,并分析了绿氢耦合技术在低碳排放背景下的技术竞争力。结果表明,绿氢耦合煤制甲醇工艺通过再生能源制氢、制氧,可省去原有CO变换、空气分离工序。以某60×10^(4)t/a煤制甲醇项目为例,采用传统煤制甲醇工艺二氧化碳排放量为205.94×10^(4)t/a,采用绿氢耦合煤制甲醇工艺二氧化碳排放量为60.94×10^(4)t/a,二氧化碳排放量相较减少了约70%。随着国家对新能源产业的大力支持,以及能源转型战略的快速推进,当绿电价格下降到0.15 CNY/(kW·h),绿氢耦合煤制甲醇产品成本约为2883.33 CNY/t,与传统工艺产品成本相当。若未来电价持续走低并辅以碳税征收,绿氢耦合煤制甲醇工艺的经济优势将逐步体现。本研究可为“双碳”目标下煤化工行业实现净零碳排放提供参考。 展开更多

关键词 绿氢 煤制甲醇 碳减排 二氧化碳

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页岩微观力学纳米压痕表征及储层可压裂性评价 被引量：2

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作者 陈立超 张典坤 +2 位作者 肖宇航 王生维 吕帅锋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1659-1667,共9页

页岩微观力学性质是页岩油气储层可压性评价、压裂工程甜点优选的关键依据。以四川盆地龙马溪组海相页岩,内蒙古石拐盆地长汉沟组、新疆塔里木盆地杨叶组陆相页岩为对象,采用纳米压痕试验获取不同沉积相页岩弹性力学性质、硬度、断裂韧... 页岩微观力学性质是页岩油气储层可压性评价、压裂工程甜点优选的关键依据。以四川盆地龙马溪组海相页岩,内蒙古石拐盆地长汉沟组、新疆塔里木盆地杨叶组陆相页岩为对象,采用纳米压痕试验获取不同沉积相页岩弹性力学性质、硬度、断裂韧度参数信息,提出一种基于加-卸载全程能耗比的页岩脆性评价方法,并结合不同沉积相页岩微观力学性质构建了弹脆性、弹塑性、塑性页岩微观断裂机理及储层压裂裂缝延展形式,最后提出页岩储层工程力学品质评价指标体系,结果表明:四川盆地、内蒙古石拐盆地、新疆塔里木盆地页岩加-卸载曲线滞回环依次增大,表明上述地区页岩塑性形变能占比随之增高,对外部能量吸收效率增强,指示岩石脆性减弱。试验显示四川、石拐、塔里木盆地页岩弹性模量分别为60.27、34.84、23.40GPa,硬度分别为3.05、1.21、0.57Gpa,断裂韧度分别为1.56、0.75、0.28MPa·m^(0.5),不同沉积相页岩刚度韧性差异很大,其中四川盆地海相页岩断裂韧度高于石拐、塔里木盆地陆相页岩,能够形成高的裂缝净压力助推裂缝转向,利于营造复杂缝网;而陆相页岩断裂韧度较低不利于裂缝流体憋压,很难达到高的裂缝流体净压力,裂缝转向困难不利于形成复杂压裂缝网;笔者提出利用压痕实验全程弹性能与塑性能与断裂能和的比(脆性系数)评价页岩脆性,其中四川页岩脆性系数为0.89,属于弹脆性页岩,外载下裂缝沿矿物晶界开裂形成窄缝;石拐页岩脆性系数为0.27,属于弹塑性页岩,储层非均质性强,裂缝遇到坚硬矿物绕行形成曲折裂缝裂缝;塔里木盆地页岩脆性系数0.04,为塑性页岩,易形成宽缝;笔者综合岩石弹性模量、硬度、断裂性能、脆性指数、黏土矿物含量、矿物接触方式等7类指标综合提出一种页岩工程力学品质的分类评价方法,以期为页岩储层压裂品质评价及压裂工程甜点优选提供定量化科学依据。 展开更多

