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井工煤矿减损开采理论与技术体系

煤炭学报 2024年第2期49卷 988-1002页

作者：李全生煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102211 国家能源投资集团有限责任公司北京100011

煤炭开采改变了覆岩边界条件,引起围岩应力重新分布和覆岩变形、运动、破断,造成覆岩损伤自下而上传导,引起含水层、地表附属物、矿区生态系统等损伤。现代开采在保障经济社会发展能源需求同时,也对矿区地下水资源、生态环境和建/构筑... 详细信息

煤炭开采改变了覆岩边界条件,引起围岩应力重新分布和覆岩变形、运动、破断,造成覆岩损伤自下而上传导,引起含水层、地表附属物、矿区生态系统等损伤。现代开采在保障经济社会发展能源需求同时,也对矿区地下水资源、生态环境和建/构筑设施造成较大损伤。为解决规模化煤炭开采与矿区生态协调的问题,在系统分析国内外减损开采理论与技术以及长期实践基础上,根据“源头减损”理念和“采前源头损伤控制、采中优化减损、采后生态要素系统修复”的开采全过程减损思路,提出了以“基于开采工艺参数优化的源头减损、硬岩采前预裂-软岩注浆改性与采后导水裂隙封堵控水、采中覆岩承载结构稳定性维持减损”的采前、采中、采后3类4项技术为主导的开采全过程减损技术措施,创建了井工煤矿减损开采理论与技术体系,明确了减损开采研究的重点和方向。在开采损伤监测方面,由于监测技术时空差异大,难以实现地表变形与裂缝的同时空监测和地表生态环境多要素一体化同步监测,仍需针对性地提出煤矿井工开采损伤多源监测异步数据的同时空校正与处理方法。在损伤传导理论方面,基于覆岩损伤传导理论,从能量出发提出了采动损伤场模型,并结合岩层软硬组合、岩土层介质的差异,提出了涵盖“覆岩-含水层-地表-生态”多因素指标的煤炭井工开采覆岩损伤场量统一与跨界面传导理论。神东矿区上湾矿12401工作面采用采前开采参数优化,采中垮落带注浆等减损技术,地表最大沉降值相对减小25%,地表裂缝由台阶型裂缝调控为动态小裂缝;此外,神东矿区自2010年实施减损开采技术以来,植被覆盖度由原来平均31%上升到74.1%。

关键词：煤炭开采损伤传导源头减损减损理论与技术绿色开采

三维变形管MVR蒸发器用于纤维素生产末端废水零排放项目

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新能源进展 2024年第1期12卷 57-64页

作者：涂爱民陈二雄黄炫杰朱冬生刘世杰中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 广州市心德实业有限公司广州510320

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维... 详细信息

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维素生产末端废水零排放项目的新型蒸发器。应用实践表明,相对于传统直圆管的MVR蒸发器,基于三维变形管的新型MVR蒸发器节材节能效果显著,其在节省29%换热面积的情形下仍能完全满足工程实际需要。在现场调研期间MVR系统处理每吨废水的压缩机耗电量在18.81~23.78 kW∙h之间,体现出新型蒸发器高能效的技术特性,极具应用推广价值。

关键词： MVR蒸发器三维变形管强化传热废水零排放纤维素生产

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意识流表现手法在全景动画创作中的应用研究 ——以意识流全景动画《虚假·禁锢》为例

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意识流表现手法在全景动画创作中的应用研究 ——以意识流全景动...

作者：姜蓝瑄景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

随着数字技术和虚拟现实技术的不断发展,全景动画通过360度全方位视角为观众带来了更加身临其境的沉浸式体验。意识流全景动画将意识流的表现手法与全景动画相结合,突破了传统二维或三维动画的界限,使观众能够更加深入地体验和感知故事... 详细信息

