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地表动态沉陷对废弃露天矿坑建设抽水蓄能电站的影响评价

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煤炭科学技术 2024年

作者：李杨雷兴海王楠任玉琦金向阳夏雪李铁峥石孝明王玉亮中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中国矿业大学(北京)内蒙古研究院山西大同大学煤炭工程学院中煤科工集团国际工程有限公司

地表动态沉陷是废弃矿山建设抽水蓄能电站亟待解决的关键科学问题之一。为探究地表动态沉陷对废弃露天矿坑抽水蓄能电站建设和运行期间稳定性的影响，以废弃海州露天矿为研究背景，揭示了露井联合开采地表沉陷机理和特征，建立了基于Kno... 详细信息

地表动态沉陷是废弃矿山建设抽水蓄能电站亟待解决的关键科学问题之一。为探究地表动态沉陷对废弃露天矿坑抽水蓄能电站建设和运行期间稳定性的影响，以废弃海州露天矿为研究背景，揭示了露井联合开采地表沉陷机理和特征，建立了基于Knothe时间函数的地表动态沉陷预测模型；对海州露天矿区岩土体蠕变参数进行反演和敏感性分析，研究了露井联合开采不同时期地表沉陷规律；分析了2020年至2120年抽水蓄能电站所在剖面沉陷灾害分布，最后对抽水蓄能电站建设和运营期间的稳定性进行了评价。研究结果表明：地表沉陷受煤层倾角、煤层埋深、开采厚度、边坡角度和采空区空间分布等因素影响，最大下沉值、影响范围和持续时间均大于单一的井工开采方式；综合考虑井工和露天开采相互影响的修正Knothe时间函数模型能更准确地预测地表动态沉陷；基于CVISC蠕变模型建立的露井联合开采三维数值计算模型，具有较好的适用性和准确性；上水库和抽水管路距影响区域的最小距离分别为254.9 m和15.1 m，半地面厂房位于采空区的影响范围内；注浆充填治理采空区能有效控制地表动态沉陷（平均减小85%下沉值），废弃海州露天矿坑建设抽水蓄能电站具有可行性。研究成果对于废弃露天矿区的地表动态沉陷可持续预测、地质灾害防治和剩余资源开发具有重要意义。

关键词：露井联合开采废弃露天矿坑抽水蓄能电站地表动态沉陷稳定性评价

综放沿空留巷巷旁充填体应力分布和变形特征研究及顶板预裂角度优化

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综放沿空留巷巷旁充填体应力分布和变形特征研究及顶板预裂角度优...

作者：任玉琦太原理工大学

学位级别：硕士

本文针对唐安煤矿3307综放工作面沿空留巷工程中出现的巷旁充填体顶部下沉变形和巷道侧水平变形显著的问题,为探究综放过程中沿空巷道巷旁充填体的应力分布和变形特征并优化工程实际中顶板预裂角度,以此来减小巷旁充填体的的受力和变形... 详细信息