关键词 页岩 弹性力学参数 断裂韧度 脆性 纳米压痕 储层工程力学 压裂品质

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生化黄腐酸对苏打盐碱土理化性质、微生物多样性及玉米生长的影响

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作者 洪煜 陈硕桐 +3 位作者 高放 颜鹏 齐学元 宓文海 《华北农学报》 北大核心 2025年第3期114-123,共10页

为探讨不同生化黄腐酸(BFA)用量对苏打盐碱土改良效果及玉米生长的影响机制,采用盆栽试验,以内蒙古自治区典型苏打盐碱土为供试土壤,玉米东单181为供试品种,设置4个BFA用量梯度(0 g/kg,CK;2 g/kg,FA2;4 g/kg,FA4;8 g/kg,FA8),研究不同BF... 为探讨不同生化黄腐酸(BFA)用量对苏打盐碱土改良效果及玉米生长的影响机制,采用盆栽试验,以内蒙古自治区典型苏打盐碱土为供试土壤,玉米东单181为供试品种,设置4个BFA用量梯度(0 g/kg,CK;2 g/kg,FA2;4 g/kg,FA4;8 g/kg,FA8),研究不同BFA用量对土壤养分、微生物多样性、玉米耐盐性及生物量等指标的影响。结果表明,相较于CK处理,土壤pH值随BFA用量的增加而降低,土壤有效磷含量在施用BFA后出现显著提高,但FA2、FA4、FA8这3种处理之间在播种后30,62,80 d差异不显著。土壤含盐量随着BFA用量增加而提高,增幅为23.30%~89.32%。土壤交换性钾含量随BFA用量增加而提高,而交换性钙含量逐步下降。土壤中<0.053 mm的粉黏粒组分在FA2、FA4、FA8处理下,分别较CK处理降低了6.49,9.92,13.97百分点,0.053~0.250 mm团聚体比例分别增加了5.90,8.99,13.75百分点,0.250~2.000 mm粒径团聚体比例分别增加了0.55,0.87,0.21百分点,>2.000 mm粒径团聚体比例分别增加了0.04,0.06,0.01百分点。土壤微生物多样性在施用BFA后较CK处理明显提高,但FA8处理低于FA4处理。玉米地上、地下部钠钾比在FA2、FA4处理下均小于CK,而FA8处理提高了玉米地上部钠钾比。FA2、FA4处理玉米在生长中后期生物量有显著增加,而FA8处理下生物量显著下降。综合来看,施用2 g/kg或4 g/kg生化黄腐酸对降低苏打盐碱土碱性,提高土壤有效磷含量,改善土壤结构,提高土壤微生物多样性和提高玉米耐盐性与生物量具有积极作用,超出此用量范围会显著提高土壤含盐量,抑制玉米生长。 展开更多

关键词 玉米 盐碱土改良 生化黄腐酸 高通量测序 钠钾比 耐盐性

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不同氮源掺杂石墨烯电极材料的制备及电化学性能

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作者 郝亚玲 李春丽 +5 位作者 周楠 程佳豪 王佳瑞 霍蓉 王德龙 杨鹏 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5150-5160,共11页

全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构... 全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构掺氮剂与石墨烯的衍生物氧化石墨烯(GO)表面的含氧官能团进行键合,采用水热法和冷冻干燥技术制备氮掺杂石墨烯气凝胶(NGA)。通过分析对比不同NGA的微观形貌、缺陷程度、物相组成及电化学性能,探究不同掺氮剂对NGA的氮含量、层间距、缺陷程度及电化学性能的影响。研究结果表明,掺氮剂选用五元杂环结构的2-MI制备NGA具有较高的氮含量(5.16%)、层间距(0.367nm)及ID/IG值(1.12),其不仅为V^(2+)/V^(3+)提供了储存场所,并且为V^(2+)/V^(3+)电对提供了更多的活性位点促进了电荷转移和离子传递。将2-MI-NGA涂覆在碳毡(CF)上作为VRFB的负极材料进行单电池充放电测试,在80mA/cm^(2)电流密度下,其过电位仅为CF的10%,有效降低了电池极化,同时2-MI-NGA@CF的放电容量相较CF电池增加了241mA·h。在200mA/cm^(2)电流密度下,2-MI-NGA@CF的能量效率相较于CF提高了16.8%,并且始终保持在63.5%左右稳定运行。该研究为高性能全钒液流电池电极材料的改性提供了新思路。 展开更多

