煤炭矿区复合生态系统协同演化序参量的选择与协同度评价

以协同学理论为基础,建立矿区复合生态系统协同管理评价模型,通过对影响矿区复合生态系统协同管理的因素进行分析,构建矿区复合生态系统协同管理的参量指标体系,运用层次分析法、熵值法将各级指标合成综合类指标,通过所构建的评价模型选择矿区复合生态系统协同管理的序参量并评价系统协同程度。应用龙口矿区2005~2014年的数据对所建模型进行实证研究。结果表明,龙口矿区复合生态系统的演化过程中生态类参量起到了序参量的作用,矿区生态系统管理与当地经济的发展已经形成协同效应,但协同程度不高。矿区复合生态系统的协同度在不断增加,但是社会子系统与政府对复合生态系统的协同作用并不明显,有待于进一步改善。     

烧结烟气CO减排研究动态

烧结是钢铁行业污染物排放最多的工序,随着人们对环境质量的要求越来越高,在对烧结其他污染物加强管控的背景下,铁矿粉烧结排放CO的问题被广泛关注,CO减排势在必行。烧结烟气CO减排高效的治理技术比较匮乏,不能满足钢铁行业烧结机CO减排的要求。本文主要对国内外烧结烟气CO减排技术的研究现状进行总结,分析了烧结过程产生CO的机理,从源头、过程控制以及末端治理三方面协同控制CO减排。     

综采工作面过沟谷地貌的覆岩结构演化规律及协同控制

为解决中西部地区沟谷地貌条件下厚煤层综采强矿压灾害问题,采用理论分析和数值模拟方法,研究沟谷地貌条件下开采覆岩结构特征和时空演化规律,建立沟谷地貌条件下回采工作面支架承载力学模型,得到支架载荷并进行支架合理选型,提出了协同控制措施。研究结果表明：工作面进、出沟谷过程中,破断块体临空侧在上坡段缺少水平应力,无法形成稳定铰接结构,极易发生滑落失稳和整体下沉,失稳后全部载荷作用于工作面支架,是强矿压事故发生的根本原因。提出支架工作阻力和支架架型优选,以及对动载易发区域超前预警、加强临时支护的协同控制措施,现场实测发现ZY12000/28/64D型液压支架工作状态良好,能够较好地适应沟谷地貌条件下煤炭的安全生产要求。     

矿山数字孪生构建方法与演化机理

新一代信息技术与煤炭开采技术深度融合,为智能矿山技术发展提供关键技术支撑,将促进煤炭工业创新、绿色、安全、高效发展。数字孪生作为煤矿智能化无人开采的核心技术,是人工智能理论方法与数字化技术的有机结合,数字孪生有望解决煤矿智能化无人开采中物理世界和信息世界交互与共智的关键技术难题,对推动矿山全生命周期智能化建设和煤炭工业高质量发展具有重要意义。本文基于数字孪生技术和平行智能理论,提出了矿山数字孪生的概念框架、体系架构、关键技术、基础理论和构建方法体系;提出了物理模型、仿真模型、机理模型和数据模型相互耦合的矿山数字孪生演化理论模型,据此进一步解析了面向矿山智能开采应用场景的数字孪生模型构建方法与演化过程,研究了矿山数字孪生系统与物理系统的理论模型、同步映射与协同演化机制,探讨并揭示了矿山数字孪生的演化机理;最后以矿山智采工作面数字孪生实际应用为例,通过模拟矿山生产场景数字孪生模型演化与协同控制,验证矿山生产场景的数字孪生建模效果并对其技术特征进行解析,实现描述、建模、演化、预测相结合的矿山数字孪生系统模型。本文旨在通过矿山数字孪生技术内涵、方法、机理等理论新型研究范式,为矿山数字孪生技术应...     