随着数字技术和虚拟现实技术的不断发展,全景动画通过360度全方位视角为观众带来了更加身临其境的沉浸式体验。意识流全景动画将意识流的表现手法与全景动画相结合,突破了传统二维或三维动画的界限,使观众能够更加深入地体验和感知故事的深层次含义。这种新兴的艺术形式在为观众带来了全新的视觉和情感体验的同时,也为创作者提供了更加广阔的创作空间。尽管全景动画具有诸多优势,但其发展仍处于不成熟阶段。意识流全景动画在创作过程中面临着诸多技术挑战,如镜头之间的过渡方式、视觉引导的复杂性以及叙事策略等。如何巧妙地运用意识流表现手法,将故事叙事与全景动画的全方位视角相结合,呈现出独特而引人入胜的故事情节,是意识流全景动画创作需要深入探索的问题。基于以上背景,本文对意识流全景动画的理论进行分析,尝试探索意识流全景动画创作的技术路径,探讨意识流全景动画《虚假·禁锢》的具体创作方法与实践,为该领域的未来发展提供有益的参考和借鉴。本文共四个部分,第一部分对意识流动画和全景动画进行理论分析,总结意识流全景动画在视听语言上的创新点。第二部分基于意识流全景动画的创作需求,从二维全景技术、三维全景技术、AI生成技术以及VR交互实践技术的角度阐述意识流全景动画的技术探索,总结意识流全景动画的创作可行性。第三部分进行意识流全景动画《虚假·禁锢》的创作实践,在意识流全景动画的理论的基础上完善叙事策略,构思美术设定,通过意识流手法的表现、视点的引导、场景的自然过渡以及空间氛围的创作方法增强故事的沉浸感和情感表达,并分析意识流全景动画创作过程中的重难点。第四部分回顾整个研究过程提出创作总结,并对意识流全景动画的发展前景进行展望。

关键词：意识流表现手法全景动画创作实践

制浆废液组分对草类废渣基颗粒燃料燃烧特性的影响及关联性分析

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制浆废液组分对草类废渣基颗粒燃料燃烧特性的影响及关联性分析

作者：薛蓝馨齐鲁工业大学

学位级别：硕士

中国制浆造纸行业面临纤维短缺、环境保护与双碳目标的压力,需要高效利用农林植物废弃纤维资源和采用清洁生产技术。利用制浆过程产生的固废物制备草类废渣基颗粒燃料是实现制浆过程纤维原料全组分利用的有效途径,对推动中国制浆造纸工... 详细信息