关键词 不同结构含氮有机物 石墨烯基气凝胶 氮掺杂 全钒液流电池 电化学性能

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畜禽养殖粪肥还田对西辽河平原玉米养分吸收、产量及土壤肥力的影响

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作者 李艳莉 刘玉琦 +7 位作者 美英 相亚军 辛欣 代东明 黄永丽 程红霞 冯紫州 刘桂茹 《家畜生态学报》 北大核心 2025年第7期66-74,共9页

为探讨适合西辽河平原畜禽养殖粪肥还田最佳模式,明确畜禽粪肥还田对土壤性质和玉米养分吸收的影响,对畜禽粪肥进行11种粪肥~化肥梯度配施田间管理模式,分别为不施肥对照区(CK,CF0M0)、全量粪肥(CF0M10)、粪肥~化肥配施(CF1M9~CF8M2)及... 为探讨适合西辽河平原畜禽养殖粪肥还田最佳模式,明确畜禽粪肥还田对土壤性质和玉米养分吸收的影响,对畜禽粪肥进行11种粪肥~化肥梯度配施田间管理模式,分别为不施肥对照区(CK,CF0M0)、全量粪肥(CF0M10)、粪肥~化肥配施(CF1M9~CF8M2)及全量化肥(CF10M0),以玉米京科968作为供试作物。结果表明:(1)10~20 cm土层土壤有效磷、速效钾、有机质含量CF7M3处理较CK处理,分别提高了81.78%、6.52%、31.90%;较CF10M0处理,分别提高了6.11%、20.76%、33.79%。土壤有机质含量与有效磷、速效钾含量呈极显著正相关(P<0.01);20~40 cm土层土壤阳离子交换量CF7M3处理较CK、CF10M0处理,分别提高了13.74%、2.76%。阳离子交换量与化肥施用量呈显著正相关关系(P<0.05);土壤电导率CF7M3处理较CK、CF10M0处理分别降低了8.55%、29.34%,土壤电导率与粪肥施用量呈极显著负相关(P<0.01)。(2)大喇叭口期和抽雄期CF7M3处理玉米各器官氮素吸收量显著高于其它处理,较CK处理玉米各器官氮素吸收量分别显著增加了11.8~30.6%、34.3~36.8%,24.9~37.5%,成熟期CF7M3处理较CK处理,玉米各器官磷素吸收量分别提高了25.3%、36.8%、14.5%;较CF10M0处理分别提高了16.6%、53.1%、22.2%。(3)CF7M3处理作物的出籽率最高为77.98%,产量最高为5594.88 kg/hm^(2),相比CK、CF0M10处理增产52.05%,1.52%,比当地习惯耕种增产2.63%。综上所述,畜禽养殖粪肥替代30%化肥处理能够提高西辽河平原不同土层的土壤养分含量,促进玉米氮磷养分吸收,提高玉米产量。 展开更多

关键词 西辽河平原 畜禽粪肥 玉米产量 土壤速效养分 有机肥

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纳米尺度煤直接单轴拉伸过程的分子动力学模拟研究

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作者 张晓雨 周天白 +3 位作者 蔡永博 张连昆 张彬 王龙 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第5期961-973,共13页

