基于断层带瓦斯突出的巷道冲击波对围岩的三维动力效应

 为了探索断层带瓦斯突出对巷道围岩的三维动力效应问题,基于峰值超压和速度方程等波动基本理论,结合大平煤矿10.20瓦斯突出事故,应用LS-DYNA与LS-PrePost有限元软件,对冲击波传播特征以及巷道围岩的破坏规律进行了数值模拟。研究结果表明：(1) 沿巷道轴向,在扇形冲击波前锋与巷道顶板交界部位,岩体冲击质点的动力响应最为明显,速度峰值可达到78.015 cm/s,构成巷道围岩最大破坏区;最大破坏区前方为冲击波作用的盲区,岩体动力响应比较弱,本案例盲区长度约为2.1 m;最大破坏区后方为冲击波作用的衰减区。衰减区内围岩仍有侵蚀现象,本案例侵蚀区极限长达280 m;(2) 在巷道横向剖面上,冲击波对巷道侧壁的侵蚀相对较轻。距离掌子面120 m以内的范围内,顶板节点的速度和位移峰值均比侧壁节点的相应值高2～4倍;而120 m以外,顶板和侧壁的速度与位移值逐渐趋于相同。(3) 当岩体较为软弱时,其冲击质点振幅较大。当岩体弹性模量减小到0.05 GPa时,振幅已增加到64.776 mm,巷道破坏效应也相应增大。而硬岩中的冲击波衰减较慢,容易诱发地(矿)震。     

CdS/Nb2O5异质结材料的制备、表征及光催化降解环丙沙星研究

采用水热法制备了CdS/Nb₂O₅纳米复合材料,利用X-射线衍射光谱(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对制备的材料进行表征。通过可见光下降解环丙沙星评价材料的光催化活性。结果表明,制备的CdS/Nb₂O₅纳米复合材料由CdS纳米颗粒分散于Nb₂O₅纳米笼表面,二者形成紧密的Ⅱ型异质结;CdS的引入增强了Nb₂O₅的可见光吸收性能,同时提高了光生载流子的分离效率;当CdS的含量为15%时,CdS/Nb₂O₅可在60 min实现环丙沙星的高效降解,其反应速率常数是CdS的7.5倍,Nb₂O₅的20倍,空穴是该降解反应的主要活性物种,研究结果为抗生素废水的高效治理提供了一条新思路。     

明挖地铁车站基坑与既有盾构隧道复合变形的有限元数值模拟

针对北京地铁五号线地铁车站基坑施工条件下既有盾构隧道的复合变形问题,基于ANSYS,结合场地的水文地质和工程地质条件,按照不同的工况建立了三维数值模型,并进行了施工过程的模拟.通过对结果的对比和分析,揭示了在不同施工状态下,基坑周围土体、支护结构及既有盾构隧道之间相互作用的过程和机理,以及由此引起的围岩变形的分布与变化规律.     

豫西芦店滑动构造区瓦斯地质灾害的构造控制作用

针对豫西芦店滑动构造区二₁煤层瓦斯突出问题的特殊性,通过大量野外地质调查和室内研究工作,从构造岩石学基本理论着手,讨论了构造区矿井瓦斯地质灾害的表象、机理和构造控制作用.研究结果表明：由于滑动构造区煤层顶板不同的结构类型,导致矿井瓦斯保存条件的差异;滑动构造前缘挤压带内强烈的挤压应力作用是本区瓦斯突出的根本原因;控制采空区顶板的二次瓦斯源是治理滑动构造区瓦斯地质灾害的根本之策.     

基于PKN分析的煤层气垂直井水力压裂时间计算模型

注水压裂是目前提高低渗煤层地面垂直井产能最有效的手段。为了研究压裂过程中流体与岩体相互作用的时间效应,以及低渗透煤层压裂缝的时空演化规律,首先根据垂直井的受力特征,运用弹性力学等理论知识,建立相应的起裂压力计算模型;其次考虑损伤对煤岩本体变形的影响,将Dougill损伤因子引入起裂压力计算模型,从而建立延伸压力的计算模型;结合裂缝内净压力的非线性压降规律、延伸压力计算模型以及经典的PKN分析模型,最终建立新的裂缝扩展模型。该模型反映了压裂时间t与压裂半径L之间的函数关系。焦作矿区运用该模型计算表明:压裂时间控制在40~60 min,则相应的压裂半径为88.04~108.75 m。这一理论计算值与现场实际检测结果较为符合,初步验证了新建模型的正确性,可为实际施工控制以及保护矿区地下水环境提供坚实的理论依据。     

全谱直读发射光谱测定植物样中全硼的方法研究

采用全谱直读发射光谱法测定植物样品中硼,调整碳粉和硫粉比例改良缓冲剂,使用深孔石墨电极作为激发载体,优化激发条件,确立干扰扣除方式,建立有效地测定植物样品中全硼的方法。方法检出限为0.93 mg/kg,方法精密度3.77%～5.62%,通过生物成分分析标准物质验证,得到满意的结果,方法准确度高、实用高效、环保,可在植物样品的检测工作中起到积极作用。     

不同TiO2载体的SCR脱硝催化剂性能研究

采用分步浸渍法制备了两种脱硝催化剂,它们分别以锐钛型纳米级TiO_2和工业级TiO_2为载体,负载V_2O_5和WO_3在固定床反应器中,研究相同条件下不同载体对催化剂脱硝性能的影响,并通过比表面积测定、X-射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以纳米级TiO_2为载体的催化剂具有较好的性能。     

YLC70环保型酸化压裂车改造

为保证污水回收系统作业污水不落地,达到井场环保要求,设计了压裂车污水回收系统。泵头三通改造实现了管汇清污,解决了压裂车的现场排污问题,可实现环保作业,消除安全隐患。该系统的推广为特车环保改造搭建了新的技术平台,具有广阔的推广应用前景。     

改善板坯的去毛刺效果

板坯端面的毛刺是在切割过程中留下的,对板卷的质量有很大的影响,文中通过对去毛刺机工作原理以及过程的分析,总结出板坯去毛刺效果不理想的原因,并提出相应整改措施,从而改善板坯的去毛刺效果。     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。