区域生态系统洪水调节服务供需平衡及风险管理分区——以山西省岚县为例

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作者 杨丽雯 张亚琳 +4 位作者 马雅丽 栾青 洪丹丹 王大勇 徐树媛 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期545-556,共12页

为了更好地调节和管理洪水风险,使用 SCS-CN模型计算洪水调节服务供给量,使用 FloodArea模型模拟洪水淹没量表示洪水调节服务需求量,评价山西省岚县 5年一遇、10年一遇和 25年一遇洪水调节服务的供需关系,并结合人口分布进行风险管理分... 为了更好地调节和管理洪水风险,使用 SCS-CN模型计算洪水调节服务供给量,使用 FloodArea模型模拟洪水淹没量表示洪水调节服务需求量,评价山西省岚县 5年一遇、10年一遇和 25年一遇洪水调节服务的供需关系,并结合人口分布进行风险管理分区,得到如下结果.1)5年、10年和 25年一遇洪水调节服务供给量呈增加趋势,10年一遇比 5年一遇洪水调节服务供给量低 33.05%,主要源于土壤湿润状况不同.2)5年一遇、10年一遇和 25年一遇洪水调节服务需求量逐渐增加,5年一遇和 10年一遇洪水连续发生时,风险主要来自淹没深度的增加.3)10年一遇洪水调节服务供需不平衡面积远高于 5年和 25年一遇洪水,表明生态系统洪水调节服务供给不足以应对小洪水和中洪水连续发生的情况;5年一遇和 25年一遇供需不平衡面积受海拔高度和土地利用的影响,10年一遇供需不平衡面积受降雨量的显著影响.4)5年、10年和 25年一遇洪水调节服务强优先管理区仅分布于东村镇,优先管理区和亚优先管理区分布与洪水调节服务供需不平衡区域基本一致.研究结果可为汾河上游生态系统服务管理和洪水风险管理提供理论依据. 展开更多

关键词 生态系统服务 洪水调节 供需平衡 洪水风险管理 岚县

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多煤层重复开采地表下沉系数演变研究 被引量：4

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作者 张明媚 薛永安 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期152-156,共5页

以太原西山矿区杜儿坪煤矿南三盘区为研究区,采用FLAC3D软件建立数值模型,分析矿区2^(#)、3^(#)煤层重复开采后的地表下沉系数演变规律。数值模拟实验结果表明:沉陷预计结果与原有成果、PS-InSAR监测结果均吻合较好,下沉系数随重复采动... 以太原西山矿区杜儿坪煤矿南三盘区为研究区,采用FLAC3D软件建立数值模型,分析矿区2^(#)、3^(#)煤层重复开采后的地表下沉系数演变规律。数值模拟实验结果表明:沉陷预计结果与原有成果、PS-InSAR监测结果均吻合较好,下沉系数随重复采动次数增加呈现增大趋势,表现为2^(#)煤层分层开采时的下沉系数是一次采全高的1.1倍,继续开采下部3^(#)煤层时下沉系数是2^(#)煤层分层开采时的1.27倍。研究结果为多煤层重复开采下的地表沉陷防控和地物保护提供了依据,也为开展重复采动生态损伤及恢复治理等研究提供了基础参考。 展开更多

关键词 分层开采 重复采动 下沉系数 沉陷规律 数值模拟

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中国煤田构造研究的史实概览、主要进展与前景展望

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作者 曹代勇 琚宜文 +9 位作者 夏玉成 姜波 宁树正 魏迎春 王安民 李小明 占文锋 李焕同 王路 蔡卓程 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期1-23,共23页

【背景】煤田构造是煤田地质学的基础内容之一,中国煤田构造研究已有上百年历史,经历了探索、学习、创新的发展历程,取得众多研究成果,为保障我国煤炭长期稳定供应发挥了积极作用。在中国能源结构优化和煤田地质转型升级的时间节点,梳... 【背景】煤田构造是煤田地质学的基础内容之一,中国煤田构造研究已有上百年历史,经历了探索、学习、创新的发展历程,取得众多研究成果,为保障我国煤炭长期稳定供应发挥了积极作用。在中国能源结构优化和煤田地质转型升级的时间节点,梳理煤田构造研究的发展脉络,总结经验、思考新形势下的发展方向,无疑具有重要的现实意义和历史意义。【方法】基于文献分析并结合作者团队的长期科研实践,讨论煤田构造研究的学科性质,回顾国内外煤田构造研究历程,总结我国煤田构造研究所取得的主要成就,分析面临的问题和挑战,展望煤田构造研究的发展趋势。【进展和展望】体现中国特色的煤田构造理论和方法体系是广大煤田地质工作者学习国外先进地质科学理论,立足于我国煤田地质工作实践逐步建立起来的。近年来取得的重要成果包括:深化了对中国煤田构造特征和时空差异性的认识、煤田区域构造和煤盆地构造研究持续深入、构造控煤概念的形成与发展、煤田滑脱构造研究取得重大突破、煤变形–变质作用研究成果显著、煤系矿产的构造控制受到关注、矿井构造研究成为热点方向。我国煤田地质构造的复杂性决定了构造研究在煤炭资源勘查和开发中的重要作用,在今后若干年内,我国煤田构造研究将紧密追踪当代地质科技进展、面向国家和行业发展需求,深化和拓宽研究领域,坚持特色、突出创新,进一步完善和发展中国煤田构造理论与方法体系。 展开更多

