将21世纪诺奖实验引入大学物理实验教学——LED中的量子斯塔克效应 被引量：3

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作者 邓冬梅 张欢 《大学物理》 2024年第2期33-36,48,共5页

目前大学物理实验中所涉及的诺贝尔物理学奖实验多为20世纪的经典实验.百年经典诺奖的实用价值和教育意义已被实践验证.为了深入探索最新诺奖成果的教育价值,使大学生的实验教学与时俱进,与前沿研究接轨,本文将2014年的发光二极管(LED)... 目前大学物理实验中所涉及的诺贝尔物理学奖实验多为20世纪的经典实验.百年经典诺奖的实用价值和教育意义已被实践验证.为了深入探索最新诺奖成果的教育价值,使大学生的实验教学与时俱进,与前沿研究接轨,本文将2014年的发光二极管(LED)诺奖实验引入大学物理实验.首先,使学生掌握可见光LED中的多量子阱结构及其发光机理.重点追踪中村修二获奖后对LED的更深入研究,通过对LED发光光谱随注入电流变化的研究,向学生直观展示LED中的量子限制斯塔克效应,并计算出量子阱中压电电场的强度. 展开更多

关键词 发光二极管(LED) 量子限制斯塔克效应 量子阱 电致发光

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钴基材料催化氧化脱除CO研究进展

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作者 陈俊谋 王力鹏 +2 位作者 黄志伟 郭苏凤 荆国华 《中国材料进展》 北大核心 2025年第3期282-294,共13页

近年来,钴基催化材料(如四氧化三钴,Co_(3)O_(4))凭借其多价态、高配位数以及不饱和d电子轨道等特性,在众多催化剂中脱颖而出,并在CO催化氧化技术领域引起广泛关注。为推动钴基催化材料的实际应用,制备低温长期稳定且高效的钴基CO氧化... 近年来,钴基催化材料(如四氧化三钴,Co_(3)O_(4))凭借其多价态、高配位数以及不饱和d电子轨道等特性,在众多催化剂中脱颖而出,并在CO催化氧化技术领域引起广泛关注。为推动钴基催化材料的实际应用,制备低温长期稳定且高效的钴基CO氧化催化剂一直是当前研究的焦点。例如,在汽车尾气和工业烟气处理方面,需要避免催化剂高温烧结失活;而在甲醇重整制氢燃料电池的原料气中的CO脱除过程中,则需要实现高效的CO选择性氧化反应。回顾了针对钴基催化体系采用的不同改进策略的研究进展,通过这些改进手段,成功地提升了催化剂的活性、稳定性和耐受性。同时,简要阐述了CO在钴基催化剂表面的反应机理,并总结了当前钴基材料催化氧化CO的热点研究方向,为其深入研究和商业应用推广提供参考。 展开更多

关键词 催化氧化 Co_(3)O_(4) 改进策略 反应机理 CO选择性氧化反应

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Cu基和Pt基甲醇水蒸气重整制氢催化剂研究进展

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作者 刘雪 王力鹏 +7 位作者 李璐伶 王凯 刘文举 胡彪 曹道帆 江锋浩 李俊国 刘科 《物理化学学报》 北大核心 2025年第5期74-102,共29页

甲醇水蒸气重整(methanol steam reforming,MSR)反应是实现甲醇在线制氢的重要途径,在清洁能源应用中具有重要作用。MSR反应中的催化性能直接影响氢气产量和副产物组成,其中Cu基和Pt基催化剂被广泛研究。其催化机制主要涉及甲醇和水分子... 甲醇水蒸气重整(methanol steam reforming,MSR)反应是实现甲醇在线制氢的重要途径,在清洁能源应用中具有重要作用。MSR反应中的催化性能直接影响氢气产量和副产物组成,其中Cu基和Pt基催化剂被广泛研究。其催化机制主要涉及甲醇和水分子中C―H和O―H键的断裂。Cu基催化剂的活性依赖于Cu^(0)和Cu^(+)位点的比例及协同作用,Pt基催化剂则通过Pt^(0)、Pt^(δ+)或Pt^(2+)活性位点与氧空位的相互作用发挥作用。然而,活性金属与载体之间的电子转移及相互作用机制仍存争议,影响金属价态、吸附位点及反应路径选择,特别是在甲醇脱氢生成中间产物(如甲醛、甲酸和甲酸甲酯)的反应路径上,尚未形成统一认识。本文总结了Cu^(0)与Cu^(+)的单位点与协同位点机制,探讨了Pt基催化剂的直接路径与协同路径,分析In_(2)O_(3)等对Pt位点调控及氧空位生成的促进作用。通过催化性能评估与机理研究,提出了优化催化剂活性和稳定性的策略。本综述不仅深化了对MSR反应机理的理解,还为高效催化剂的设计提供了理论基础和研究方向。 展开更多