深部巷道围岩协同锚固机理

针对深部巷道围岩控制过程中遇到的难题,以协同论为理论基础和方法指导,在前期研究和工程实践的基础上,提出深部巷道围岩协同锚固机理。通过分析巷道围岩控制系统的组成因素,介绍协同论对围岩锚固的描述方法,提出结构协同、强度协同、刚度协同、锚固时机协同、预紧力协同、变形协同等协同作用机制,以此初步建立协同锚固机理的研究框架。研究表明,协同锚固系统在宏观整体功能大于各子系统之简单总和,即产生1+12的协同增强效应,这对于深部巷道围岩稳定性控制来说是最为根本和至关重要的,也更加符合煤矿安全生产的本质要求。     

深井沿空切顶巷道围岩协同控制及应力演化规律

为解决深部沿空留巷动压显著﹑难支护的问题,基于切顶沿空留巷技术原理,对深部沿空切顶巷道卸压效果﹑围岩应力演化规律及控制技术进行深入研究。超前顶板切缝切断了采空区顶板向留巷顶板传递应力的路径,避免了采掘应力叠加,消除了工作面端头与回采巷道交叉口的"应力尖角";切缝可使一定范围内工作面支架平均压力和周期压力减小,随着远离切缝,影响逐渐消失;直接顶悬臂梁长度的减小和基本顶有效荷载的降低是导致支架平均压力和周期压力下降的主要原因。根据深部地质力学环境及岩体变形特征,构建"恒阻主动让压控制顶板、柔性可缩让位抗侧压、高阻临时支护抗动压,加大支护长度护煤帮"的深井沿空切顶巷道围岩协同控制体系,并在城郊煤矿21304工作面进行现场试验。结果显示:构建的协同控制体系能有效控制深部岩体变形,取得较好的应用效果。     

中国页岩气资源分布与节能减排

节能减排是党中央、国务院做出的重要战略部署,是转变经济发展方式,实现经济又好又快发展的必由之路。而页岩气作为一种重要的低碳排放的清洁环保型绿色能源,在美国已进入商业性开采,而我国正处在起步和快速发展阶段,加快页岩气的勘探开发利用对我国的节能减排和缓解油气资源短缺将会起到重要作用。通过对中国含油气盆地页岩相关资料调研、野外实际页岩地质露头剖面的调查及实测、岩石取样分析测试等,并与北美页岩气富集条件综合对比分析,认为我国页岩层位发育多、沉积相类型丰富、广泛分布于不同时代的含油气盆地和后期构造变动复杂的沉积残留区或露头区;页岩有机质含量多、成熟度适当,已具备了页岩气形成的构造、沉积、地球化学和富集条件,并依据地质历史、沉积与构造地质基础、页岩气成藏及分布等特点,将中国的页岩气发育区划分为4大区域,勘探开发前景良好,尤其是我国南方上扬子地区古生界海相富有机质页岩是最有希望率先获得突破的页岩气勘探开发区。     

基于系统动力学的矿工情绪演化机理研究

为减少煤矿安全事故的发生,采用系统动力学(SD)方法,分别从矿工群体层面、社交媒体网络层面、煤矿企业治理层面构建矿工不安全情绪影响因素SD模型,运用Vensim PLE软件,对矿工不安全情绪影响因素微观演化趋势进行动态仿真模拟。结果表明:情绪领导力水平和组织情绪承载力的提高能有效控制矿工不安全情绪;煤矿企业应及时利用"领导者说服效应"、"媒体效应"传播真实有效的信息,从而控制矿工不安全情绪强度的增加。因此,煤矿企业应该注重矿工情绪的变化,积极对不安全情绪进行管理,避免安全事故的发生。     

岩石压缩能量演化规律及非线性演化模型研究

为了研究岩石在不同围压作用下的压缩能量演化规律,采用MTS815.02试验机对阜新恒大煤矿砂岩进行不同围压下三轴压缩试验,通过能量法计算出不同条件下的弹性能变化曲线,分析不同围压作用下岩石压缩能量演化规律,以及在同一围压作用下弹性模量对弹性能变化规律的影响。基于广义虎克定律和能量守恒定律,并考虑弹性能与能量释放率的关系,引入微元强度的概念,建立一种新型的能量非线性演化模型。结果表明:随着围压增大,岩石的弹性能和总能量在峰值处的数值基本呈线性增大趋势,且常规三轴压缩时的能量远大于单轴压缩时的能量,说明围压可以有效提升岩石的储能能力;在峰前阶段,模型曲线与试验数据拟合程度较高,在峰后阶段,模型曲线也可以较好地描述弹性能与轴向应变之间的关系,模型曲线与试验曲线具有良好的拟合度。这表明该模型更加接近围岩实际的变形破坏演化规律,建立的模型可以较好地反映岩石弹性能-应变变化关系,且建立的模型中的参数都可以通过试验进行确定,引入的分布参数也具有明确的物理意义。模型曲线与峰后试验曲线虽然有较大的偏离,但该模型不仅能描述峰前阶段曲线变化规律,也对峰后曲线变化规律有所描述,弥补了原有能量模型不能描述峰后曲...     