关键词 煤田构造 构造控煤 史实概览 研究进展 前景展望

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关于煤系石墨鉴定标准的讨论 被引量：6

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作者 曹代勇 王路 +7 位作者 朱文卿 吴国强 魏迎春 宁树正 王桂香 肖金成 徐祥 刘亢 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期105-113,共9页

煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶... 煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶跃性演化和物质组成非均质性等特点,造成矿种鉴别的复杂性。为制定科学实用的鉴定标准,从成矿机制研究和资源评价需求出发,按照矿石总体石墨化程度由高至低,划分了煤系石墨一号、二号、三号等3种类型;在前期工作的基础上,补充了110多组实测数据,修改完善了由初步鉴定指标和精确鉴定指标构成的煤系石墨鉴定指标体系。初步鉴定指标包括挥发分产率V_(daf)和最大反射率R_(max),用于资源评价和地质勘查阶段初步区分煤与煤系石墨;精确鉴定指标包括晶面间距d_(002)及其等效的石墨化度G、拉曼光谱参数R_(2),用以精确鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨类型。基于涵盖我国主要煤系石墨矿山500余组样品实测数据统计分析结果,确定了煤系石墨类型划分指标:煤系石墨一号,0.3354 nm≤d_(002)<0.3380 nm(G>0.70)、R_(2)<0.50;煤系石墨二号,0.3380 nm≤d_(002)<0.3400 nm(G>0.50~0.70)、R_(2)值范围0.50~0.60;煤系石墨三号,0.3400 nm≤d_(002)<0.3440 nm(G>0~0.50),R_(2)值范围0.50~0.60。根据上述指标,建立了煤系石墨鉴定模板,主要煤系石墨矿山样品测试数据表明,该鉴定模版具有实用性和可操作性。 展开更多

关键词 煤系石墨 鉴定标准 指标 类型划分 鉴定模板

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县域国土空间斜坡地质灾害敏感性评价研究 被引量：11

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作者 薛永安 王玉洁 +2 位作者 朱婧聪 李昊辰 张明媚 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期219-230,共12页

地质灾害敏感性评价对灾害预测具有重要作用,由于县域国土空间面积较小,斜坡地质灾害发育数量相对较少,导致敏感性评价模型不同而预测结果差异较大,难以真正有效的服务防灾救灾工作。本文以山西省五寨县为研究区,以高程、坡度、坡向、... 地质灾害敏感性评价对灾害预测具有重要作用,由于县域国土空间面积较小,斜坡地质灾害发育数量相对较少,导致敏感性评价模型不同而预测结果差异较大,难以真正有效的服务防灾救灾工作。本文以山西省五寨县为研究区,以高程、坡度、坡向、地势起伏度、地质构造、地层岩组、道路工程扰动、河流水系和植被覆盖为敏感性评价因子,综合运用GIS空间分析、相关性分析、确定性系数、支持向量机、随机森林等方法,将基于统计思想的确定性系数模型(CF)和基于机器学习的支持向量机模型(SVM)进行组合,构建CF-SVM组合模型,利用研究区93处斜坡地质灾害点,分别采用CF模型、SVM模型、随机森林模型(RF)和CF-SVM模型进行敏感性评价,并对4种模型的评价结果、模型精度、模型适用性进行了分析。结果表明:CF-SVM模型精度最高(AUC=0.828),所划分极高敏感区分布较SVM模型更合理,以较小面积分布较多灾害点,而低敏感区分布较CF模型更符合实际情况,以较大面积分布极少灾害点。其次是RF模型(AUC=0.823),再次是SVM模型(AUC=0.817),CF模型精度则相对较低(AUC=0.780)。CF-SVM模型融合了2种单模型的优势,消除了CF模型所划分低敏感区面积占比较小和SVM模型所划分极高敏感区面积占比过大的不合理性,是县域国土空间较CF模型、SVM模型和RF模型更具鲁棒性、精准性的斜坡地质灾害敏感性评价模型,为县域国土空间地质灾害敏感性评价、防灾减灾工作提供了技术参考。 展开更多

关键词 斜坡地质灾害 确定性系数 支持向量机 随机森林 敏感性评价 国土空间

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基于CF与SVM的小样本斜坡地质灾害敏感性评价研究 被引量：3

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作者 薛永安 王玉洁 +2 位作者 朱婧聪 李昊辰 张明媚 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期672-681,共10页

