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淮南煤田深部A组煤中有害微量元素地球化学特征

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高校地质学报 2019年第2期25卷 242-250页

作者：郝玄文郑刘根刘梦张维翔陈业禹安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心合肥230601

以淮南煤田深部A组煤为研究对象,全层刻槽采集了煤、夹矸和顶底板岩石样品,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测试分析了样品中13种有害微量元素的含量,对比研究了其分布特征,结合Tessier五步形态提取法和相关性分析探讨了煤中有害微量... 详细信息

以淮南煤田深部A组煤为研究对象,全层刻槽采集了煤、夹矸和顶底板岩石样品,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测试分析了样品中13种有害微量元素的含量,对比研究了其分布特征,结合Tessier五步形态提取法和相关性分析探讨了煤中有害微量元素的赋存形态。结果表明:(1)与中国上陆壳中各种微量元素含量均值相比,淮南深部A组煤中B,As,Se,Mo,Cd,Pb,Hg的富集系数均大于1,在A组煤中表现为富集;A组煤中B,As,Se,Cd的含量均高于淮南煤田上部B组煤、华北煤以及中国煤中的含量均值;(2)相关性分析和逐级提取实验结果表明,A组煤中微量元素主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和达到55%～98%,其中Ni,Mo,Cd,Hg,Cu,Pb和Zn主要赋存于硫化物矿物中,Mn主要赋存于碳酸盐矿物中,V,Cr,Se,B和As主要赋存于硅铝酸盐等黏土矿物中。(3) B元素示踪物源及沉积环境结果显示,淮南煤田深部A组煤成煤环境为海相咸水沉积环境,稳定的咸水沉积环境以及受海水影响等因素导致A组煤中微量元素出现不同程度的富集。

关键词： A组煤有害微量元素含量分布赋存形态沉积环境

基于Landsat时序数据的高潜水位煤矿区植被扰动分析

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煤田地质与勘探 2021年第2期49卷 207-215页

作者：方良成陈永春安士凯徐燕飞殷梦杰李志辉赵萍陈业禹淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001 合肥工业大学资源与环境工程学院空间信息智能分析与应用研究所安徽合肥230009 安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601

我国东部矿区是重要的煤粮生产复合区,由于境内地势平坦,地下潜水位高,采空区形成的沉陷大多常年积水或季节性积水,所引起的土地、生态、环境问题尤为严重。植被作为矿区生态环境的重要组成部分,因外界干扰和环境要素的变化而具有动态... 详细信息

我国东部矿区是重要的煤粮生产复合区,由于境内地势平坦,地下潜水位高,采空区形成的沉陷大多常年积水或季节性积水,所引起的土地、生态、环境问题尤为严重。植被作为矿区生态环境的重要组成部分,因外界干扰和环境要素的变化而具有动态特征。归一化差值植被指数(NDVI)是植被生长状况遥感监测的常用指示因子,基于NDVI时间序列数据的分析可以有效揭示植被的扰动效应。以安徽淮南顾桥矿为研究对象,基于2007—2018年Landsat NDVI时间序列数据的分级统计,以及热点分析、聚类与异常值分析和剖面线分析,研究NDVI值的时空变化特征,探讨煤矿开采沉陷对周围植被的扰动效应。研究表明:2007—2018年间顾桥矿植被生长状况整体良好,但植被覆盖离散程度在增大;NDVI分布具有明显的空间聚集特征,均为“高–高”聚类和“低–低”聚类,无异常出现;受煤炭开采影响,热点区减少,冷点区增加,热点向冷点的转化主要发生在沉陷积水区、德上高速和永幸河附近;沉陷积水区周围一定范围内存在明显的植被扰动,开采初期扰动较小,随着积水区范围的增长和时间的推移,扰动范围逐渐增大,最后趋于稳定,具有时序滞后性和时空累积性。研究成果为采煤沉陷区生态影响范围的确定及生态环境的恢复治理提供了参考。

关键词：采煤沉陷区植被扰动高潜水位 NDVI Landsat时序数据淮南顾桥矿

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淮南迪沟采煤沉陷区水体水质特征与评价

水资源与水工程学报 2021年第2期32卷 58-65页

作者：陈从磊谢毫陈业禹牛玉亭范佳民淮南矿业(集团)有限责任公司煤业分公司资源环保部安徽淮南232001 煤矿生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232001 安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601