桌子山煤田奥陶纪灰岩水演化机理和循环特征

为系统研究鄂尔多斯盆地西缘桌子山煤田奥陶纪灰岩水文地质特征,采用地质历史再造、区域面上对比、重点区域深度剖析等方法,对该区域奥陶纪灰岩水演化机理和循环特征进行了分析研究,结果表明：桌子山煤田奥陶纪沉积为开阔海盆环境,从东向西由陆棚—大陆斜坡环境转化,对含水岩石中方解石、白云石等重要矿物的组成形成明显的控制。影响奥陶纪灰岩水化学演化的主要地质作用有溶滤作用、阳离子交替吸附作用和氧化还原反应,造成奥陶纪灰岩水在径流过程中化学组分发生了不断演化,表现为骆驼山、平沟矿区从东北到西南,矿化度由小于1.0 g/L逐渐增大到3.0 g/L,水化学类型由HCO₃·Cl·SO₄-Mg·Na型向Cl·SO₄-Na型水的演化规律;利民、棋盘井矿区西北部奥陶纪灰岩水补给径流条件较好,矿化度小于1.0 g/L,由西北向东南径流途径中矿化度逐渐增大,水化学类型都以Cl·SO₄-Na型水为主。该研究成果可为下一步研究鄂尔多斯盆地西缘桌子山煤田底板奥陶纪灰岩水害防治提供依据。     

发达国家节能减排中的公众参与机制及其启示

节能减排是一项系统而又复杂的工程,它的有效开展离不开社会各种主体的积极参与,尤其是公众的有序参与。发达国家在其长期的发展过程中,已经初步建立起了比较完善的公众参与机制。在系统总结发达国家节能减排中的公众参与机制特点的基础上,提出了正确认识和处理公众参与与政府治理的关系、培育生态公民、建立完备的体制机制等政策建议,以期为我国节能减排公众参与机制的完善提供借鉴。     

中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势

减缓以至最终有效控制能源生产利用过程中二氧化碳的排放,是中国能源生产面临的重大挑战。文章从提高能源利用效率和转化效率以及二氧化碳的捕集、分离和利用等方面介绍了中国二氧化碳减排的各种技术现状,并对二氧化碳减排技术的发展方向作了初步探讨,为中国二氧化碳减排及利用前景提供了一定的参考。燃煤过程中二氧化碳的减排是关键,洗煤技术、高效清洁煤技术等都可有效减少二氧化碳排放;分离捕集二氧化碳可利用燃前捕获、化学链燃烧技术、吸收分离法等。二氧化碳地质埋存包括油气藏埋存、深部盐水层埋存、煤层埋存和深海埋存。其中在油气藏埋存的同时进行EOR(Enhanced O il Recovery)是二氧化碳地质埋存的最佳方式。随着各项技术的完善,中国二氧化碳减排必将取得显著成效。     

中西方节能减排政策比较研究

从政策层面着手,对中西方节能减排政策进行比较系统的梳理和总结,从节能减排政策的目标、主体和手段等方面将中西方节能减排政策进行比较,寻出我国在节能减排政策领域的缺陷与不足。在此基础上,结合西方发达国家先进经验,提出完善税收政策、建立健全融资政策、能源价格政策和节能减排考核问责机制等政策建议,以期完善我国的节能减排政策体系,进而推动我国节能减排工作的顺利开展。     