地质灾害点数量是影响敏感性评价结果的重要因素之一,针对某一年份发育灾害点作为样本点时数量较少引起敏感性评价模型适用性不明的问题,以山西省西北部的五寨县为研究区,基于地形地貌、地质因素、人为动力因素和自然因素4个孕灾因素建... 地质灾害点数量是影响敏感性评价结果的重要因素之一,针对某一年份发育灾害点作为样本点时数量较少引起敏感性评价模型适用性不明的问题,以山西省西北部的五寨县为研究区,基于地形地貌、地质因素、人为动力因素和自然因素4个孕灾因素建立评价因子集,选择确定性系数(CF模型)和支持向量机(SVM模型)为单模型构建组合评价模型(CF-SVM模型),利用五寨县2017年53处斜坡地质灾害点,分别采用上述3种模型进行了敏感性评价,同时采用信息量(I模型)和SVM模型构建的组合模型(I-SVM模型)进行了对比。结果表明:1)CF模型、I模型、SVM模型、CF-SVM模型和I-SVM模型的AUC值分别为0.906、0.855、0.844、0.934和0.891,模型精度均较好。其中,CF-SVM模型分别较CF模型和SVM模型精度增益3.09%和10.66%,较I模型和I-SVM模型精度高9.24%和4.83%,是3种单模型和两种组合模型中评价精度最高和小样本情况下适用性更好的模型;2)CF-SVM模型评价研究区斜坡地质灾害低敏感区(45.09%)、中敏感区(30.98%)、高敏感区(15.43%)和极高敏感区(8.50%)的面积分别为:627.205、430.873、214.652和118.270 km^(2),所分布灾害点分别占总灾害点3.77%、13.21%、26.42%和56.60%,频率比分别为0.08、0.43、1.71和6.66;3)研究区斜坡地质灾害极高敏感区主要沿水系走向分布于西部黄土丘陵区和东南部土石山区,而低敏感区由高、中敏感区向外扩展呈全域分布。 展开更多

关键词 斜坡地质灾害 空间分布特征 确定性系数 支持向量机 信息量 敏感性评价

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陕西省明代饥荒的时空分布及灾害因素

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作者 高兴 周俊俊 +3 位作者 王星星 李佩韦 吴朋 张冬梅 《古地理学报》 北大核心 2025年第3期802-810,共9页

基于地方志、汇编资料、公开史料检索平台等多源资料,提取陕西省明代(1368—1644年)饥荒发生的县次、时间特征、灾害因素等信息,采用语义量化、统计分析、指数构建等方法分析饥荒发生的时空分布特征,构建饥荒指数序列,并捕捉引发饥荒的... 基于地方志、汇编资料、公开史料检索平台等多源资料,提取陕西省明代(1368—1644年)饥荒发生的县次、时间特征、灾害因素等信息,采用语义量化、统计分析、指数构建等方法分析饥荒发生的时空分布特征,构建饥荒指数序列,并捕捉引发饥荒的灾害因素。结果表明:(1)陕西省明代饥荒呈现出显著的阶段性及月份季节变化特征,可以划分为1368—1420年、1421—1600年、1601—1644年3个阶段,第3阶段饥荒发生的程度最重、范围最广泛,在季节上分布相对分散且集中发生于七月、二月等月份,周期性分析显示饥荒发生与太阳活动存在关联。(2)饥荒呈现出广泛性、聚集性和显著正空间自相关性,各区域间饥荒分布特征存在明显差异,关中饥荒频次高但陕北、陕南受灾更重,陕南饥荒分布聚集性尤为突出。(3)旱灾、旱灾—虫灾分别是单灾害因素(SF)、双灾害因素(DF)中最为显著的灾害因素,DF引发的饥荒程度较SF更重,旱灾、虫灾(蝗灾为主)、涝灾是引发饥荒最关键的灾害因素。各区域引发饥荒的关键灾害因素存在差异,陕北饥荒受旱灾主导,关中饥荒原因多为虫灾,陕南饥荒多由涝灾引发,这与各区域截然不同的自然环境有关。 展开更多

关键词 饥荒 时空变化特征 自然灾害 明代 陕西

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超采区地下水位控制和考核指标确定方法

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作者 帅官印 崔伟哲 +4 位作者 邵景力 崔亚莉 张秋兰 张喆 徐树媛 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第3期64-69,共6页

