自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

融合用户相似度与时间期望的长期车辆共乘匹配算法

长期车辆共乘可显著提升出行便利性和稳定性,对缓解城市交通拥堵、减少环境污染具有重要作用,但由于需同步进行分组规划和路径规划,其全局最优匹配方案难以获取且匹配结果的可行性无法保障。针对上述问题,基于行驶距离、行驶时间、出发抵达期望和整合熵权相似度,构建了带有时间窗和车容量约束的多目标混合整数规划模型,采用复合熵权法对独立相似度进行融合,并提出一种质心寻优小簇分割算法对共乘用户进行匹配划分。在用户分割过程中迭代优化共乘组质心,并采用减枝枚举法计算用户的最佳行驶路径,生成符合多元约束的共乘组划分方案。实验结果表明,所提算法与一般K-Means聚类算法相比,平均近似解提高了9.66%。平均时间减少了49.29%,且在处理大规模实例上效果明显,能够高效求解长期车辆共乘匹配问题。     

基于多尺度特征学习的阴影检测

针对传统阴影检测方法存在精心设计特征、训练时间长与阴影检出率低等问题,提出一种有监督学习的阴影检测方法。首先输入的图像经过拉普拉斯金字塔变换,确定聚类中心,分别以聚类中心为中心进行窗口提取;然后合成训练样本,训练样本在卷积神经网络中进行训练得到后验分布;最后将得到的后验分布反馈给条件随机场生成有标签的图像。实验结果表明,该方法有较好的场景适应性、训练时间短并且有较高的阴影检出率。     

马蹄湿淀粉微波间歇干燥特性及其动力学研究

以马蹄湿淀粉为对象进行微波间歇干燥试验,研究了不同功率、不同装载量、不同加热时间和间歇时间对干燥速率的影响。结果表明,马蹄湿淀粉在微波间歇干燥过程中呈现出加速、恒速和降速3个阶段;相对于微波功率、装载量和加热时间,间歇时间对马蹄湿淀粉微波干燥速率的影响较小。通过5种经典的干燥模型拟合分析,发现马蹄湿淀粉微波间歇干燥动力学模型满足Page方程MR=e~(-kt~n),模型预测值与试验值拟合良好。     

SRB协同自燃煤矸石处理煤矿酸性废水试验

针对煤矿酸性废水中金属离子含量高、易造成环境污染等问题,采用自燃煤矸石、NaOH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石对煤矿酸性废水中SO42-、COD、Fe2+和Mn2+进行动态吸附试验研究。结果表明：3种处理方式对煤矿酸性废水中待测离子的处理效果为：SRB协同自燃煤矸石作用>NaOH改性自燃煤矸石>自燃煤矸石。其中,装有SRB协同自燃煤矸石的3号柱运行稳定后对煤矿酸性废水中SO42-、COD值、Fe2+和Mn2+的平均降低率分别为69.05%、72.06%、99.02%和38.29%。     

煤层气多层合采井生产特征分析

为了探究多层煤层气藏合采层间储层处液面压力的关系、层间生产压差的关系以及各储层见气时间的关系,以多层叠置独立煤层气藏为研究对象,从成藏特征和煤层气产出机理出发,基于煤层气井井底压力表达式,推导了层间储层处液面压力的关系表达式,进而推导了层间生产压差的关系表达式以及层间见气时间的关系表达式。通过分析得出：①由于层间距的存在,在下储层未暴露时,上下储层间储层处液面压力存在一定的差异,当下储层暴露后,上下储层间的储层处液面压力相等;②层间生产压差和层间见气时间也不一定相等,且差异的大小均与储层压差、层间距、储层暴露情况有关,其中层间见气时间的差异还受气井排采压差的影响。研究成果为煤层气多层合采井排采制度的制定以及多储层煤层气藏合采模拟实验方法的选取提供了理论基础。     