中国制浆造纸行业面临纤维短缺、环境保护与双碳目标的压力,需要高效利用农林植物废弃纤维资源和采用清洁生产技术。利用制浆过程产生的固废物制备草类废渣基颗粒燃料是实现制浆过程纤维原料全组分利用的有效途径,对推动中国制浆造纸工业清洁可持续发展具有重要现实意义。本论文以生物化学机械法制浆过程产生的草类废渣和制浆废液制备为原料,通过混合压缩成型制备了草类废渣基颗粒燃料,研究了制浆废液对颗粒燃料物理性能的影响机制及对燃烧性能的改善效果,并分析比较了制浆废液不同化学组分对麦草废渣基颗粒燃料燃烧特性的影响。本论文研究内容和研究结果如下:（1）以麦草制浆备料工段中产生的麦草废渣和制浆过程产生的制浆废液为原料,通过混合压缩成型工艺制备了麦草废渣基颗粒燃料,以提高制浆造纸工业废弃物的利用价值。为探究制浆废液对生物质颗粒燃料成型的影响机制,参照麦草废渣组分,以质量比10.17:7.62的纤维素和半纤维素混合物与制浆废液混合,制备了生物质颗粒燃料模型,并通过曲线拟合建立了生物质颗粒燃料预测模型,探究了制浆废液中固形物含量对颗粒燃料成型性能及其物理性能的影响机制。结果表明:制浆废液中木质素含量为10.13 g·L,糖类含量为439.70 mg·L,可以提高燃料颗粒间的黏结力,有利于颗粒燃料的成型,改善了麦草废渣基颗粒燃料的物理性能。制浆废液固形物含量为10.28%时,麦草废渣基颗粒燃料具有较好的物理性能,其抗渗水率为84.90%,压缩应力为1.45 MPa。生物质颗粒燃料预测模型对麦草废渣基颗粒燃料物理性能的预测结果误差小于5%,具有较高的预测精度,该预测模型可为麦草废渣基颗粒燃料物理性能的可控设计提供参考,对颗粒燃料的规模化生产具有指导意义。（2）为了探究制浆过程不同纤维原料废渣的燃烧特性,将制浆备料工段产生的不同纤维原料废渣直接压缩成型制备了废渣基颗粒燃料,并对其燃烧特性进行了分析比较,分析了添加制浆废液对颗粒燃料燃烧性能的改善效果。结果表明:草类纤维原料废渣基颗粒燃料因不可燃杂质含量较高,固定碳含量较低,燃烧性能稍差于木材废渣基颗粒燃料;草类纤维原料废渣基颗粒燃料中的碱金属元素与硅元素在高温下反应生成结渣性金属硅酸盐类颗粒灰分Si O、NaSiO和KFeO等;木材废渣基颗粒燃料中硅元素含量低,生成的金属硅酸盐颗粒含量较低;草类废渣基颗粒燃料因不可燃杂质含量较高导致固定碳不完全燃烧,增加了CO在燃烧排放气体中的占比。将制浆废液和麦草废渣混合物压缩制备了废液/麦草废渣基颗粒燃料,其综合燃烧指数为2.50×10%·min·℃,燃烧活化能为59.88 k J/mol,与纯麦草废渣基颗粒燃料相比,燃烧指数提高了171.72%,燃烧活化能降低了22.72%,麦草废渣基颗粒燃料的燃烧性能得到明显改善。（3）为了探究制浆废液组分对麦草废渣基颗粒燃料的影响,将麦草废渣与制浆废液三种组分（木质素、木聚糖、金属盐类）混合后压缩制备了草类废渣基颗粒燃料,对比分析了制浆废液不同化学组分对麦草废渣基颗粒燃料物理性能、燃烧性能和燃烧产物的影响。结果表明:制浆废液中木质素能有效提高麦草废渣间的黏结强度,对颗粒燃料物理性能的改善效果显著,颗粒燃料抗渗水率为81.50%,应力为0.93 MPa;木聚糖的添加优化了麦草废渣基颗粒燃料的燃烧性能,颗粒燃料的点火指数为4.12×10%·min·℃,挥发分析出特性指数为9.59×10%·min·K,综合燃烧指数为7.67×10%·min·℃,改善了麦草废渣基颗粒燃料的燃烧特性,颗粒燃料更易燃烧;金属盐类等无机物对颗粒燃料的燃烧性能呈现负相关性,且对灰分晶型与成分具有一定影响;三种组分对麦草废渣基颗粒燃料气体排放产物影响不明显。综上所述,以草类废渣和制浆废液为原料制备颗粒燃料,可实现生物质资源的高值化利用。不同纤维废渣原料制备的颗粒燃料的燃烧特性和燃烧产物具有差异性,制浆废液对颗粒燃料的物理性能及燃烧特性具有改善作用,颗粒燃料的燃烧特性与制浆废液的化学组分具有关联性。利用制浆过程产生的草类废渣与制浆废液等固废物制备生物质颗粒燃料是实现制浆过程纤维原料全组分利用纤维资源的有效途径,对推动中国制浆造纸工业清洁可持续发展具有重要现实意义。

关键词：制浆废液草类废渣颗粒燃料燃烧特性

闽江福州段河岸带土壤―植物系统重金属迁移富集研究

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植物科学学报 2024年

作者：关永鑫胡喜生闫淑君黄子宏凌玲孙玉婷程敏胡文静福建农林大学风景园林与艺术学院自然资源部东南生态脆弱区监测修复工程技术创新中心福建农林大学交通与土木工程学院

为揭示河岸带土壤―植物系统重金属迁移和富集的特征，本研究在分析闽江福州段河岸带20种优势草本植物的根茎叶和根际土壤的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量的基础上，评估了该区域土壤重金属污染以及植物重金属富集能力，并比较了20种草本... 详细信息

为揭示河岸带土壤―植物系统重金属迁移和富集的特征，本研究在分析闽江福州段河岸带20种优势草本植物的根茎叶和根际土壤的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量的基础上，评估了该区域土壤重金属污染以及植物重金属富集能力，并比较了20种草本植物不同器官对重金属富集和转运的差异。结果表明：（1）闽江福州段河岸带土壤Pb含量低于背景值，而Cd、Cr、Cu、Ni和Zn含量超背景值1.05～1.5倍，Cd是主要危害元素；（2）所研究的20种植物对Cd和Cu富集能力较强，对Pb富集能力最弱；（3）根和叶对重金属富集能力强于茎，叶对重金属的转运能力强于茎；（4）20种河岸带植物中白花鬼针草（Bidens pilosa L.）、紫茎泽兰（Ageratina adenophora R. M. King & H. Robinson）和龙葵（Solanum nigrum L.）的重金属综合富集能力排名前三，重金属生物富集系数分别为0.686、0.662和0.470，其余植物也对特定的重金属表现出一定的富集能力，苍耳（Xanthium strumarium L.）对土壤中的重金属规避性较强，未发现Pb富集系数大于1的植物。