为了有效管控地下水超采区,从区域控制和漏斗区控制两个角度考虑,提出一种选取地下水控制井以及确定控制水位和考核水位指标的方法。对于整个超采区,采用泰森多边形法划定每口控制井的控制面积,将每口控制井的控制面积占区域面积的比例... 为了有效管控地下水超采区,从区域控制和漏斗区控制两个角度考虑,提出一种选取地下水控制井以及确定控制水位和考核水位指标的方法。对于整个超采区,采用泰森多边形法划定每口控制井的控制面积,将每口控制井的控制面积占区域面积的比例作为权重,计算出区域面积加权平均水位,进而根据与该平均水位的接近程度,选出一口区域水位控制井,并将其最近平水年年末的水位作为今后的控制和考核水位。但是,当评价年为枯水年时,需要在控制水位的基础上减去松弛量确定考核水位。对于地下水漏斗区,利用水位等值线图,判断漏斗分布情况,进而从漏斗中心附近选取一口控制井,同样也将其最近平水年年末的水位作为控制和考核水位。以河北省馆陶县为例,选取的区域和漏斗控制井分别为监测井W16和W17;当政府未制定水位恢复规划时,区域控制水位确定为17.13 m;当政府制定了水位恢复规划时,比如5 a内水位恢复0.5 m,那么区域控制水位需要在17.13 m的基础上每年增加0.1 m;丰水年、平水年考核水位等于控制水位,枯水年考核水位等于控制水位减去0.93 m(松弛量);漏斗区控制和考核水位均确定为12.19 m。 展开更多

关键词 超采区 地下水漏斗区 控制水位 考核水位 馆陶县

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神南矿区“110工法”采空区覆岩稳定性研究 被引量：4

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作者 张卫 陈玉涛 +1 位作者 倪倩 臧立岩 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期106-110,共5页

以神南矿区为工程背景,采用岩体微观室内实验、现场监测、物理模拟实验(DIC监测、应变监测)和FLAC3D数值模拟方法,分析了矿区主要岩层岩体结构特征,获得了“110工法”(一种新型的无煤柱开采技术)开采工艺下采空区上覆岩体位移场和应力... 以神南矿区为工程背景,采用岩体微观室内实验、现场监测、物理模拟实验(DIC监测、应变监测)和FLAC3D数值模拟方法,分析了矿区主要岩层岩体结构特征,获得了“110工法”(一种新型的无煤柱开采技术)开采工艺下采空区上覆岩体位移场和应力场的演变规律。研究结果表明:神南矿区岩体节理裂隙发育程度较高,岩体质量等级较差;110工法利用岩体的碎胀效应和高恒阻能量吸收锚索补偿力学支护特性,在千米级埋深的煤层开采中仍具有良好的沿空留巷效果;110工法下的采空区位移沉降从大到小依次为中部区域、切线侧区域、非切线侧区域。110工法的切顶卸压和高恒阻能量吸收锚索的联合开采技术,可为其他地下空间中大变形软弱围岩的稳定性研究提供科学依据。 展开更多

关键词 采空区 110工法 干湿循环 数值模拟 物理模型

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基于FTIR与烷烃气碳同位素特征的中阶煤结构演化研究 被引量：1

10

作者 王路 赵庆珍 +2 位作者 翟志伟 李江涛 李靖 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期171-177,共7页

煤变质作用过程存在多次阶跃点,并发生以热降解-热裂解作用为主形成烷烃气。为探究中阶煤结构演化特征,以西山煤田中阶煤为研究对象,采用傅里叶红外光谱测试分析方法对中阶煤化学结构演化特征及其与烷烃气碳同位素关系进行了研究。结果... 煤变质作用过程存在多次阶跃点,并发生以热降解-热裂解作用为主形成烷烃气。为探究中阶煤结构演化特征,以西山煤田中阶煤为研究对象,采用傅里叶红外光谱测试分析方法对中阶煤化学结构演化特征及其与烷烃气碳同位素关系进行了研究。结果表明,煤层气碳同位素值位于-57.20‰~-31.41‰之间,乙烷与甲烷碳同位素值相比变化相对较弱。样品中羟基以自缔合氢键为主,芳香烃结构以苯环三取代为主,芳碳率在演化中变化较弱,芳环缩合度则出现增大—减小—增大的变化趋势,脂肪烃以亚甲基含量为主,支链化程度参数在演化中出现减小—急增—减小的阶段性变化。结合甲烷碳同位素特征分析认为,中阶煤阶段结构演化可划分为五个阶段,第一阶段(0.65%<Ro<1.10%)以热解作用为主导,δ13C1呈微弱减小的趋势;第二阶段(1.10%<Ro<1.30%)以热解与缩聚的叠合为主,δ13C1值开始变重;第三阶段(1.30%<Ro<1.50%)由煤的热解逐渐进入以缩聚作用为主,烷烃气大量生成,δ13C1值变重趋势减弱;第四阶段(1.50%<Ro<1.80%)以缩聚作用为主,第五阶段(1.80%<Ro<2.0%)则由芳环的缩聚为叠合阶段做准备,δ13C1值的减小或与纳米孔隙结构变化对甲烷吸附的差异有关。中阶煤化学结构演化和碳同位素变化关系的研究对指导煤层气勘探开发和煤炭资源清洁利用具有重要意义。 展开更多

关键词 中阶煤 红外光谱 化学结构 烷烃气 碳同位素

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构造物理化学条件对煤变质作用的控制 被引量：10

11

作者 曹代勇 刘志飞 +3 位作者 王安民 王路 丁正云 李阳 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期439-448,共10页