煤的直接单轴拉伸破坏试验实施困难,而间接拉伸破坏试验又容易产生不同程度的误差。通过构建长焰煤、焦煤和无烟煤的纳米尺度分子结构模型,并采用Perl程序结合分子动力学模拟,实现了煤分子结构的单轴拉伸过程。结果表明,模拟得到的应力... 煤的直接单轴拉伸破坏试验实施困难,而间接拉伸破坏试验又容易产生不同程度的误差。通过构建长焰煤、焦煤和无烟煤的纳米尺度分子结构模型,并采用Perl程序结合分子动力学模拟,实现了煤分子结构的单轴拉伸过程。结果表明,模拟得到的应力应变曲线属于理想加载曲线,峰前区域呈现明显的线性特征,峰值强度对应的应变在0.3附近;峰后区域呈现明显的应变软化特征。随着分子模型密度由1.15 g/cm^(3)增加至1.40 g/cm^(3),单轴抗拉强度由0.51 GPa持续增加至1.41 GPa,且峰后区域的应变软化幅度随分子模型密度的增加而减小。当模型密度一定时,无烟煤单轴抗拉强度更强,原因在于高变质程度煤模型中含有更多稳定性较强的芳香烃结构。随着分子模型的含水量由0.5%增加至3.0%,单轴抗拉强度由0.47 GPa持续减小至0.40 GPa。模拟结果从分子尺度进一步证实,单轴拉伸破坏过程主要表现为煤分子结构中孔隙损伤的渐变过程。孔隙中的水分子产生“应力腐蚀”效应,从而加剧煤模型中大孔隙的发育。 展开更多

关键词 单轴拉伸 分子模拟 单轴抗拉强度 煤密度 含水率

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大兴安岭南段拜仁达坝Ag-Pb-Zn多金属矿床矿相学特征与银的赋存状态及沉淀机制

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作者 杨沙沙 曹明雨 +4 位作者 苏慧敏 密文天 胡子付 李耿 李海东 《矿床地质》 北大核心 2025年第3期537-558,共22页

拜仁达坝矿床是大兴安岭南段内典型的大型-超大型银多金属矿床。野外观察和矿相学研究表明该矿床热液成矿作用可划分为2个阶段:Ⅰ铜铅锌多金属硫化物-石英-萤石阶段;Ⅱ银多金属硫化物-石英-方解石阶段。为了查明该矿床银的赋存状态和富... 拜仁达坝矿床是大兴安岭南段内典型的大型-超大型银多金属矿床。野外观察和矿相学研究表明该矿床热液成矿作用可划分为2个阶段:Ⅰ铜铅锌多金属硫化物-石英-萤石阶段;Ⅱ银多金属硫化物-石英-方解石阶段。为了查明该矿床银的赋存状态和富集机制,对矿床中主要矿石矿物组合进行了扫描电子显微镜-能谱分析和电子探针成分分析。结果显示,拜仁达坝矿床中含银矿物主要沉淀在Ⅱ阶段,银主要以多种独立银矿物形式存在,其次以显微-次显微银(辉锑铅银矿)呈他形粒状或细小不混溶包裹物出溶在方铅矿中,少量以类质同象银赋存于黝锡矿、方铅矿和黄铜矿等硫化物中。结合前人对该矿床的流体包裹体研究发现,当温度降至200℃左右时,Ag^(+)开始与溶液内的Cu^(+)、Pb^(+)、Sb^(3+)等金属离子结合直接沉淀或交代早期硫化物形成银黝铜矿(<170℃)。随着成矿流体进一步演化和温度的降低,Ag^(+)逐渐增加Cu^(+)减少,依次形成辉锑铅银矿、深红银矿、脆银矿、辉银矿。当体系中Ag^(+)逐渐消耗殆尽时,硫锑铅矿和不含银的方铅矿等矿物逐步沉淀。总之,成矿热液温度下降和pH值上升共同控制着拜仁达坝矿床的矿石矿物沉淀顺序、银的赋存状态及银矿物种类。 展开更多