中国二氧化碳减排及利用技术发展趋势

减缓以至最终有效控制能源生产利用过程中二氧化碳的排放,是中国能源生产面临的重大挑战。文章从提高能源利用效率和转化效率以及二氧化碳的捕集、分离和利用等方面介绍了中国二氧化碳减排的各种技术现状,并对二氧化碳减排技术的发展方向作了初步探讨,为中国二氧化碳减排及利用前景提供了一定的参考。燃煤过程中二氧化碳的减排是关键,洗煤技术、高效清洁煤技术等都可有效减少二氧化碳排放;分离捕集二氧化碳可利用燃前捕获、化学链燃烧技术、吸收分离法等。二氧化碳地质埋存包括油气藏埋存、深部盐水层埋存、煤层埋存和深海埋存。其中在油气藏埋存的同时进行EOR（Enhanced Oil Recovery）是二氧化碳地质埋存的最佳方式。随着各项技术的完善,中国二氧化碳减排必将取得显著成效。     

江苏省工业CO2排放绩效与减排潜力研究——基于空间面板数据的实证分析

碳排放与经济发展息息相关,科学合理的测算碳排放效率是实现低碳经济的必要环节。本文以全要素的框架为基础,采用随机前沿模型和核密度估计法,对2005-2015年江苏省各地市的工业总产值、资本投入、劳动力投入、能源投入和工业CO2排放量构造的面板数据做了实证分析,研究了江苏省工业CO2排放绩效。结果表明,江苏省各市的工业CO2排放绩效存在着时空差异,差值最大达48.2%,绩效呈现出“苏中＞苏南＞苏北”的格局,连云港位居减排潜力第一位。提高江苏省工业CO2排放绩效水平,可从调整能源结构、增加科技支出、推进区域合作入手。     

补赔奖融合机制下流域干支流治污减排策略演化博弈分析

流域是由干流和多个、多级支流组成的相互影响的复杂系统,为了解决流域水污染和水生态环境问题,需要干流和支流各地区的共同治理。然而,现有的研究大多关注上下游水污染治理机制的研究,对于干流与多个支流间治污协作机制的研究较少,因此水污染协同治理机制很难在全流域实施。论文为系统性解决流域跨界水污染问题,形成覆盖整个流域的水污染治理机制,将上下游跨界水污染治理研究拓展到干流和两个支流,研究干流政府和两支流政府决策行为的变化规律和影响因素。基于演化博弈模型,通过构建三方政府博弈收益矩阵并求解复制动态方程,探讨补偿赔偿奖励融合机制下三方政府策略选择的演化稳定路径,并讨论了博弈均衡点策略演化的稳定条件。基于数值仿真分析了污染转移系数、干流政府对支流政府的奖励以及初始治污意愿等参数对三方策略选择的影响规律。研究结果表明：1）支流政府之间的主要影响因素是污染转移系数和初始治污意愿,某一支流污染转移系数越大,其他支流治理意愿越低,当污染转移系数超过某一临界值时,其他支流会选择不治理的策略,同时支流政府的初始治污意愿越高,其稳定于治理策略的速度越快,污染转移系数的临界值越大;2）干支流政府之间的主要影响因素是干流政府对支流政府的补偿和奖励以及支流政府对干流政府的生态赔偿,干流政府对支流政府额外治污减排的奖励越多,越能激励支流政府治污减排。研究结论可为干流和多个支流间形成生态补偿、赔偿和奖励机制以达到治污减排目标提供参考。     

江苏省工业碳排放时空分异及减排策略

研究工业碳排放的时空分布特征对于制定碳减排策略、促进工业低碳化转型具有重要意义。根据2010—2019年江苏省各市规模以上工业企业原煤、焦炭、天然气、汽油、煤油、柴油和燃料油等主要能源消费数据,采用碳排放系数法核算13个地级市工业碳排放量,利用ArcGis软件绘制工业碳排放时空分布图;采用空间自相关分析法,并利用Geoda软件计算工业碳排放的全局Moran's I指数,分析其全局空间自相关性;为测度工业碳排放局部空间聚类情况,利用Geoda软件绘制LISA聚类图;采用空间重心模型画出2010—2019年碳排放重心转移轨迹图,对碳排放的时空分布特征进一步进行分析;最后提出了碳减排策略。结果表明：1）10年间,江苏省工业碳排放总量稳中有降,单位工业生产总值碳排放量下降趋势明显,碳减排效果显著;2）工业碳排放各区域之间存在显著差异,较高值区和较低值区占主体,且南北差异大,总体上呈南高北低,因此各市在制定碳减排措施时应避免“一刀切”,将苏南地区作为碳减排重点控制区域;3）江苏省工业碳排放在空间分布上具有显著的正相关性,碳排放在空间上呈现聚集性,苏南地区为高-高聚集区,苏北地区（徐州市除外）为低-低聚集区,大部分市域工业碳排放局部空间集聚性不显著;4）碳排放重心整体变化不大,10年间重心点均位于扬州市内,表明江苏省工业碳排放南高北低的局面未被打破。     