煤是对温度和压力等地质因素十分敏感的有机岩,各种构造-热事件控制下的物理化学条件,是促进煤岩演化的根本动力。本文对煤变质作用过程的研究现状进行了综述,着重讨论了煤岩在高煤阶-石墨演化阶段的控制因素、演化过程和演化机制。煤... 煤是对温度和压力等地质因素十分敏感的有机岩,各种构造-热事件控制下的物理化学条件,是促进煤岩演化的根本动力。本文对煤变质作用过程的研究现状进行了综述,着重讨论了煤岩在高煤阶-石墨演化阶段的控制因素、演化过程和演化机制。煤变质作用包括煤化作用阶段和石墨化作用阶段,共同构成一个连续的有机质演化过程,总体趋势是分子结构有序化、化学成分单一化,最终演变为以碳元素为主、三维有序结构的石墨。温度和压力(应力)是控制煤变质作用两大因素,在不同的演化阶段,这两大因素所起的作用和演变机理都有所差异。在低、中煤阶演化阶段,温度是煤化学结构演化的主要控制因素,为化学键断裂提供活化能,应力缩聚和应力降解则对煤化学结构演化具有催化作用。高煤阶-石墨化阶段的主要机制是导致基本结构单元BSUs之间相互联结使短程有序化范围增大的拼叠作用,构造应力在其中起到关键作用,BSUs定向和面网间距不断减小,促进大分子物理结构演化。加强煤变质作用的高级阶段-石墨演化过程的研究,将丰富和深化对煤-石墨物理化学结构完整演化序列的认识。煤系石墨成矿机制的高温高压模拟实验,则为煤变质作用构造物理化学条件研究提供了可行的技术手段。 展开更多

关键词 煤变质作用 煤化作用 石墨化作用 构造物理化学条件 演化机制

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酸化预处理对焦煤可溶有机质组成和结构的影响 被引量：7

12

作者 王芳芳 张小东 +2 位作者 平晓朵 张硕 刘晓 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期896-903,共8页

为了探究酸化预处理对煤的可抽提物组成及大分子结构的影响,采用HCl、HF对山西古交焦煤进行酸化脱矿物处理,并选取不同浓度的四氢呋喃(THF)对原煤(RC)及酸化煤(DC)进行溶剂抽提实验,借助色谱-质谱(GC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等现代... 为了探究酸化预处理对煤的可抽提物组成及大分子结构的影响,采用HCl、HF对山西古交焦煤进行酸化脱矿物处理,并选取不同浓度的四氢呋喃(THF)对原煤(RC)及酸化煤(DC)进行溶剂抽提实验,借助色谱-质谱(GC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等现代技术手段,对比分析了原煤、酸化煤的抽提物组成及抽余物的主要官能团和结构参数的差异。研究表明:随着溶剂浓度的增加,原煤和酸化煤的抽提率都有增大的趋势,酸化后,煤中矿物质显著减少,溶剂可渗性增大,抽提率明显增大,但酸化预处理对高浓度THF抽提率的增加效应不明显,原因在于高浓度THF溶剂已经能较大限度地抽提出焦煤中的可溶离组分,酸化预处理对可溶离组分的促进作用相对较弱,所以随着溶剂浓度的增高,原煤及酸化煤的抽提率差异呈现减小的趋势;酸化预处理后,煤样的富氢程度参数(I_(1))值明显减小,比原煤小了0.61,随着THF浓度的增高,原煤的I_(1)值先减小后增大,而酸化煤的I_(1)值先增大再减小,二者呈现完全相反的趋势;芳构化程度参数(I_(2))和富氧程度参数(I_(3))明显增大,其中I_(2)值是原煤的2倍,I_(3)值为11.82,几乎是原煤的3倍,且原煤经不同浓度THF抽提后,含氧指数I_(3)值表现出先增大后减小的特征,酸化煤表现出减小的特征;脂肪结构参数(I_(4))明显减小,仅为原煤的8%,其抽余物的I_(4)值均远远低于原煤抽余物;酸化煤抽提物中杂原子化合物的相对含量极大减少,降低幅度范围为83.14%~89.64%,脂肪烃相对含量显著增大,是原煤抽提物中脂肪烃含量的5~26倍,主要包括二十烷、二十二烷、二十三烷等直链烃,其中C_(19)—C_(23)占抽提物总成分的79.17%;芳香类物质未见于抽提物中,原煤中也仅见于100%THF抽提物中,相对含量变化不大。研究认为,酸化预处理对煤中的脂肪结构和含氧化合物影响较大,对芳香结构的影响相对较小。 展开更多

关键词 酸化预处理 煤结构 FTIR GC-MS

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不同类型接触变质煤大分子结构差异性研究 被引量：4

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作者 束振宇 徐祥 +5 位作者 魏迎春 王安民 王路 刘志飞 陈高建 曹代勇 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期147-157,共11页