关键词：闽江河岸带土壤草本植物重金属富集重金属迁移

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煤炭生态型露天开采理论与技术体系及其应用

煤炭学报 2024年第5期49卷 2426-2444页

作者：李全生煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102209 国家能源投资集团有限责任公司北京100011

煤炭大规模露天开采会引起土地挖损与压占、地下水疏干、水土流失、植被破坏、大气污染、区域景观破损等生态问题。针对现有露天煤矿生态修复技术较为单一,缺乏从开采源头减损和生态全要素系统性修复技术的难题,提出了“减损开采与生态... 详细信息

煤炭大规模露天开采会引起土地挖损与压占、地下水疏干、水土流失、植被破坏、大气污染、区域景观破损等生态问题。针对现有露天煤矿生态修复技术较为单一,缺乏从开采源头减损和生态全要素系统性修复技术的难题,提出了“减损开采与生态系统修复”的理念,阐述了露天煤矿生态型开采的内涵与特征,提出了露天煤矿生态型开采关键科学问题和基础理论框架,研发了“采前生态化设计−采中减损开采−生态系统修复”的全生命周期生态减损开采和生态全要素(水、土、大气、植被、景观)系统修复技术,创建了露天煤矿生态型开采理论与技术体系,形成了可推广可复制的露天矿生态型开采模式。研究成果应用表明,半干旱区胜利露天矿生态型开采示范区减少土地挖损和压占面积60003 m^(2)/a,排土场生态修复期提前1 a以上,植被覆盖率较本底值提高41.78%,地面水库(蓄水量40万m^(3))实现了矿井水的分季节、分级分质利用;酷寒区宝日希勒露天矿生态型开采示范区减少土地挖损和压占面积106672 m^(2)/a,新生物种从14种增加到21种,土壤含水率提升10%,土壤年侵蚀率降低59.6%,植被覆盖率较本底值提高37.96%,露天煤矿地下水库(储水容量122万m^(3))实现了矿坑水“冬储夏用”,取得了显著的生态修复效果。

关键词：露天煤矿生态型开采减损开采系统修复全周期

基于全生命周期评价的中国制氨路线碳排放、能源效率研究及展望

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中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1329-1346页

作者：刘梦华黄逍李爽史翊翔喻朝庆蔡宁生清华大学能源与动力工程系北京100084 海南大学生态与环境学院海口570228 清华大学山西清洁能源研究院太原030032

我国实现双碳目标的核心在于能源系统的低碳化和清洁化.未来风电、光伏电等一次能源大比例接入电网,其波动性、间歇性等特点使得可跨季广域消纳储能技术的发展成为刚需.氨的稳定性、易存储、输储设施完善等特性使其成为极具竞争力的化... 详细信息

我国实现双碳目标的核心在于能源系统的低碳化和清洁化.未来风电、光伏电等一次能源大比例接入电网,其波动性、间歇性等特点使得可跨季广域消纳储能技术的发展成为刚需.氨的稳定性、易存储、输储设施完善等特性使其成为极具竞争力的化学储能介质,有望破解当前氢储运难题,助力实现“碳中和、碳达峰”目标.目前面向我国规模化应用的中国制氨路线生命周期评估工作较少,缺乏考虑细分环节的合成氨路线的全生命周期碳排放及能效等指标的评估与分析.针对上述氨储能技术发展存在的机遇和挑战,本文建立各主要阶段的合成氨全生命周期评估(life cycle assessment,LCA)集成模型,结合低碳排技术对不同制氨路线生命周期间的一次能源投入及碳排放进行评估与分析.通过核算煤制氨(R1)、天然气制氨(R2)、市电制氨(R3)及可再生电力制氢合成氨(R4)四种技术路线的碳排放及能源效率,并对关键参数进行敏感度分析,确定造成碳排放的关键环节和关键因素,提出减少碳排放的技术改进建议.研究表明,未采用碳捕获与封存技术(carbon capture and storage,CCS)的煤制氨(R1-w/o CCS)与天然气制氨路线(R2-w/o CCS)碳排放则分别高达4.190和2.356 kg CO_(2)/kg NH_(3),R3路线碳排放高达6.384 kg CO_(2)/kg NH_(3),分别以光伏电站(R4-PV)和风力发电站(R4-Wind)为电力输入的可再生电力制氢合成氨路线碳排放分别为0.569和0.335 kg CO_(2)/kg NH_(3).结合CCS技术后,R1-w/CCS和R2-w/CCS路线碳排放可分别降低61.8%和55.4%,但因CO_(2)捕获、运输和封存带来的额外能耗使每功能单位氨生产的化石能源消耗量相应增长4.2%和5.8%,生命周期能源效率分别降低1.6%和2.5%.本文从全生命周期的碳排放和能效角度出发,通过定义统一系统边界提高模型的精准度与可对比度,为不同制氨路线的工艺改进情景提供了可靠的分析.