断层黏滑失稳过程声发射特征试验研究

为研究断层黏滑过程中的声发射特征,对预制不同倾角的粗晶正长花岗岩断层模型进行摩擦滑动试验,分析不同加载速率、不同侧压下断层黏滑失稳的声发射特征的演化过程。结果表明：(1)在一个黏滑过程中,应力积累阶段内的声发射事件数目稳定增长,声发射能级都比较小;断层失稳错动时,声发射事件突增,而且伴随高能级的声发射事件,能量远大于其他事件,说明断层失稳时产生数量更多、强度更大的声发射活动,而且声发射能量突增发生在断层亚失稳阶段,可以利用高能量声发射事件发生对断层黏滑进行预测。(2)在不同加载条件下断层黏滑特征有所不同。侧压和倾角改变时,断层面应力状态的变化影响凹凸体的接触状态,宏观表现为断层面的摩擦强度改变。随着侧压增大,断层发生黏滑的剪应力增加,应力降增大。倾角由34°变为45°时,黏滑更不容易发生,失稳时释放的应变能更大,且在45°倾角下黏滑事件峰值应力不断增大,倾角为56°时,断层面剪应力持续增加,但不发生黏滑。在加载速率减小时,黏滑周期变长,加载过程中断层面之间有相对长的时间进行调整和物理愈合,断层面受力状态发生变化,断层失稳的应力降增大。(3)加载条件发生改变时,声发射特征发生变化。侧压增...     

降雨条件下非饱和土坡稳定性数值模拟

为了研究非饱和土坡在降雨入渗条件下的稳定性,运用饱和—非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和—非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,分析了降雨强度、降雨持时以及土壤饱和渗透系数等参数对非饱和土坡稳定性的影响。分析结果表明:土坡的安全系数随降雨强度的增大而增大,随饱和渗透系数的增大而减小。由于降雨的进行,雨水入渗量逐渐增加,基质吸力逐渐丧失,孔隙水压力逐渐增大,因而土坡的安全系数随降雨持时的增加而减小。     

电渗和振动对细尾矿砂静载固结排水的促进作用

为研究电渗、振动对细尾矿砂静载固结排水的促进作用,利用改装的空心圆柱扭剪仪进行试验研究,分别得到了不同静载压力下,单独静载、静载联合电渗和静载联合振动作用下的固结排水量。试验结果表明:随着静载压力的增加,排水量增加,排水时间减小。在单独静载基础上增加一种排水措施即会增加排水量且减少排水时间。振动在静载压力较小或固结早期的促进作用较好,电渗在静载压力较大或固结后期的促进作用较好。频率是影响振动排水的主要因素,且存在最佳排水频率,振动排水具有明显的时间优势。电渗排水的影响因素主要为电势梯度和试件导电性,电势梯度越大排水效果越好。     

粉煤灰负载纳米FeS处理酸性含铬废水动态试验

针对矿区生态环境受酸性含铬废水污染严重的问题,采用超声沉淀法制备了粉煤灰负载纳米FeS吸附材料(nFeS-F)。并以粉煤灰、nFeS-F为填料分别构造1^#、2^#动态柱,进行酸性含铬废水动态处理试验,通过XRD、SEM、TEM、XPS对粉煤灰、nFeS-F进行表征,探究粉煤灰和nFeS-F处理酸性含铬废水的规律性、长效性和去除机理。结果表明：在进水Cr(Ⅵ)浓度为100 mg/L条件下,动态柱运行28 d内,1^#柱对Cr(Ⅵ)和总铬的平均去除率分别为42.86%和36.65%;2^#柱对Cr(Ⅵ)和总铬的平均去除率分别为70.74%和53.12%,至试验结束时,1^#柱和2^#柱的pH分别为5.50和6.38。通过nFeS-F的XRD、XPS表征分析表明, Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),并以氢氧化物和硫化物沉淀的形式固定在nFeS-F的表面上。nFeS-F对Cr(Ⅵ)表现出优异的吸附性能,该研究可为处理酸性含铬废水提供一定的技术参考。