岩浆侵入煤层时发生接触变质作用,导致煤的显微组分、煤级、化学成分、物理化学结构、工艺性质发生改变。不同的构造−热条件下形成不同类型的接触变质产物。为从大分子结构尺度揭示不同类型接触变质煤的差异性及其控制因素,采用工业分... 岩浆侵入煤层时发生接触变质作用,导致煤的显微组分、煤级、化学成分、物理化学结构、工艺性质发生改变。不同的构造−热条件下形成不同类型的接触变质产物。为从大分子结构尺度揭示不同类型接触变质煤的差异性及其控制因素,采用工业分析、元素分析、反射率测定、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等测试方法,并结合地质背景分析,开展山西大同塔山矿区天然焦系列样品和湖南鲁塘矿区煤系石墨系列样品的对比研究。结果表明:小型浅成岩体沿断裂侵入煤层后,热作用时间短,热封闭性差,属于高温低压条件,接触变质带窄,发育天然焦−热变煤序列;该系列处于碳化作用阶段,煤大分子结构以化学变化为主,芳构化作用和环聚合作用占主导地位,表现为富碳、去氢、脱氧。侧链和官能团等活性部位缺陷减少,芳香结构单元增长并导致芳层面内缺陷增加,芳香层片并未有序排列。区域性挤压构造背景下侵入的岩株、岩基等酸性、中酸性深成岩体,热量充足,热封闭性好,为高温高压条件,接触变质带宽度可超过1 km,发育石墨−半石墨−无烟煤变质序列;煤系石墨系列的化学成分成熟度高且变化小,大分子结构以物理变化为主,主要发生拼叠作用和秩理化作用。非定向的芳香层片在力的作用下拼接叠合、旋转定向,缺陷不断减少,向三维有序的晶体结构转变。 展开更多

关键词 岩浆接触变质 天然焦 煤系石墨 大分子结构 高温低压 高温高压

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采空区冒落带内破碎岩体的渗流特征与渗透性试验研究 被引量：13

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作者 徐树媛 张永波 +1 位作者 时红 相兴华 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期128-134,共7页

为探索采空区冒落带内破碎岩体中地下水的渗流特征,建立采空区冒落带内破碎岩体渗透系数与空隙率的相关关系,确定采空区冒落带内破碎岩体的渗透系数值,并基于采空区冒落带内破碎岩体的空隙分布特征与大孔隙非均质多孔介质的水流特征,设... 为探索采空区冒落带内破碎岩体中地下水的渗流特征,建立采空区冒落带内破碎岩体渗透系数与空隙率的相关关系,确定采空区冒落带内破碎岩体的渗透系数值,并基于采空区冒落带内破碎岩体的空隙分布特征与大孔隙非均质多孔介质的水流特征,设计了一套一维渗流柱,采用常水头稳态渗透法对采空区冒落带内破碎岩体的渗透性能以及不同空隙率破碎岩体的渗透系数进行了研究。结果表明:采空区冒落带内破碎岩体中地下水流呈高速非线性渗流特征,地下水流特征明显受渗透介质空隙率与粒径分布的影响;采空区冒落带内破碎岩体的渗透性能总体上随空隙率的增加而增强,其渗透性能分为缓增区和激增区两段;采空区冒落带内破碎岩体不同区域的渗透系数差别较大,采空区中部的重新压实区破碎岩体的渗透系数明显低于两侧的裂隙发育区岩体,说明采动破坏对岩石渗透性的影响很大。 展开更多

关键词 采空区冒落带 破碎岩体 渗透系数 非达西流 渗透性试验

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基于SVM的地下采煤区沉陷灾害发育敏感性分区研究 被引量：4

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作者 薛永安 邹友峰 +3 位作者 张文志 张明媚 柳广春 宋明伟 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期108-118,共11页

地下采煤区沉陷灾害发育重点区预测目前尚无固定程式,且敏感区预测结果存在不确定性较大的问题。以山西省太原市西山地区沉陷灾害为研究对象,分别以2012年和2014年核查编录的沉陷灾害数据为建模数据和验证数据,以高程、坡度、坡向、地... 地下采煤区沉陷灾害发育重点区预测目前尚无固定程式,且敏感区预测结果存在不确定性较大的问题。以山西省太原市西山地区沉陷灾害为研究对象,分别以2012年和2014年核查编录的沉陷灾害数据为建模数据和验证数据,以高程、坡度、坡向、地势起伏度、地面曲率、地层岩组、地质构造为敏感性评价因子,综合运用GIS空间分析、统计分析和支持向量机(SVM)等方法,构建了4种核函数SVM沉陷灾害敏感性分区预测模型,分别从模型的评价因子权重、模型优选、敏感性分区预测结果、预测精度和模型适用性进行了分析。结果表明:多项式核函数SVM模型(PL-SVM)的训练精度(受试者特征曲线下面积AUC=0.854)与验证精度(AUC=0.755)均较高,模型预测能力良好,是4种模型中表现最好的模型,所划分敏感性分区结果合理,极高与高敏感区以较小面积分布较多沉陷灾害点,而低敏感区则以较大面积分布极少沉陷灾害点。PL-SVM模型预测的太原西山地区沉陷灾害发育极高、高、中和低敏感区的面积占比分别为:20.19%、17.43%、21.18%、41.20%,频率比值与敏感性等级之间呈良好的正相关,符合线性函数关系。PL-SVM模型敏感性评价结果可靠,适用性好,对地下采煤区沉陷灾害发育特征研究及灾害普查重点区预判具有参考意义。 展开更多