欠发达地区工业发展的碳排放效应、影响因素及减排潜力——以苏北为例

以江苏苏北地区为例,分别从行业及地区层面运用碳排放分解模型测度工业发展的碳排放效应,运用扩展STIRPAT模型剖析工业碳排放的影响因素,进而利用碳排放潜力指数模型分析工业碳减排潜力。研究表明：近年来苏北工业碳排放强度逐年下降并低于全国平均水平,特别是电力、采矿、冶金、石化、造纸等行业,徐州、淮安两市碳排放强度明显下降;影响苏北工业碳排放的主要因素是能源消费强度、工业经济规模及行业结构,其次是居民生活水平及城市化发展水平;挖掘苏北工业碳减排潜力的重点在电力、采矿、石油加工、化学医药、冶金、装备制造、造纸等行业以及徐州、淮安、连云港等城市。据此提出加快能源领域科技创新步伐、建立重点行业碳排放目标管理和责任落实机制、加强重点城市碳排放管控、进一步挖掘碳减排潜力、促进苏北工业节能化和高级化转型等对策建议。     

长江经济带碳排放峰值预测与减排策略

长江经济带是我国生态文明建设的“绿色脊梁”,其碳减排效果将会影响我国发展全局。在“共抓大保护”背景下,利用广义迪式指数分解法考察长江经济带11个省市区2005—2016年碳排放演变的驱动因素及其贡献率,并采用扩展的STIRPAT模型,模拟6种情景分别预测2017—2030年长江经济带碳排放峰值及达峰时间,并指出了减排路径与策略。结果表明：经济规模是导致长江经济带地区碳排放增加的首要因素,其贡献率呈逐年下降的趋势;能源消耗强度和产出碳强度是抑制碳排放增加的重要因素,能源强度促降作用微弱,技术进步是促进碳减排的关键因素。中增长高减排模式是6种情景中实现减排目标的最优路径,在高减排模式下碳排放会提前达峰;若碳排放强度降速较慢,经济社会发展速度相对较快,则不能在2030年达峰。     

基于投入产出模型的钢铁去产能政策的节能减排效应分析

基于我国2017年投入产出表数据和标准煤碳排放系数,根据政策参数设置不同的去产能情景,采用单一区域环境投入产出模型测算不同情景下的直接和完全节能减排效应,以期为后续相关部门的政策效果评估提供实证支持。研究表明：1）在去产能2 500万t的情景下,可直接节约能源1 900万t标准煤,完全节约3 200万t标准煤消耗;在该情景下,可直接减少4 000万t的二氧化碳排放,完全减排6 837万t。2）在去产能3 750万t的情景下,直接节能2 856万t左右标准煤,完全节能量达4 815万t;在该情景下,可直接减少约6 084万t二氧化碳排放,完全减排量达1.03亿t。3）在去产能1亿t的情景下,直接节能量达7 600万t标准煤,占2017年全国能源消费量的1.94%,完全节能量1.28亿t标准煤,占2017年全国能源消费量的328%;直接减少二氧化碳排放1.62亿t,完全减排量高达2.73亿t。4）在去除产能1.5亿t的目标下,直接节能量为1.14亿t标准煤,完全节能量为1.93亿t标准煤,占2017年全国能源消费量的4.93%;该情景下,直接减少二氧化碳排放2.43亿t,完全减排量达4.10亿t。钢铁产业去产能政策具有显著的节能减排效应,完全节能减排效应远大于直接节能减排效应,去除过剩产能可为我国应对气候变化做出实质性贡献。但是,钢铁产业是我国的一个重要产业,牵扯到上下游的大量就业,因此在去产能过程中需要综合考虑就业因素,有序去除过剩产能。本文的研究不足是未考虑去产能过程中能效提高带来的缩减效果和能源结构调整带来的减排效应,未来需要进一步完善。