为了解淮南迪沟采煤沉陷区水体水质状况,将该沉陷积水区水域划分为3个单元(济河、沉陷积水区、对照区),采集不同单元样品,测试分析其水质特征,并利用单因子和综合水质标识指数法进行评价。结果表明:济河和沉陷积水区均为弱碱性水体,水... 详细信息

为了解淮南迪沟采煤沉陷区水体水质状况,将该沉陷积水区水域划分为3个单元(济河、沉陷积水区、对照区),采集不同单元样品,测试分析其水质特征,并利用单因子和综合水质标识指数法进行评价。结果表明:济河和沉陷积水区均为弱碱性水体,水质比较澄清,透明度好。氮磷营养盐指标总体含量表现为济河最高,这与济河周边的农业面源污染有关;重金属Cu、Zn、Pb和As在沉陷积水区均出现一定程度的富集,与沉陷区周边充填煤矸石中重金属淋溶释放、汽车尾气的排放以及地表扬尘有关;通过对沉陷积水区距离济河由近及远每隔15 m采集水样的纵向采样点C1、C2、C3分析得出,其TN和NH4^(+)分布表现出距离济河越近,则含量越低,而TP、Cu、Zn、Pb和As表现出相反的规律性;单因子水质标识指数结果显示,Hg和CODMn在济河和沉陷积水区污染相对严重;综合水质标识指数法显示,3个单元综合水质指标Pi均符合Ⅲ级标准。在交汇水域,济河采样点J3、J4与沉陷积水区采样点C1、C2的水质状况表现为J3(2.320)

关键词：采煤沉陷积水区水质特征水质评价综合水质标识指数淮南迪沟镇

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顾桥采煤沉陷积水区重金属分布与迁移特征

生态环境学报 2018年第4期27卷 785-792页

作者：欧金萍郑刘根陈永春谢欣湉朱文远陈业禹安徽大学资源与环境工程学院矿山环境修复与湿地生态安全协同创新中心安徽合肥230601 煤炭生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232001

为了探讨上覆水-间隙水-沉积物层面微量元素的分布特征与潜在迁移趋势,系统采集淮南矿区顾桥采煤沉陷积水区上覆水和沉积物样品各10个,通过高速离心获得相应间隙水样品。利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及原子荧光光谱法(AFS)测试分... 详细信息

为了探讨上覆水-间隙水-沉积物层面微量元素的分布特征与潜在迁移趋势,系统采集淮南矿区顾桥采煤沉陷积水区上覆水和沉积物样品各10个,通过高速离心获得相应间隙水样品。利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及原子荧光光谱法(AFS)测试分析了各样品中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn含量,并采用重金属污染指数法和地累积指数法评价上覆水体及沉积物中重金属污染程度。结果表明,(1)总体而言,顾桥采煤沉陷积水区上覆水水质较好,符合鱼类养殖的水质标准;间隙水中Cr、Cd和Zn的质量浓度分别达到193.11、2.14和176.18μg·L^(-1)。水质基准法生物毒性评价结果显示,间隙水中Cr、Cd和Zn对水生生物具有潜在生物毒性;沉积物中As、Cd、Cu、Cr、Ni的含量均值超过淮南土壤背景值和中国沉积物综合平均值,其中Cd平均质量分数高达1.114mg·kg^(-1),明显富集。(2)从垂直分布来看,水体中重金属的分布趋势表现为:沉积物>间隙水>上覆水。(3)分配系数结果表明,Cd、Zn、Sb易从沉积物中迁移进入上覆水中,具有较高的潜在环境危害。相关性分析结果显示,上覆水体中As与Mn、Cu与Cd具有相同污染源;间隙水中多种重金属之间的相关性较好,部分重金属具有同源性,沉积物中Ni与Zn、Mn的来源相似。(4)地累积指数结果表明,沉积物中Cd为偏重度污染,Cr为轻度污染,重金属总体污染程度为:Cd>Cr>Sb>Cu>As>Ni=Mn>Zn,顾桥采煤沉陷积水区水体沉积物中重金属Cd、Cr具有潜在生态危害,应引起管理者重视。