关键词 甲醇水蒸气重整制氢 Cu基和Pt基催化剂 活性位点 协同作用 反应路径

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常温大气环境下利用STM研究材料的表面态密度

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作者 华骏杰 张竞予 +4 位作者 李烨 王宇昊 吴明昊 王晓峰 王克东 《物理实验》 2025年第2期57-63,共7页

为使学生直观地理解态密度的物理意义并掌握研究态密度的实验方法,设计适合学生参与的常温大气下测量材料的表面态密度实验.制备具有代表性的样品石墨和金,并用STM分别扫描样品的形貌图和扫描隧道谱.分析石墨和金样品的扫描隧道谱,得到... 为使学生直观地理解态密度的物理意义并掌握研究态密度的实验方法,设计适合学生参与的常温大气下测量材料的表面态密度实验.制备具有代表性的样品石墨和金,并用STM分别扫描样品的形貌图和扫描隧道谱.分析石墨和金样品的扫描隧道谱,得到了半金属和金属的态密度特征;分析在超高真空STM中测试SnSe的扫描隧道谱,得到了典型半导体的态密度特征. 展开更多

关键词 态密度 扫描隧道显微镜 扫描隧道谱

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一维双方势垒单势阱模型的共振隧穿条件研究 被引量：2

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作者 曾嘉钟 曾孝奇 《大学物理》 2024年第3期5-10,共6页

对于双势垒或多势垒系统,当入射粒子能量符合共振能级时将产生共振隧穿,使穿透率为一极大值,这样一个重要的性质在很多量子或半经典器件中都有广阔的应用前景.本文主要研究一维双方势垒模型及具有高度对称性的ABABA型双方势垒系统.从薛... 对于双势垒或多势垒系统,当入射粒子能量符合共振能级时将产生共振隧穿,使穿透率为一极大值,这样一个重要的性质在很多量子或半经典器件中都有广阔的应用前景.本文主要研究一维双方势垒模型及具有高度对称性的ABABA型双方势垒系统.从薛定谔方程出发,通过推导获得了一般的一维双方势垒系统的透射率计算方法,为数值计算提供了参考公式,并证明了透射率解析解的存在.对于具有高度对称性的ABABA型双方势垒系统模型,本文推导了透射率的解析表达式,并且给出了共振遂穿条件的解析解,探讨了共振隧穿所需条件及影响因素. 展开更多

关键词 双方型势垒 共振隧穿 解析解.

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应用于原代T细胞酪氨酸磷酸化蛋白质组的高灵敏度分析方法

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作者 梁富超 柯弥 田瑞军 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期693-701,共9页