关键词 银的赋存状态 富集机制 银多金属矿床 拜仁达坝矿床

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焦化废水深度处理工艺反渗透膜污染机制的研究进展

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作者 李伊琳 朱颖 +5 位作者 张瑞刚 王海亮 邵永巨 李宜庭 刘建国 魏敬铤 《工业水处理》 北大核心 2025年第5期20-28,共9页

炼焦工艺产生的废水具有水量较大、成分复杂、盐与难降解有机物含量高、可生化性差、可利用难度大等特点。为实现“近零排放”,焦化废水深度处理使用反渗透工艺,以提升排水水质,达到循环利用标准。但膜污染问题导致反渗透膜通量降低、... 炼焦工艺产生的废水具有水量较大、成分复杂、盐与难降解有机物含量高、可生化性差、可利用难度大等特点。为实现“近零排放”,焦化废水深度处理使用反渗透工艺,以提升排水水质,达到循环利用标准。但膜污染问题导致反渗透膜通量降低、膜元件受损,运营与维护费用较高,进而影响反渗透膜的应用率。梳理了焦化废水水质特点与深度处理工艺特点,分别阐述了以钙盐、铁盐、硅酸盐和铝盐为主的无机污染,以多糖、腐殖酸、蛋白质为主的有机污染以及生物污染的类型及影响因素,并梳理了无机-有机复合污染的形成过程,揭示了无机盐垢沉积及絮凝、有机物团聚、生物膜形成等机制,分析了复合污染中阳离子静电屏蔽效应、钙镁离子促进作用及其浓度比影响、硅及二氧化硅对有机污染的作用等。基于污染类型与机制,提出了焦化废水处理中反渗透膜污染的有效缓解措施,以期为相关行业提供理论指导。 展开更多

关键词 焦化废水 反渗透 无机污染 有机污染 生物污染

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海拉尔盆地伊敏组丝炭化学结构及成因探讨

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作者 王扶静 李耿 +4 位作者 秦勇 张艳秋 尚福华 李久庆 密文天 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2610-2621,共12页

丝炭作为4种宏观煤岩成分之一,蕴含着丰富的古气候和古环境信息。以海拉尔盆地伊敏露天煤矿和大雁露天煤矿伊敏组16号煤层褐煤的丝炭组分为例,借助电子显微镜、核磁共振碳谱和电子顺磁共振等测试技术,量化表征丝炭的化学结构特征,并结... 丝炭作为4种宏观煤岩成分之一,蕴含着丰富的古气候和古环境信息。以海拉尔盆地伊敏露天煤矿和大雁露天煤矿伊敏组16号煤层褐煤的丝炭组分为例,借助电子显微镜、核磁共振碳谱和电子顺磁共振等测试技术,量化表征丝炭的化学结构特征,并结合微区形态学观察讨论丝炭的成因。结果表明:丝炭的分子结构与煤自身的分子结构存在极大差异,丝炭中芳碳质量分数约75%,脂肪碳质量分数低,显示其较高的芳香化程度。伊敏组褐煤中丝炭火焚成因特征显著,其形态学差异明显,细胞壁薄且多呈白色,保存了较清晰的植物年轮和细胞结构,指示快速炭化及快速埋藏过程,另外丝炭化程度受控于多重地质因素。电子顺磁共振研究表明丝炭样品自由基浓度指示炭化温度应介于300~400℃之间,丝炭主要为火焚成因,通过形貌学与核磁共振碳谱分析进一步支持了火焚成因的推断。惰质组反射率分析得出的炭化温度与文中基于自由基浓度推测的炭化温度基本一致。受氧气体积分数、燃烧时间及空间位置等因素的影响,丝炭中丝质体反射率差异显著,反映了火焚程度的非均一性,揭示了地质历史中火焚作用的复杂性。基于研究区褐煤有机质δ^(13)C值测试结果及煤相学分析,结合聚煤期古地理特征,进一步证实了海拉尔盆地早白垩世伊敏组成煤期气候炎热且野火频发的古环境特征。 展开更多

关键词 丝炭 化学结构 火焚成因 褐煤 电子顺磁共振

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