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新疆煤炭资源开发潜力与开发策略

煤炭学报 2024年第2期49卷 967-977页

作者：卞正富张益东王猛王长申韩晓彤牟守国任清晨李国栋中国矿业大学教育部矿山生态修复工程研究中心江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221008 新疆大学地矿学院新疆乌鲁木齐830046

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明... 详细信息

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明:新疆煤炭资源极为丰富,全区预测煤炭资源量2.19万亿t,占全国总预测储量的40%以上;新疆共有24个预测资源量超过100亿t的煤田,其中5个煤田预测资源量超过1 000亿t,8个煤田预测资源量在400亿~1 000亿t,11个煤田预测资源量在100亿~400亿t;潜在煤炭资源量中,1 000 m以下浅储量占比52.8%。新疆煤炭资源以低阶烟煤和中阶烟煤为主要煤阶,其次是中煤阶煤中的高阶烟煤,而低煤阶煤中的褐煤和中煤阶煤中的超高阶烟煤以及高煤阶煤中的无烟煤,分布范围和数量极为有限,所占资源总量的比例很低;综合考虑疆煤外运、疆电外送、西气东输以及本地煤化工产业规划,预计2035年新疆煤炭产能有望超8亿t。在此基础上,构建了生态环境承载力评价指标体系,对新疆规划建设的五大煤矿区生态环境承载力进行了评价,得出:新疆煤炭资源赋存区生态环境承载力整体处于中低水平,五大煤矿区生态环境承载力均值排序为伊犁(0.42)>库拜(0.38)>和丰(0.31)>准东(0.25)>吐哈(0.22),呈现出由西到东递减的趋势。针对新疆煤炭资源开发条件与潜力,提出了优化煤炭资源开发布局、推动开采技术升级、推进智能采矿技术、强化绿色开采理念、拓展煤炭多元化利用渠道等策略。

关键词：新疆煤炭开发潜力生态承载力开发策略

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干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演

中国环境科学 2024年第4期44卷 2208-2216页

作者：买买提·沙吾提阿不都艾尼·阿不里胡昕新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金... 详细信息

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn>Pb>Cr>Cu>As>Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R^(2)高于OLS,其中Zn的R^(2)接近0.8,Cu的R^(2)接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R^(2)均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.

关键词： GWR及OLS模型土壤重金属含量高光谱空间分布特征渭干河-库车河绿洲

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外源褪黑素对杏果实采后黑斑病的调控作用

中国食品学报 2024年第3期24卷 201-209页

作者：张亚琳王慧慧芦玉佳任新雅张昱马海娟张文娜朱璇新疆农业大学食品科学与药学学院乌鲁木齐830052

为探究外源褪黑素对杏果实采后黑斑病的影响,以“赛买提”杏为试验材料,采用不同浓度的褪黑素(50,100,200μmol/L)在0.05 MPa条件下减压处理2 min,常压状态下浸泡8 min。以蒸馏水处理为对照组,自然晾干表面水分,在温度(0±1)℃,相对湿度... 详细信息

为探究外源褪黑素对杏果实采后黑斑病的影响,以“赛买提”杏为试验材料,采用不同浓度的褪黑素(50,100,200μmol/L)在0.05 MPa条件下减压处理2 min,常压状态下浸泡8 min。以蒸馏水处理为对照组,自然晾干表面水分,在温度(0±1)℃,相对湿度90%~95%条件下放置48 h后,损伤接种交链格孢菌于相同条件下贮藏。定期测定杏果实接种发病率和病斑直径,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、多酚氧化酶(PPO)、肉桂醇脱氢酶(CAD)活力及总酚、类黄酮、木质素含量。结果表明:外源褪黑素处理显著降低了杏果实接种发病率和病斑直径的上升。在贮藏42 d时,不同浓度的褪黑素处理组(50,100,200μmol/L)的病斑直径分别为8.41,7.20,8.01 mm,比对照组病斑直径低5.68%,19.32%,9.45%(P<0.05),接种发病率分别比对照组低10.00%,21.11%,12.22%(P<0.05),100μmol/L褪黑素处理组抑制杏果实交链格孢菌生长效果最佳。褪黑素处理可提高杏果实PAL、C4H、4CL、PPO、CAD酶活力,促进杏果实总酚、类黄酮和木质素含量的积累。贮藏结束时,褪黑素处理组PAL、C4H、4CL、PPO、CAD酶活力分别为400.75,0.95,0.48,0.52,0.61 U,比对照组高15.18%,41.04%,18.51%,15.63%,65.04%(P<0.05),褪黑素组的总酚、类黄酮和木质素含量分别是对照组的1.10倍,1.22倍,1.30倍(P<0.05)。结论:外源褪黑素处理可调控苯丙烷代谢,增强杏果实采后对黑斑病的抗性。