本文针对唐安煤矿3307综放工作面沿空留巷工程中出现的巷旁充填体顶部下沉变形和巷道侧水平变形显著的问题,为探究综放过程中沿空巷道巷旁充填体的应力分布和变形特征并优化工程实际中顶板预裂角度,以此来减小巷旁充填体的的受力和变形,提高巷旁充填体的承载性能,避免发生沿空巷道留巷失败的问题。本文采用现场调研、理论分析和数值模拟的方法,计算了综放沿空巷道巷旁充填体所需要的支护阻力,分析了工作面在推进过程中和采动影响下巷旁充填体的应力分布及变形特征,探讨了不同顶板预裂角度条件下沿空巷道的应力环境及巷旁充填体的垂直应力和垂直变形特征,具体研究内容及结论如下:(1)采用叠加连续层板模型,并结合3307综放工作面的地质条件,根据关键层理论和综放原位沿空留巷顶板岩层破断的基本规律,计算得到巷旁充填体的支护阻力P=11.23MPa。(2)通过数值模拟对推进过程中巷旁充填体应力分布和变形特征进行研究,得到巷旁充填体受到的垂直应力、水平应力和剪切应力及垂直变形和水平变形均随着工作面的不断推进呈现出先增大后维持稳定的规律;垂直应力、水平应力和剪切应力在巷旁充填体上呈现先增大后减小的分布趋势;垂直变形在巷旁充填体上呈现出沿空巷道侧垂直变形小、采空区侧垂直变形大的非均匀下沉特点;水平变形在巷旁充填体上呈现出上部变形严重,下部变形缓和的非均匀变形特征。(3)通过数值模拟对采动影响下巷旁充填体垂直应力分布和垂直变形特征进行研究,得到随着工作面的不断推进,在两次采动影响下不同位置处巷旁充填体受到的垂直应力及顶部的垂直下沉量也不断增加。在一次采动影响下,当工作面超前5m时,巷旁充填体受到的垂直应力呈现对称分布状态,而在超前其他距离时,则呈现出非对称分布状态;顶部的垂直变形整体上呈现出均匀下沉的特点。在二次采动影响下,巷旁充填体受到的垂直应力呈现出非对称分布状态;顶部的垂直变形整体上呈现出非均匀下沉的特点。对分析比较不同位置巷旁充填体受到的峰值垂直应力和顶部垂直下沉量,得一次采动对沿空留巷工作面中部和末端位置巷旁充填体的影响较大,而二次采动对沿空留巷工作面中部位置巷旁充填体的影响较大。(4)通过数值模拟对预裂炮孔角度对沿空巷道围岩应力环境的影响进行研究,得到随着顶板预裂角度的增大,沿空巷道的围岩应力环境得到明显改善,也有利于沿空巷道的维护。沿空巷道煤壁侧及巷旁充填体侧受到垂直应力分别由23.47MPa和12.19MPa减小到18.06MPa和9.55MPa,且煤壁侧的应力集中系数也同样由2.76减小到2.12。巷旁充填体受到的垂直应力呈现出由巷道侧到采空区侧的先增大后减小的非对称分布特点,峰值垂直应力距位于1.2m(巷旁充填体中部偏向采空区的一侧)位置处。巷旁充填体的垂直变形也不断减小,且呈现出均匀下沉的特点。优化后的顶板预裂角度为90°。

关键词：综放开采沿空留巷巷旁充填体应力分布变形特征顶板预裂角度

相移吸收二元性算法用于X射线混合衬度定量显微CT的可行性研究

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物理学报 2012年第7期61卷 544-552页

作者：刘慧强任玉琦周光照和友薛艳玲肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院研究生院北京100049

本文采用相移吸收二元性(PAD)相位恢复算法来实现混合衬度样品内部不同密度组分的定量成像,采用数字模拟和实验研究验证该方法的可行性.模拟结果表明,对于三种不同材料其重构误差均小于1%,且误差值随材料折射率的增大而减小.利用上海光... 详细信息

本文采用相移吸收二元性(PAD)相位恢复算法来实现混合衬度样品内部不同密度组分的定量成像,采用数字模拟和实验研究验证该方法的可行性.模拟结果表明,对于三种不同材料其重构误差均小于1%,且误差值随材料折射率的增大而减小.利用上海光源X射线成像线站开展了实验研究,结果表明用单距PAD相位恢复算法可获取样品的定量信息.与模拟结果相比,实验中的重构精度相对较低,环状伪影可能是影响精度的主要原因.模拟和实验研究过程中,均只采用了一组单距投影数据.可以认为,相移吸收二元性算法可用于混合衬度样品的定量信息分析研究.由于剂量相对较低,应可适合于软组织和骨骼同时存在时生物医学样品的定量相衬CT研究.

关键词：相移吸收二元性相位恢复 X射线同轴相衬CT

影响同步辐射X射线螺旋显微CT的若干因素研究

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物理学报 2012年第5期61卷 174-182页

作者：王玉丹彭冠云佟亚军周光照任玉琦杨群肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201204 中国科学院研究生院北京100049

同步辐射X射线是扁平光,传统显微CT难以对长样品实现快速、高分辨、低剂量三维成像,螺旋扫描的引入可以很好地解决这一难题.本文采用数字模拟和实验的方法较为系统地研究了螺距、光斑竖直高度和180°投影数对成像质量、速度的影响.模拟... 详细信息

同步辐射X射线是扁平光,传统显微CT难以对长样品实现快速、高分辨、低剂量三维成像,螺旋扫描的引入可以很好地解决这一难题.本文采用数字模拟和实验的方法较为系统地研究了螺距、光斑竖直高度和180°投影数对成像质量、速度的影响.模拟结果表明,在螺距不大于2的前提下,180°投影数增大,误差减小,CT成像速度变慢;光斑竖直高度增大,速度加快;螺距增大,速度加快,且误差在允许范围内;选取合适的参数值使旋转平移比为整数,误差最小.同时,优化参数并在上海光源实现螺旋显微CT,从实验上验证了模拟结果.研究表明,通过优化各参数,同步辐射螺旋显微CT可以实现快速高质量三维成像,为以后的实际应用提供了依据.