酪氨酸磷酸化在T细胞的信号转导过程中发挥着重要的作用,然而其丰度较低,鉴定困难。生物组织样本中分离获得的原代T细胞数量较少,培养和扩增的难度较大,因而常使用永生化细胞系来研究T细胞的酪氨酸磷酸化介导的信号转导过程,这通常会导... 酪氨酸磷酸化在T细胞的信号转导过程中发挥着重要的作用,然而其丰度较低,鉴定困难。生物组织样本中分离获得的原代T细胞数量较少,培养和扩增的难度较大,因而常使用永生化细胞系来研究T细胞的酪氨酸磷酸化介导的信号转导过程,这通常会导致获得与原代T细胞相差较大的结论。因此,本研究发展了一种解析原代T细胞酪氨酸磷酸化修饰信号的高灵敏度的蛋白质组学方法。首先,针对原代T细胞数量有限的问题,本研究优化了一套从小鼠脾脏中分离、活化和扩增T细胞的完整流程,第4天时T细胞数量扩增到7倍以上;其次,针对酪氨酸磷酸化修饰丰度较低、不易被质谱检测的难题,本研究利用SH2超亲体(SH2-superbinder)亲和富集和固定化钛离子亲和色谱(Ti^(4+)-IMAC)技术对抗CD3和抗CD28单克隆抗体共刺激条件下的原代T细胞多肽样品进行了酪氨酸磷酸化多肽富集,并结合纳升液相色谱-串联质谱(nanoLC-MS/MS)进行解析。最终成功从1 mg蛋白质中鉴定到282个酪氨酸磷酸化位点,其中包含T细胞受体膜蛋白CD3胞内区的免疫受体酪氨酸激活序列(ITAM)上的多个酪氨酸磷酸化位点,以及信号转导相关蛋白ZAP70、LAT、VAV1等的重要位点信息。综上,本研究发展了一套深度解析原代T细胞中的酪氨酸磷酸化修饰的高灵敏度蛋白质组学分析流程,有望应用于绘制更接近生理状态下的信号转导网络。 展开更多

关键词 纳升液相色谱-串联质谱 酪氨酸磷酸化 原代T细胞 共刺激 信号转导

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基于OpenCV提升电子荷质比的测量精度

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作者 邵明珍 张欢 +3 位作者 邓冬梅 刘丽莎 王克东 王才林 《物理实验》 2024年第4期1-6,共6页

利用计算机视觉库OpenCV提供的Hough圆检测方法对塞曼效应实验中光的干涉圆环进行拟合,采用拟合的直径数据计算电子荷质比,并与CCD自带的三点画圆测量干涉圆环直径的方法进行对比.实验结果表明:利用三点画圆方法得到的数据计算电子荷质... 利用计算机视觉库OpenCV提供的Hough圆检测方法对塞曼效应实验中光的干涉圆环进行拟合,采用拟合的直径数据计算电子荷质比,并与CCD自带的三点画圆测量干涉圆环直径的方法进行对比.实验结果表明:利用三点画圆方法得到的数据计算电子荷质比的相对偏差为9.09%,利用Hough圆检测方法得到的数据计算电子荷质比的相对偏差为1.13%,有效提升了测量精度.为了提升测量的便捷性,基于Vue数据双向绑定技术,实现了基于HTML5的跨平台交互应用界面,打破了编程语言需要特定运行环境的限制,在该界面中,通过对拟合参量的调节,实现干涉圆环和圆心的同步拟合显示,并将拟合得到的圆心坐标和直径大小直观显示在界面中,方便电子荷质比的计算. 展开更多

关键词 电子荷质比 塞曼效应 OPENCV Hough圆检测 HTML5

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多普勒效应对雷电源辐射定位的影响关系研究 被引量：1

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作者 刘琳 王彩霞 +3 位作者 田杨萌 崔丽兰 张潇艺 杨辉 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1049-1056,共8页

定位过程中考虑雷电辐射源运动所产生的多普勒效应这一因素,有助于提高定位结果的准确程度.基于电磁波多普勒效应和阵列信号的波束形成算法,本文建立了多普勒效应对接收信号和雷电辐射源定位的数学模型,研究了雷电源的运动速度、运动方... 定位过程中考虑雷电辐射源运动所产生的多普勒效应这一因素,有助于提高定位结果的准确程度.基于电磁波多普勒效应和阵列信号的波束形成算法,本文建立了多普勒效应对接收信号和雷电辐射源定位的数学模型,研究了雷电源的运动速度、运动方向对定位结果的影响,总结了多普勒效应对定位结果产生影响的变化关系.仿真结果表明:当雷电发展速度增加时,接收频率误差随之增加,尤其雷电源运动速度在107~108 m/s(箭式先导和回击阶段)产生的频率误差值呈现激增的趋势,其相对误差在20%左右,雷电源辐射定位的准确度也急剧下降;雷电源运动方向与来波方向夹角α在180°~360°时接收频率误差的变化为先减小后增大,雷电源辐射定位的准确度有不同程度的下降.该研究可为雷电精细化研究提供依据. 展开更多