关键词：褪黑素杏抗病性苯丙烷代谢

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融合多源时空数据的地下水硫酸盐预测模型

环境科学 2024年第6期45卷 3153-3164页

作者：李如跃曾妍妍周金龙孙英闫志雲新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水文水资源工程技术研究中心乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052

准确预测地下水SO_(4)^(2-)空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水p H值为特征变量,分析... 详细信息

准确预测地下水SO_(4)^(2-)空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水p H值为特征变量,分析其与地下水SO_(4)^(2-)浓度的相关性,利用贝叶斯优化算法优化随机森林回归,建立BOA-RFR模型,并基于BOA-RFR模型对特征变量进行重要性分析,对模型预测精度进行评价,最后生成地下水SO_(4)^(2-)预测图.结果表明,p H值、地面高程(GE)和贡献区荒地(BAR)面积占比作为影响地下水水化学组分的重要参数,与地下水SO_(4)^(2-)浓度均呈现极显著负相关,对地下水SO_(4)^(2-)浓度预测的重要度均大于25%;地统计插值方法作为空间分布预测建模的辅助手段,加入辅助样本后的BOA-RFR模型,地下水SO_(4)^(2-)浓度预测的R^(2)均大于0.96,且多辅助样本构建模型的RMSE和MAE最大值较少样本模型的最小值分别降低了4.7%和23.8%;在地下水SO_(4)^(2-)浓度预测中,高SO_(4)^(2-)地下水向叶尔羌河流域平原区东北部富集,且面积呈扩张趋势.

关键词：地下水硫酸盐空间分布预测多源时空数据随机森林回归(RFR) 贝叶斯优化算法(BOA)

新疆可可托海式伟晶岩型稀有金属矿床成矿机制

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岩石学报 2024年第9期40卷 2769-2785页

作者：张辉李国胜中国科学院地球化学研究所关键矿产成矿与预测重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.2... 详细信息

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.25~+2.39)、δ^(18)O (7.57‰~8.85‰)等特征,指示物源为新生地壳与古老地壳的混合物。可可托海3号脉经历了岩浆(Ⅰ-Ⅳ带)、岩浆-热液过渡(Ⅴ-Ⅷ带)和热液(Ⅸ带)阶段,伟晶岩经历了70%的分离结晶后进入晶体、熔体、流体共存的岩浆-热液过渡阶段。高分异伟晶岩以显著内部结构分带为特征,而结构单元也是伟晶岩的组成部分,与岩浆过冷条件下不平衡结晶或热液蚀变有关。Be矿化主要在3号脉岩钟体部分中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ带,Li矿化主要产于Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ带,指示3号脉铍、锂矿体分别形成于岩浆阶段和岩浆-热液过渡阶段。3号脉Ⅱ带中板状绿柱石与骸晶磷灰石、石榴子石和少量白云母共生,磷灰石结晶前后熔体体系的ASI显著变化,是导致3号脉Ⅱ带中大量绿柱石饱和结晶的成矿机制;从早期到晚期结构带,碱性长石和云母类矿物中K/Rb比值随Li、Rb、Cs含量增大而减小以及锆石中Zr/Hf比值随Hf含量增大而降低的分异趋势,指示岩浆分离结晶作用是伟晶岩型锂矿床中Li超常富集的主要机制。

关键词：源区特征岩石成因成矿时代成矿机制可可托海3号脉

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低浓度铵盐高效精准脱除新疆准东煤中钠

煤炭学报 2024年第S1期49卷 404-412页

作者：苏金水卓相宇张丽芳张博王磊倪中海中国矿业大学化工学院中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心

新疆准东地区拥有丰富的高钠煤资源，它们是优质动力煤和化工原料用煤，但钠质量分数高会导致燃烧和气化过程中设备污染和积灰结渣严重，从而严重限制了准东煤的大规模高效利用，钠的高效经济绿色脱除对准东煤的清洁利用具有重要意义。... 详细信息

新疆准东地区拥有丰富的高钠煤资源，它们是优质动力煤和化工原料用煤，但钠质量分数高会导致燃烧和气化过程中设备污染和积灰结渣严重，从而严重限制了准东煤的大规模高效利用，钠的高效经济绿色脱除对准东煤的清洁利用具有重要意义。详细研究了系列低浓度铵盐对准东低阶高钠煤中钠的脱除规律及机制，结果表明：去离子水仅能脱除约52%的煤中钠，当使用0.006mol/L的低浓度NH4Ac、NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4NO3、TMACl等各类铵盐时，总钠和有机钠脱除率可达90%～97%和80%～95%。煤灰中Na2O质量分数从原煤的6.21%和水处理煤的2.77%显著降低至低浓度铵盐处理煤的0.27%～0.81%。在上述各类铵盐中，NH4Ac脱钠效果最佳。脱钠药剂中阳离子对有机钠的脱除起着重要作用，其脱钠量顺序为H+> NH4+> TMA+，这归因于小的阳离子更有利于进入煤孔隙和有机质本体，与有机钠进行离子交换。铵盐能够脱除煤中各类羧酸钠是常规的离子交换机理，但酚钠的脱除机理可能涉及离子交换、酚铵盐的复分解及NH4+的水解等反应。提高温度、延长时间和增加铵盐量均能显著提高煤中总钠、水溶性无机钠和有机钠等各类形态钠的脱除量。建立了不同铵盐添加量与煤中总钠和有机钠脱除量之间的正相关关系，如对于NH4Ac为y（total Na）=12 479x（ammonium amount）+2 200, y（organic Na）=12 394x（ammonium amount）+136。该准东煤满足国家燃煤标准(w（Na2O）<2.0%，以灰分计质量分数)，需脱除约70%的总钠，每吨准东煤需添加约4.26 kg NH4Ac。