关键词：采煤沉陷积水区上覆水间隙水沉积物重金属

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采煤沉陷区水体沉积物汞的分布及影响因素

环境科学与技术 2021年第3期44卷 103-109页

作者：刘思魁徐峥岩程立康李越王杰陈业禹郑刘根陈永春安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 煤炭生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232011

为了解采煤沉陷区水体沉积物中汞的分布特征及影响因素,该文采集淮南煤田顾桥采煤沉陷区水体沉积物样品,测定了样品理化特征及总汞、甲基汞含量,分析探讨样品中总汞和甲基汞分布特征及影响因素。结果表明:(1)顾桥采煤沉陷区水体沉积物... 详细信息

为了解采煤沉陷区水体沉积物中汞的分布特征及影响因素,该文采集淮南煤田顾桥采煤沉陷区水体沉积物样品,测定了样品理化特征及总汞、甲基汞含量,分析探讨样品中总汞和甲基汞分布特征及影响因素。结果表明:(1)顾桥采煤沉陷区水体沉积物中总汞含量范围为16.20~67.10 ng/g,甲基汞含量范围为0.37~1.12 ng/g,甲基化率(MeHg%)范围为1.44%~2.30%。(2)水体沉积物总汞分布具有较大空间差异性,总汞含量高值区主要分布在北部及西部靠近矸石充填道路样点,甲基汞分布与总汞类似,北部与西南样点含量较高;MeHg%高值主要集中在养殖鱼箱附近样点,渔业养殖活动是导致甲基化率较高的主要原因。(3)相关性分析结果显示,水体沉积物中有机质、黏粒含量与总汞、甲基汞均呈正相关关系,细颗粒中有机质是水体沉积物汞的主要载体,减少研究区无机汞和有机质的输入可降低甲基汞产生带来的环境危害;MeHg%与pH呈正相关关系,与黏粒含量呈负相关关系,主要与水体沉积物汞的存在形态及有机质类型有关,MeHg%与有机质和总汞含量的相关性不明显,有机质与总汞的共沉积可能是影响MeHg%的主要作用方式。研究结果可为研究区水体环境汞污染防治提供科学依据。

关键词：采煤沉陷区汞甲基汞分布特征影响因素

基于多种模态分解重构的海面慢小目标检测方法

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雷达科学与技术 2025年

作者：茆禹王志刚金秋中国船舶集团有限公司第八研究院

在海杂波背景下，慢速小目标的检测一直是雷达信号处理中的难点之一。这类目标的时频域特征往往与海杂波的特征高度重叠，使得传统的检测方法难以有效区分目标和杂波。为了应对这一挑战，本文提出了一种基于多种模态分解重构的办法，通... 详细信息

在海杂波背景下，慢速小目标的检测一直是雷达信号处理中的难点之一。这类目标的时频域特征往往与海杂波的特征高度重叠，使得传统的检测方法难以有效区分目标和杂波。为了应对这一挑战，本文提出了一种基于多种模态分解重构的办法，通过变分模态分解与分数阶傅立叶变换对海杂波背景下的目标信号进行分解，并用能量熵和奇异值分解方法重构目标信号。实测数据验证了该方法在海杂波抑制方面的显著效果，表明其可以显著提升雷达在复杂海况中的小目标检测性能，为海杂波环境下的目标检测提供了新思路和技术手段。

关键词：海杂波慢小目标检测变分模态分解分数阶傅里叶变换能量熵奇异值分解

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固体姿轨控发动机十字型测力台设计及优化

推进技术 2025年

作者：蔡耘峰王飞尹春禹李世鹏北京理工大学宇航学院上海航天化工应用研究所

为了准确测量固体姿轨控发动机的推力，设计了一种具有中心对称结构的十字型构型的十二分力固体姿轨控发动机测力台。在考虑测力台结构受力变形的情况下，建立了测力台的静力学模型，得出了测力台各传感器受力与测力台所受发动机施加载... 详细信息