关键词 多普勒效应 定位 波束形成算法 雷电源辐射 运动雷电源

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不对称有机催化MBH碳酸酯与噻唑基烯酮的[1+4]环化反应构建含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物 被引量：2

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作者 刘畅 张鹏飞 李鹏飞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2272-2278,M0004,共8页

发展了一种手性有机膦催化的Morita-Baylis-Hillman(MBH)碳酸酯与1-芳基-3-(5-噻唑基)-2-丙烯-1-酮的不对称[1+4]环化反应,用于不对称合成含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物.该反应的产率为49%~96%,对映选择性(e.e.)为92%~99%,非对映选... 发展了一种手性有机膦催化的Morita-Baylis-Hillman(MBH)碳酸酯与1-芳基-3-(5-噻唑基)-2-丙烯-1-酮的不对称[1+4]环化反应,用于不对称合成含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物.该反应的产率为49%~96%,对映选择性(e.e.)为92%~99%,非对映选择性(d.r.)从6∶1至高于20∶1.该研究拓展了手性有机膦催化体系的应用范围,同时为高效构建含有噻唑和二氢呋喃2种结构单元的手性杂环化合物提供了良好的催化策略. 展开更多

关键词 不对称有机催化 环化反应 噻唑基烯酮 MBH碳酸酯 二氢呋喃

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基于3种非天然糖代谢标记的分泌蛋白质组分析性能对比 被引量：1

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作者 毛源 郑江南 +1 位作者 封顺 田瑞军 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1086-1093,共8页

分泌蛋白质是调控细胞间信号转导的重要生物大分子。由于分泌蛋白的丰度相比于胞内蛋白以及培养基添加剂更低,因此分泌蛋白的高通量鉴定是目前蛋白质组学界研究的热点和难点。目前,基于生物质谱的分泌蛋白质组学分析一般均需要从无血清... 分泌蛋白质是调控细胞间信号转导的重要生物大分子。由于分泌蛋白的丰度相比于胞内蛋白以及培养基添加剂更低,因此分泌蛋白的高通量鉴定是目前蛋白质组学界研究的热点和难点。目前,基于生物质谱的分泌蛋白质组学分析一般均需要从无血清的条件培养基中获得分泌蛋白质,再对其进行富集和分析。该流程操作步骤繁琐,易造成分泌蛋白质的损失和降解。本工作采用基于生物正交化学生物学技术实现对分泌蛋白质的高选择性标记和高效富集。通过结合点击化学技术,综合评估了分泌蛋白质分析中用于代谢标记的不同糖类似物。采用3种最常用的商品化糖类似物,N-叠氮乙酰甘露糖胺(ManNAz)、N-叠氮乙酰半乳糖胺(GalNAz)和N-叠氮乙酰葡萄糖胺(GlcNAz)分别对HeLa细胞进行代谢标记,之后通过炔基生物素探针对条件培养基中的分泌蛋白进行富集,结合质谱分析来对比3种糖类似物对分泌蛋白的标记效率。最后通过无标定量蛋白质组学分析,系统评估了3种糖类似物用于分泌蛋白质组分析的性能。结果表明,基于ManNAz的分泌蛋白标记方法鉴定到了282个分泌蛋白、224个细胞质膜蛋白以及846个N-糖基化位点;对分泌蛋白的富集效率分别较GalNAz和GlcNAz提高了130%和67.2%;对细胞质膜蛋白的富集效率较GalNAz和GlcNAz分别提高了273.3%和148.7%,体现出了明显的优势。本研究的实验结果为分泌蛋白高选择性富集和系统分析提供了有益的对比分析和新技术策略。 展开更多

关键词 液相色谱 串联质谱 分泌蛋白 点击化学 代谢标记 糖类似物

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高通量蛋白质组学分析研究进展 被引量：16

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作者 吴琼 隋欣桐 田瑞军 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期112-117,共6页