关键词：同步辐射X射线螺旋CT,相对误差投影数

论陈忠实前后期的中短篇小说 ——以《白鹿原》为中介

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论陈忠实前后期的中短篇小说 ——以《...

作者：任玉琦青岛大学

学位级别：硕士

中短篇小说是陈忠实文学作品中不可或缺的重要组成部分,与长篇小说《白鹿原》也存在着紧密的关联性,两者皆不是孤立存在的。因此,本篇论文将以《白鹿原》为中介,探究前后期中短篇小说在人物塑造、情感立场以及民族文化态度等方面的异同... 详细信息

中短篇小说是陈忠实文学作品中不可或缺的重要组成部分,与长篇小说《白鹿原》也存在着紧密的关联性,两者皆不是孤立存在的。因此,本篇论文将以《白鹿原》为中介,探究前后期中短篇小说在人物塑造、情感立场以及民族文化态度等方面的异同,分析贯穿于陈忠实创作生涯的线性思维脉络,以整体性的思维方式,探讨中短篇小说与《白鹿原》之间不可割裂的联系。本文第一章将依托于具体文本,对《白鹿原》和中短篇小说里出现的相似情节内容和相同人物角色存在的异同,进行较为细致的分析。《白鹿原》的面世不是一蹴而就的,是陈忠实长期积累生活经验和积攒生命体验的产物,他于前期创作的中短篇小说中的文本内容和具体情节,在《白鹿原》中又得到了复现,并对相同的人物角色进行了精神内涵的丰富和心理结构的重塑,如黑娃和白灵在性格刻画和生活经历等方面,这于短篇和长篇中的呈现方式就存在较大的差异,因而前期中短篇小说的创作对于《白鹿原》来说,有着不可忽视的铺垫作用。本文的第二章将重点探究陈忠实在前期中短篇小说到《白鹿原》的创作中,在对待传统儒家文化方面,所经历的情感与态度的“流变”过程。对于同一主人公,他采用了两种文体形式进行刻画,这两者之间的差异传递出陈忠实对于个体主观意识的日渐关注。同时,通过对不同中短篇小说的纵横向交叉对比,可以将陈忠实对传统儒家文化的态度大致归结为“认同—全盘否定—再认同”的变化趋势,在这个艰难的蜕变过程中,他逐步实现了评判立场的客观性、观察视角的宏观立体性以及叙述角度的全面和完善。本文的第三章将着重分析在传统地域文化的自觉挖掘等方面,《白鹿原》对后期中短篇小说所具有的基础性作用。地域性的民族文化和民族性格于长篇《白鹿原》之后的创作中,得到了进一步的自觉性彰显,尤其以“三秦人物摹写”系列为代表的小说,集中反映了陈忠实对于陕北及关中人民所特有的精神文化气质的赞美与弘扬。另外,将《白鹿原》作为中介,分析陈忠实于前期和后期中短篇小说创作中,在传统文化态度和英雄人物塑造等方面的异同对比,有助于我们进一步通晓其创作实践的继承和发展变化。对于陈忠实前后期中短篇小说的研究,不可割裂其与长篇小说《白鹿原》的联系而作孤立的分析,两者存在叙事结构、艺术方法与内在精神的连贯性与一致性。陈忠实始终致力于传统文化的现代探寻以及对现代性的反思,并完成了对中国传统儒家文明的文化再认同与心理结构的重塑,因此,关注其创作历程的发展与流变,将进一步推动我们对其整体创作状况的深层次理解。

关键词：陈忠实中短篇小说《白鹿原》文体文化反思

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基于毛细管分光的同步辐射X射线立体成像

光学学报 2016年第8期36卷 326-332页

作者：王飞翔邓彪王玉丹任玉琦孙天希肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201204 中国科学院大学北京100049 北京师范大学核科学与技术学院北京100875

建立了一种基于同步辐射X射线的立体成像系统用于上海光源成像线站(BL13W)。该系统使用两个弯曲毛细管将同步辐射光引出并分为交叉的两束光,实验样品置于两束X射线交叉的位置,在其后一定距离处用成像探测器记录样品的两个投影。根据视... 详细信息

建立了一种基于同步辐射X射线的立体成像系统用于上海光源成像线站(BL13W)。该系统使用两个弯曲毛细管将同步辐射光引出并分为交叉的两束光,实验样品置于两束X射线交叉的位置,在其后一定距离处用成像探测器记录样品的两个投影。根据视差方程和相应算法计算出样品各组分的深度信息,得到样品的伪三维图像。与X射线计算机断层扫描技术相比,该方法成像的时间分辨率大大提升甚至接近单次曝光的时间,可以进行实时成像,并降低了样品受辐射的剂量。选用老鼠肝脏毛细血管的投影图像进行数值模拟,得到了理想的模拟效果。选取螺旋形金属丝在搭建的实验平台上进行立体成像,得到了初步的实验结果。螺旋形金属丝的立体信息可以清楚辨认。