为了准确测量固体姿轨控发动机的推力，设计了一种具有中心对称结构的十字型构型的十二分力固体姿轨控发动机测力台。在考虑测力台结构受力变形的情况下，建立了测力台的静力学模型，得出了测力台各传感器受力与测力台所受发动机施加载荷之间的解算公式。为评估测力台的动态性能，建立了测力台的无阻尼自由振动的动力学模型，并采用有限元仿真的方式对建立的静动力学模型进行了验证，并评估了测力台所受交联力的情况。基于所建立的测力台静动力学模型，以测力台静态灵敏度最大、测力台频率响应的幅值相对误最小为优化目标，以测力台测力杆直径及动架截面尺寸为设计变量建立了多目标优化模型，采用粒子群算法（PSO）对测力台测力结构进行了参数优化。测力台结构优化后，静态灵敏度降低了5.2%，对于频率为30Hz的交变推力，在xy平面测力的动态响应幅值相对误差降低了53.9%， x，y轴转矩的动态响应幅值相对误差降低了97.6%，z轴转矩的动态响应幅值相对误差降低了95.1%。

关键词：固体姿轨控发动机测力台静力学分析模态分析多目标优化

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基于最小角回归的稀疏辨识与优化PID控制

系统工程与电子技术 2025年

作者：刘艳君武禹辰陈晶丁锋江南大学物联网工程学院江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室

针对过程复杂且结构未知的对象，在保证模型有效性的前提下，根据数据信息构建简单模型来简化控制器的求解是亟待解决的问题. 以受控自回归模型为例，提出一种基于修正最小角回归算法的稀疏辨识方法. 首先将系统模型转化为过参数化... 详细信息

针对过程复杂且结构未知的对象，在保证模型有效性的前提下，根据数据信息构建简单模型来简化控制器的求解是亟待解决的问题. 以受控自回归模型为例，提出一种基于修正最小角回归算法的稀疏辨识方法. 首先将系统模型转化为过参数化的高维稀疏模型，然后将最小角回归算法用于稀疏系统辨识，并提出绝对角度停止准则，使算法经过少量的迭代即可获得模型的稀疏参数估计，并同时获得有效的时滞和阶次估计. 结合辨识得到的受控自回归模型，引入一种基于指定相位点频率和增益的比例-积分-微分(proportional integral derivative， PID)控制器. 数值仿真和平衡机器人的姿态控制仿真表明该稀疏辨识算法在低数据量下具有较高的辨识精度，建立的模型具有较好的泛化性能，控制器具有良好的控制效果.

关键词：最小角回归稀疏系统辨识时滞阶次联合估计停止准则优化PID控制

氧化石墨烯涂覆砂增强水泥基材料抗氯离子侵蚀性能

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硅酸盐学报 2025年

作者：冯甘霖罗盛禹罗启灵龙武剑深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室

氧化石墨烯(GO)的不均匀分散和团聚现象严重制约了其对水泥基复合材料孔隙结构及耐久性能的增强效果。通过将GO涂覆于氨基化砂粒表面，系统研究了其对GO水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响规律及机理。结果显示：当GO掺量达到0.3% (... 详细信息

氧化石墨烯(GO)的不均匀分散和团聚现象严重制约了其对水泥基复合材料孔隙结构及耐久性能的增强效果。通过将GO涂覆于氨基化砂粒表面，系统研究了其对GO水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响规律及机理。结果显示：当GO掺量达到0.3% (质量分数)时，使用GO涂覆砂的方法，快速氯离子迁移测试氯离子渗透深度和扩散系数分别比对照组降低了24.8%和18.5%。压汞法测得有害孔级(＞50 nm)孔径分布降低了36.8%。进一步的微观及物相分析测试结果表明，采用GO涂覆砂对水泥基复合材料性能提升的主要原因在于对界面过渡区的优化：一方面，氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂通过与硅羧基的缩合反应紧密地连接到砂表面，另一方面，GO通过表面上的羰基或羧基和偶联剂氨基官能团之间的酰胺键共价键合，通过此“双键效应”GO可以稳定键合在砂表面从而改善其分散性，并同时促进界面过渡区水化，减少界面过渡区的缺陷和裂纹，从而大大提高水泥基复合材料对氯离子传输的抵抗能力。

关键词：氧化石墨烯涂覆砂双重键合效应抗氯离子侵蚀界面过渡区