关键词 地下采煤区 沉陷灾害 敏感性分区 评价因子 支持向量机 预测模型 地质灾害

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热解过程中油页岩孔隙率变化规律 被引量：5

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作者 郭晋宇 刘剑 耿毅德 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第35期107-112,共6页

为预测原位热解工艺带来的水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间的方法研究了不同热解程度油页岩的孔隙率变化规律。从油母质热解造成油页岩孔隙率变化的机理出发,结合油页岩的热解反应速率方程,建立了热解过程中油页岩的孔隙率变... 为预测原位热解工艺带来的水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间的方法研究了不同热解程度油页岩的孔隙率变化规律。从油母质热解造成油页岩孔隙率变化的机理出发,结合油页岩的热解反应速率方程,建立了热解过程中油页岩的孔隙率变化定量模型,并将理论值与实验值进行了对比验证。结果表明:该模型计算结果与实验数据吻合良好,误差较小。可见该孔隙率定量模型能够较准确地计算热解过程中油页岩的孔隙率。 展开更多

关键词 油页岩 不同热解程度 孔隙率 变化机理 定量模型

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华南龙马溪组海相页岩溶剂抽提物的GC-MS分析 被引量：1

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作者 陈凤杰 张小东 +3 位作者 杨燕青 刘晓 李贵中 张硕 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2637-2649,共13页

华南志留系龙马溪组海相页岩是我国页岩气勘探的重要目标层位,为了解华南地区龙马溪组海相页岩中可溶有机质的化学组成特征,采用正己烷、氯仿、丙酮、甲醇4种不同极性溶剂对来自重庆涪陵、云南昭通、湖北宜昌地区的龙马溪组页岩样品进... 华南志留系龙马溪组海相页岩是我国页岩气勘探的重要目标层位,为了解华南地区龙马溪组海相页岩中可溶有机质的化学组成特征,采用正己烷、氯仿、丙酮、甲醇4种不同极性溶剂对来自重庆涪陵、云南昭通、湖北宜昌地区的龙马溪组页岩样品进行了索氏抽提,通过气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)对抽提物的化合物组成进行了测定。研究发现,华南龙马溪组海相页岩的溶剂抽提率普遍较低(0.02%~0.73%)。相比而言,云南昭通龙马溪组下段页岩的溶剂抽提率最高,其次为重庆涪陵和湖北宜昌的龙马溪组下段页岩,重庆涪陵龙马溪组中段页岩抽提率明显低于下段;不同溶剂抽提率对比,氯仿抽提率最高,其次为甲醇和丙酮,正己烷的抽提率最低;华南龙马溪组页岩中的可溶有机小分子化合物由微量的芳香烃、少量的脂肪烃和大量的含杂原子化合物组成,脂肪烃主要为烷烃及脂环烃,杂原子化合物中酯类较多,其次为卤代烃,醇类和酮类较少,其中邻苯二甲酸酯类和1-碘-2-甲基十一烷占有重要地位;不同地区页岩可溶有机质组成相比略有差异,表现为重庆涪陵龙马溪组中段页岩中脂肪烃相对较少,重庆涪陵龙马溪组下段页岩中脂肪烃和卤代烃相对较多,云南昭通龙马溪组下段页岩中醇类少、酮类稍多;正己烷、甲醇、丙酮溶剂对页岩中含氧小分子化合物有较好的溶出能力,氯仿溶剂对脂肪烃、卤代烃和含氧小分子化合物均有较好的溶出能力;正己烷和甲醇抽提物主要组分为酯类,氯仿抽提物主要组分为酯类、卤代烃和脂肪烃,丙酮抽提物主要组分为酯类、酰胺类、酮类和醇类。研究认为,华南龙马溪组海相页岩的溶剂抽提率、可溶有机质中脂肪烃和卤代烃含量受到沉积环境和沉积物组成的影响,可作为潜在的指相参数。 展开更多

关键词 龙马溪组 页岩 溶剂抽提 可溶有机质 气相色谱/质谱联用仪

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藏南泽当岛弧花岗岩成因限定——来自角闪石岩锆石U-Pb、地球化学和Sr-Nd同位素的证据 被引量：1

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作者 陈翰 胡古月 +1 位作者 郭英帅 王莉 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期511-524,共14页