基于质谱的蛋白质组学技术已经日趋成熟,可以对细胞和组织中的成千上万种蛋白质进行全面的定性和定量分析,逐步实现“深度覆盖”。随着生物医学日益增长的大队列蛋白质组学分析需求,如何在保持较为理想的覆盖深度下实现短时间、快速的... 基于质谱的蛋白质组学技术已经日趋成熟,可以对细胞和组织中的成千上万种蛋白质进行全面的定性和定量分析,逐步实现“深度覆盖”。随着生物医学日益增长的大队列蛋白质组学分析需求,如何在保持较为理想的覆盖深度下实现短时间、快速的“高通量”蛋白质组学分析已成为当前亟需解决的关键问题之一。常规的蛋白质组学分析流程通常包括样品前处理、色谱分离、质谱检测和数据分析。该文从以上4个方面展开介绍近10年以来高通量蛋白质组学分析技术取得的一系列研究进展,主要包括:(1)基于高通量、自动化移液工作站的蛋白质组样品前处理方法;(2)基于微升流速液相色谱与质谱联用的高通量蛋白质组检测方法;(3)利用灵敏度高、扫描速度快的质谱仪实现短色谱梯度分离下蛋白质组深度覆盖的分析方法;(4)基于人工智能、深度神经网络、机器学习等的蛋白质组学大数据分析方法。此外,对高通量蛋白质组学面临的挑战及其发展进行展望。总而言之,预期在不久的将来高通量蛋白质组学技术将会逐步“落地转化”,成为大队列蛋白质组学分析的利器。 展开更多

关键词 高通量 蛋白质组学 质谱 色谱 样品前处理

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基于矩阵PBM的煤粉超细粉碎过程研究 被引量：3

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作者 楚长青 赵冰龙 +4 位作者 白雪涛 吴昌宁 翁力 李国涛 刘科 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1906-1914,共9页

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1.5 L立式搅拌磨机考察了不... 建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1.5 L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小,基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式,研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的,建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0.3~1.8 mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。 展开更多

关键词 超细磨 PBM模型 超净煤 粒度分布 搅拌磨机

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不同储煤量工况下煤仓围岩稳定性数值模拟分析研究

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作者 王永明 雷顺 张弘毅 《能源与环保》 2023年第8期6-10,共5页

煤仓稳定性对整个矿井的高效生产至关重要。提出了一种离散元和有限元相结合的技术分析方法,用于研究不同储煤量对煤仓围岩稳定性的影响。首先,使用离散元仿真分析提取了散体煤块颗粒作用于仓壁的应力数据;然后,将这些节点应力数据重新... 煤仓稳定性对整个矿井的高效生产至关重要。提出了一种离散元和有限元相结合的技术分析方法,用于研究不同储煤量对煤仓围岩稳定性的影响。首先,使用离散元仿真分析提取了散体煤块颗粒作用于仓壁的应力数据;然后,将这些节点应力数据重新加载到有限元仿真分析中的煤仓壁对应节点,从而实现了煤仓储煤量分布应力对煤仓围岩稳定性的分析。研究结果表明,在煤仓满载时,底部料斗连接处水平位移较大;此外,随着储量的增加,垂直位移也不断增加。该研究提供了煤仓设计施工的指导,并为散体颗粒应力表征和重加载的研究提供了新思路。 展开更多

关键词 煤仓 储煤量 围岩稳定性 离散元 有限元

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6.0 Mt/a矿井改造主要问题方案探讨及对策

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作者 王永明 张弘毅 《山东煤炭科技》 2023年第9期107-110,124,共5页

基于“提质增效”“稳产保供”,对矿井扩能改造至6.0 Mt/a进行研究。通过“三下”压煤实地调研,分村庄搬迁与否进行了矿井服务年限测算,得出实现6.0 Mt/a生产能力可行,但仅有8~11 a的产量保持期;对比计算了“峰谷”与均衡生产两种组织... 基于“提质增效”“稳产保供”,对矿井扩能改造至6.0 Mt/a进行研究。通过“三下”压煤实地调研,分村庄搬迁与否进行了矿井服务年限测算,得出实现6.0 Mt/a生产能力可行,但仅有8~11 a的产量保持期;对比计算了“峰谷”与均衡生产两种组织方式利润差达52.3亿元;就矿井主提能力“卡脖子”的问题进行了方案优选;研究分析了井下选矸方案的“路线”风险,形成了用于决策的若干建议。 展开更多

关键词 矿井 扩能改造 “三下”压煤

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