关键词：合成氨生命周期评价能效分析能源消耗碳排放

闽江福州段河岸带土壤重金属空间分布特征与危险评价及其来源分析

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水生态学杂志 2024年

作者：关永鑫胡喜生闫淑君黄子宏程敏胡文静顾灵桢吕蔚福建农林大学风景园林与艺术学院福建农林大学交通与土木工程学院自然资源部东南生态脆弱区监测修复工程技术创新中心

了解闽江福州段河岸带土壤重金属污染现状，分析沿岸表层土壤6种重金属元素(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的含量状况及其空间分布特征，可为闽江沿岸土壤重金属污染防治提供科学依据和理论支撑。2023年5-6月福州河段12块样地采集表层土壤24... 详细信息

了解闽江福州段河岸带土壤重金属污染现状，分析沿岸表层土壤6种重金属元素(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的含量状况及其空间分布特征，可为闽江沿岸土壤重金属污染防治提供科学依据和理论支撑。2023年5-6月福州河段12块样地采集表层土壤240份，测定6种重金属含量，并运用单因素方差分析比较不同区域土壤重金属含量的差异，利用多种评价系数对土壤重金属进行污染评价，采用主成分分析和APCS-MLR模型分析重金属来源。结果表明：（1）6种重金属元素(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)含量均值分别为：0.36、57.85、27.32、25.65、60.76和128.20 mg/kg，Pb的均值低于福州土壤背景值，其余5种重金属均值为背景值的1.05 ～ 1.5倍；（2）北港Ni和Pb含量显著高于闽侯段和南港（P＜0.05），近水区土壤Cd、Cu、Ni和Pb含量显著高于远水区（P＜0.05）；（3）单因子污染评价和内梅罗综合污染评价均说明Cd、Cr、Cu、Ni和Zn为轻度污染，Pb为无污染；单项潜在风险表明Cr、Cu、Ni、Pb和Zn具有轻微潜在风险危害，Cd处于中风险，综合潜在风险指数均说明6种重金属处于轻风险，Cd对研究区的重金属生态风险贡献率最高（72.12%）；（4）闽江福州段河岸带土壤重金属来源为自然源（36.08%）＞农业源（24.55%）＞交通源（15.72%）＞未知源（13.05%）＞工业源（10.60%），Cu、Ni和Pb主要受自然源控制，Cd主要受农业源控制，Zn主要受交通源控制，Cr则主要受工业源影响。

关键词：河岸带土壤重金属 APCS-MLR模型闽江

玄灵法与终南山曼荼罗:赣州北宋慈云寺塔女相北斗图研究

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南京艺术学院学报（美术与设计） 2024年第4期 31-40页

作者：黄长风中央美术学院人文学院北京100105

江西赣州慈云寺塔出土了两幅女相北斗图,即编号GZ-17(纸本)和GJ-04(绢本),本文将探析其依据的思想观念,以及性别转变的问题。这种特殊的女相式北斗在唐宋时期十分流行,其可能形成于初唐道教,盛唐时为密宗吸收,形成了北斗护摩仪式。密宗... 详细信息

江西赣州慈云寺塔出土了两幅女相北斗图,即编号GZ-17(纸本)和GJ-04(绢本),本文将探析其依据的思想观念,以及性别转变的问题。这种特殊的女相式北斗在唐宋时期十分流行,其可能形成于初唐道教,盛唐时为密宗吸收,形成了北斗护摩仪式。密宗将北斗九星改造为北斗八女,于唐宋之际传入日本,形成了《终南山曼荼罗》。

关键词：女相式北斗终南山曼荼罗赣州慈云寺塔北斗经