泽当岛弧位于藏南乃东县境内,主要由英云闪长岩、花岗闪长岩、奥长花岗岩和角闪石岩组成,是晚侏罗世洋壳俯冲的产物。本文对该地区出露的角闪石岩开展了野外地质调查,通过室内SHRIMP锆石U-Pb定年、全岩地球化学和Sr-Nd同位素等研究,探... 泽当岛弧位于藏南乃东县境内,主要由英云闪长岩、花岗闪长岩、奥长花岗岩和角闪石岩组成,是晚侏罗世洋壳俯冲的产物。本文对该地区出露的角闪石岩开展了野外地质调查,通过室内SHRIMP锆石U-Pb定年、全岩地球化学和Sr-Nd同位素等研究,探讨了泽当角闪石岩的成因、源区及其与花岗岩的成因关系,获得以下认识:角闪石岩成岩年龄为159.1±7.2 Ma;角闪石岩具有较低Sr含量、较高的Y含量和较低的Sr/Y值,富集MREE;角闪石岩与花岗岩Sr-Nd同位素特征一致,角闪石岩87Sr/86Sr(t)值(0.7040~0.7045)较低,εNd(t)值变化范围为+5.5~+6.1。结合前人研究认为,泽当岛弧的英云闪长岩、花岗闪长岩、奥长花岗岩和角闪石岩均来自地幔楔部分熔融作用。英云闪长岩为相对原始的岩浆,在角闪石分离结晶作用未结束前,先从岩浆房中分离出来;残余岩浆继续发生角闪石分离结晶作用,导致Sr/Y值进一步升高和Cr、Ni、MREE含量进一步降低。因此,角闪石的分离结晶作用是泽当岛弧高Sr/Y花岗岩形成的关键因素。 展开更多

关键词 泽当岛弧 角闪石岩 花岗岩 分离结晶作用 地球化学

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煤层覆岩导水裂隙带发育高度综合分析技术研究 被引量：18

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作者 翟志伟 张传达 +3 位作者 孟秀峰 武志高 陈凤杰 徐书恩 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期116-120,共5页

为探明综采工作面导水裂隙带高度发育规律,通过传统经验公式计算、软件数值模拟、钻孔窥视技术等方法,研究了盖州煤矿9105综采工作面导水裂隙带发育高度,并进行了相互验证。结果表明:钻孔窥视技术确定的导水裂隙带发育高度准确度更高,... 为探明综采工作面导水裂隙带高度发育规律,通过传统经验公式计算、软件数值模拟、钻孔窥视技术等方法,研究了盖州煤矿9105综采工作面导水裂隙带发育高度,并进行了相互验证。结果表明:钻孔窥视技术确定的导水裂隙带发育高度准确度更高,但受采后覆岩塑性破坏马鞍形位置最高部位和观测时间影响较大;采用钻孔轨迹分析进行高度校正是提高利用钻孔窥视技术确定导水裂隙带发育高度准确性的关键;钻孔倾角和方位越接近设计参数,导水裂隙带发育高度预测越准确。钻孔窥视技术结合传统经验公式和数值模拟技术综合确定导水裂隙带发育高度,能有效提高导水裂隙带发育高度预测精度。 展开更多

关键词 覆岩结构 导水裂隙带 钻孔窥视技术 漏失量 定量评价

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华北海陆过渡相泥岩可溶有机质组成特征

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作者 陈凤杰 张小东 +4 位作者 杨燕青 刘晓 李贵中 张硕 杨庆坤 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期50-59,共10页

通过溶剂抽提和气相色谱/质谱(GC/MS)分析,对华北海陆过渡相泥岩可溶有机质组成进行研究。结果表明华北太原组—山西组泥岩的溶剂抽提率介于0.02%~0.23%,太原组抽提率略高于山西组,但均低于华南龙马溪组海相页岩;甲醇溶剂抽提率最高,正... 通过溶剂抽提和气相色谱/质谱(GC/MS)分析,对华北海陆过渡相泥岩可溶有机质组成进行研究。结果表明华北太原组—山西组泥岩的溶剂抽提率介于0.02%~0.23%,太原组抽提率略高于山西组,但均低于华南龙马溪组海相页岩;甲醇溶剂抽提率最高,正己烷溶剂抽提率最低;泥岩可溶有机质由大量的杂原子化合物和少量的脂肪烃组成,杂原子化合物中酯类最多,其次为醇类及卤代烃,脂肪烃以烷烃及脂环烃为主;太原组泥岩中的酯类含量略低于山西组,霍西泥岩中醇类含量较高,豫东泥岩中脂肪烃稍多;正己烷抽提物主要为酯类和醇类,氯仿抽提物主要为酯类、卤代烃和醇类,丙酮抽提物主要为醇类,甲醇抽提物主要为酯类、脂肪烃、醇类和醛类。研究认为泥岩中醇类含量、脂肪烃和卤代烃含量在一定程度上可以指示沉积环境受古海洋影响的强烈程度,可作为页岩气藏储层沉积相划分的参考或依据。 展开更多

关键词 太原组 山西组 海陆过渡相 泥岩 溶剂抽提 化学组成

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