关键词： X射线光学同步辐射 X射线立体成像立体匹配毛细管

采用吸收修正Bronnikov算法的有机复合样品的X射线显微计算机层析研究

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光学学报 2012年第4期32卷 320-326页

作者：刘慧强王玉丹任玉琦薛艳玲和友郭瀚肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海光源先进成像及工业应用研究部上海201800 中国科学院研究生院北京100049

有机复合样品如大多数由低原子序数物质构成的多聚物组合材料、生物软组织等具有混合相位和振幅特性,采用传统吸收计算机层析(CT)或纯相位重构算法难以达到较高密度分辨的目的。采用基于吸收修正的Bronnikov相位恢复算法的X射线同轴相... 详细信息

有机复合样品如大多数由低原子序数物质构成的多聚物组合材料、生物软组织等具有混合相位和振幅特性,采用传统吸收计算机层析(CT)或纯相位重构算法难以达到较高密度分辨的目的。采用基于吸收修正的Bronnikov相位恢复算法的X射线同轴相衬CT技术对高分子混合组份材料和药物医学样品进行了实验研究。结果表明该相位恢复算法可以实现多聚物组合材料的无损分辨和精确测量,能够清晰辨别各组份材料的电子密度分布;验证了药物样品多孔性结构三维测量的可行性,能够有效提供孔隙测量的阈值选择。该方法在材料科学尤其是聚合物组合材料、泡沫多孔材料都会发挥很好的作用;单距的低辐射优势,尤其适用于生物医学样品三维无损成像。

关键词： X射线光学相位恢复 X射线同轴相衬计算机层析定量密度分辨

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复合组分材料的X射线定量相衬成像研究

光学学报 2011年第8期31卷 305-312页

作者：任玉琦周光照王玉丹谢红兰邓彪杜国浩肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院研究生院北京100049

对复合组分材料的应用和需求日益广泛,但如何精确地测量其定量结构信息仍是一个亟待解决的难题。建立了复合组分结构模型,利用X射线同轴相衬成像和相位恢复方法,分别进行了计算机模拟和实验研究,系统地分析了复合组分材料不同的密度差异... 详细信息

对复合组分材料的应用和需求日益广泛,但如何精确地测量其定量结构信息仍是一个亟待解决的难题。建立了复合组分结构模型,利用X射线同轴相衬成像和相位恢复方法,分别进行了计算机模拟和实验研究,系统地分析了复合组分材料不同的密度差异对X射线相衬成像和相位恢复精度的影响以及噪声对定量相位恢复的影响。实验结果表明,利用X射线定量相衬成像技术可以实现复合组分材料的无损清晰分辨和精确测量,这在材料科学尤其是复合组分材料的制备,如多层核聚变靶丸,以及生物医学应用,特别是在血管成像的应用方面,都会发挥很好的作用。

关键词： X射线光学相位恢复定量成像复合组分材料

基于X射线光栅成像的多衬度显微计算层析系统

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光学学报 2013年第10期33卷 312-319页

作者：戚俊成任玉琦杜国浩陈荣昌王玉丹和友肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

第三代同步辐射为X射线成像提供了一个单色、能量可调谐的高亮度光源。对于由低Z材料组成的样品来说,相比于传统成像方法,X射线光栅微分相位成像可以实现更高的相位衬度灵敏度,与计算机层析(CT)技术相结合还可以实现三维高密度分辨成像... 详细信息

第三代同步辐射为X射线成像提供了一个单色、能量可调谐的高亮度光源。对于由低Z材料组成的样品来说,相比于传统成像方法,X射线光栅微分相位成像可以实现更高的相位衬度灵敏度,与计算机层析(CT)技术相结合还可以实现三维高密度分辨成像和折射率的测量。在上海光源X射线成像及生物医学应用线站,成功搭建了一套X射线光栅成像系统。基于此成像系统,利用同一套扫描数据可重构出吸收、相位和散射三种衬度信息;对于标准聚合物样品,系统可以高精度定量测量样品的折射率信息。测试结果表明,建成的X射线光栅成像系统可以实现低Z材料和生物医学样品的多衬度成像,有望在生物医学、聚合物材料等领域的无损、高衬度及定量成像研究中发挥重要作用。

关键词：成像系统 X射线光学微分相位衬度成像光栅干涉仪暗场成像同步辐射