关键词：准东煤脱钠相关性铵盐

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超高性能混凝土与钢筋劈裂黏结强度试验研究

建筑结构学报 2024年第6期45卷 254-261页

作者：梁芮黄远新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室湖南长沙410082

超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型复合材料,可增强与钢筋界面的黏结性能,减少黏结长度。目前,针对UHPC黏结性能的研究,大多采用拔出试验或搭接拉伸试验,难以模拟结构中梁和柱等弯曲受力构件的实际黏结情况,需要对弯曲应力状态下UHPC与... 详细信息

超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型复合材料,可增强与钢筋界面的黏结性能,减少黏结长度。目前,针对UHPC黏结性能的研究,大多采用拔出试验或搭接拉伸试验,难以模拟结构中梁和柱等弯曲受力构件的实际黏结情况,需要对弯曲应力状态下UHPC与中长锚钢筋的黏结行为展开研究。为此,对17根搭接梁式试件进行四点弯曲加载试验,研究UHPC强度、纤维体积率、保护层厚度、搭接长度及搭接段箍筋配置对UHPC与钢筋黏结强度的影响。结果表明:UHPC梁式试件主要发生劈裂黏结破坏;增加UHPC强度和保护层厚度有助于提高黏结强度;黏结强度随搭接长度增加而减小;在搭接段配置箍筋可有效提高试件黏结强度,但箍筋对黏结强度的提高作用存在一个阈值,当达到阈值时,增加箍筋数量对黏结强度的提高将不再明显。此外,对现有黏结强度计算模型进行了评估,发现现有计算模型对UHPC劈裂黏结强度预测结果较为保守,离散程度偏大。在此基础上,提出了改进的UHPC劈裂黏结强度计算表达式,可准确反映各种设计参数对劈裂黏结强度的影响,计算结果与本文及相关文献试验结果之比的平均值为1.076,变异系数为0.149。

关键词：超高性能混凝土中长锚钢筋搭接梁式试验黏结性能劈裂黏结强度

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 138-148页

作者：邹阳陈啸轩张云霄林锦茄林昕亮福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电... 详细信息

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

关键词：油纸绝缘活化能频域介电谱混合极化模型寿命预测

松木颗粒流态化两段气化制备清洁燃气的工艺稳定性验证

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化工进展 2024年第5期43卷 2576-2586页

作者：王欣宇王超张梦娟刘方正李晗旸王正林贾鑫宋兴飞许光文韩振南特色资源化工与材料教育部重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳化工大学能源与化工产业技术研究院辽宁沈阳110142

为了验证流态化两段气化工艺的长时间运行稳定性,本实验采用商用果木炭半焦作为松木流态化两段气化制备清洁燃气的催化床料。实验前期通过形成稳定的有效催化半焦床层,减少半焦在系统内的积累周期,以实现系统快速达到高效脱除焦油的目... 详细信息

为了验证流态化两段气化工艺的长时间运行稳定性,本实验采用商用果木炭半焦作为松木流态化两段气化制备清洁燃气的催化床料。实验前期通过形成稳定的有效催化半焦床层,减少半焦在系统内的积累周期,以实现系统快速达到高效脱除焦油的目的。实验中,保持过量空气系数(ER)为0.35,提升管气速为3m/s,并逐渐调整流化介质中的氧气浓度,逐步增大生物质处理量。结果显示,随着松木颗粒的进料量从1kg/h增大到3kg/h,产品气中CO和H2体积分数分别从7.71%和3.13%增长至16.15%和12.60%,CH4的体积分数略微下降。气体收率(标准)也从0.90m^(3)/kg增长至1.36m^(3)/kg,相应的产品气热值(标准)从3.26MJ/m^(3)增加至4.80MJ/m^(3)。通过多次人为启停和改变运行参数等操作,在整个12h运行周期内,流态化两段气化产生的半焦与消耗的半焦速度相匹配,温度和压力表现出良好的运行稳定性。这一结果证明了流态化两段气化工艺在生物质制气中具有技术先进性和长时间运行稳定性。

关键词：流态化两段气化循环流化床低焦油合成气生物质反应解耦