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煤体复电性频散响应实验研究

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煤田地质与勘探 2020年第4期48卷 226-232页

作者：孟慧李健雷东记王亚娟河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454003

为研究煤体复电性频散响应特征,实测不同测量面积,不同方向煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其频散特征,并用不同经典模型进行数据反演对比。结果表明:任意方向煤体的复电参数(R、X的绝对值)与测量面积成反比,频散曲线的特征频率点不发生... 详细信息

为研究煤体复电性频散响应特征,实测不同测量面积,不同方向煤体的复电阻实部R和虚部X,分析其频散特征,并用不同经典模型进行数据反演对比。结果表明:任意方向煤体的复电参数(R、X的绝对值)与测量面积成反比,频散曲线的特征频率点不发生偏移,X频散度随测量面积增大而减小;相同测量面积,不同方向煤体的复电性频散响应不同,复电频散曲线发生偏移,平行层理方向煤体X的频散度大于垂直层理方向;Debye模型与Cole-Cole模型对煤体复电性频散曲线均可高精度拟合,但前者模型参数精简,物理意义明确,与煤体复电频散曲线开合情况吻合度较高。本研究可为复电性评价法监测煤层裂隙发育及评价煤层渗透率提供实验基础。

关键词：复电阻测量面积测量方向复电阻模型

不同类型构造煤Cole-Cole模型反演及其激电机理

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煤炭学报 2020年第S02期45卷 943-954页

作者：张也李东会张玉贵河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454000

构造煤结构复杂且不同类型构造煤显现出不同特征,为研究构造煤复电阻特征,采取同一矿区不同类型构造煤(碎裂煤、碎粒煤、碎粉煤、碎斑煤、鳞片煤、糜棱煤)以及原生结构煤,在不破坏其结构的情况下,常温常压状态下使用IM3533-01型LCR阻抗... 详细信息

构造煤结构复杂且不同类型构造煤显现出不同特征,为研究构造煤复电阻特征,采取同一矿区不同类型构造煤(碎裂煤、碎粒煤、碎粉煤、碎斑煤、鳞片煤、糜棱煤)以及原生结构煤,在不破坏其结构的情况下,常温常压状态下使用IM3533-01型LCR阻抗测量仪设备测量0.1~105 Hz内煤样的复电阻,在频率域内基于Cole-Ccole模型将反演参数与构造煤结构建立联系,主要研究单个样品各向异性对比与不同类型样品之间特征对比。研究表明:无论原生结构煤还是构造煤都发生由激发极化引起的强烈频散现象以及由结构引起的复电阻差异;并且在复电阻各向异性对比中发现原生结构煤、碎裂煤具有各向异性,其余各向异性不明显,但也有构造煤样品存在单方向优势裂隙从而导致各向异性特征显现。在不同类型样品间对照试验发现,原生结构煤和构造煤各类型在复电阻虚部与实部以及零频电阻Z(0)、时间常数τ值表现出明显差异,原生结构煤Z(0)几乎为构造煤平均值的1400倍,原生结构煤τ几乎为构造煤平均值的320倍;在构造煤序列中Z(0)与τ表现为(糜棱煤>碎斑煤>碎裂煤>碎粒煤>碎粉煤>鳞片煤),其中鳞片煤电阻极低;分析得出是由于层理性、致密程度、裂隙、煤结构演化、粒度大小等因素共同作用的结果,影响因素的权重在特定情况下不同,并提出煤结构复电阻导电性以及频散模型解释这一现象的机理。从而为煤层气勘探和瓦斯突出预测与评价这类学科领域亟待解决的关键科学问题及技术提供借鉴。

关键词：构造煤复电阻频散特征 Cole-Ccole模型电法勘探

天然生物地球电池效应、形成机制及生态学意义

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生态学报 2015年第10期35卷 3180-3189页

作者：唐家桓周顺桂袁勇庄莉广东省生态环境与土壤研究所广州510650

天然生物地球电池(biogeobattery)是一种发生在地球表层氧化-还原界面的自然现象,是微生物在厌氧区域氧化有机碳、硫化物等电子供体,产生的电子经胞外介体"长距离"传输至好氧区,从而与空间上隔离的氧气等电子受体发生还原反应的过程。... 详细信息

天然生物地球电池(biogeobattery)是一种发生在地球表层氧化-还原界面的自然现象,是微生物在厌氧区域氧化有机碳、硫化物等电子供体,产生的电子经胞外介体"长距离"传输至好氧区,从而与空间上隔离的氧气等电子受体发生还原反应的过程。由于生物电流的偶联,使得过去认为因空间隔离而难以发生的氧化-还原反应,可以快速、即时的进行。Biogeobattery的科学本质是:通过微生物驱动电子流动,偶联空间上隔离的生物地球化学过程。Biogeobattery可能容易发生在有机物丰富、具备氧化-还原界面的生境,如海底沉积物环境、有机物污染区域等;它对于有机物厌氧矿化、温室气体排放、C/N/S等元素地球化学循环、污染物自然恢复等关键生物地球化学过程有重要影响,具有重大生态学意义,正成为地球科学、微生物学及生态学共同关注的国际前沿和热点。从"人工"biogeobattery(沉积物微生物燃料电池)入手,阐述了biogeobattery效应及其形成机制,从电池的电势、阴极-阳极响应关系、传导介质等方面详细介绍其研究方法,论述了biogeobattery的生态学意义,展望了研究重点。

关键词：天然生物地球电池纳米导线自然电位复电阻声波