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水电工程TBM洞挖料资源化利用对策与思考

水电能源科学 2024年第4期42卷 107-110页

作者：何佳龙喻葭临李祥何伟常作维水电水利规划设计总院北京100120

针对TBM洞挖料的综合利用率偏低、难以满足新形势下更高水平的绿色施工要求等问题,结合TBM洞挖料的材料特性及处理现状,分别从混凝土骨料、堆石坝筑坝材料及其他用途等方面开展了TBM洞挖料潜在利用方式的可行性讨论,提出了TBM洞挖料资... 详细信息

针对TBM洞挖料的综合利用率偏低、难以满足新形势下更高水平的绿色施工要求等问题,结合TBM洞挖料的材料特性及处理现状,分别从混凝土骨料、堆石坝筑坝材料及其他用途等方面开展了TBM洞挖料潜在利用方式的可行性讨论,提出了TBM洞挖料资源化利用需要关注的问题、常规处理手段及未来应用趋势,研究结果可为推动TBM洞挖料综合利用研究和创新实践方向提供参考。

关键词： TBM 洞挖料水电工程资源化利用绿色施工

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吸附—膜耦合法从高镁锂比盐湖卤水中提锂

有色金属（冶炼部分） 2024年第8期 54-61,71页

作者：韩文赋王海北郭纵郑朝振牛犁北京矿冶研究总院北京100044 矿冶科技集团有限公司北京100160

中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比... 详细信息

中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m^(2)·h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。

关键词：锂高镁锂比盐湖卤水吸附—膜耦合法镁锂分离

考虑实际接触三维粗糙度退化的软岩节理剪胀规律预测模型

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岩土工程学报 2024年第5期46卷 1008-1017页

作者：班力壬杜伟升候宇航戚承志陶志刚北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 煤炭科学研究总院有限公司深地科学院北京100013 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为预测岩石节理的剪胀变形行为,分析了恒法向荷载作用下实际接触微凸体三维粗糙度在剪切过程中的退化规律,提出了一个适用于软岩节理的剪胀曲线预测模型。在剪切荷载作用下节理法向位移的变化是节理在三角形微凸体侧面爬坡上升行为与爬... 详细信息

为预测岩石节理的剪胀变形行为,分析了恒法向荷载作用下实际接触微凸体三维粗糙度在剪切过程中的退化规律,提出了一个适用于软岩节理的剪胀曲线预测模型。在剪切荷载作用下节理法向位移的变化是节理在三角形微凸体侧面爬坡上升行为与爬越一些微凸体顶点后闭合行为的叠加,爬坡行为与闭合行为引起的位移都正比于节理最大可能剪胀角。最大可能剪胀角退化的实质是实际接触节理微凸体平均等效倾角的退化。通过分析初始剪切与残余应力阶段的节理形貌特征,提出了计算初始最大可能剪胀角与残余应力阶段剪胀角的模型。基于软岩节理不发生突然脆性破坏的假设,进一步通过研究剪切过程中节理微凸体退化规律,量化了最大可能剪胀角的变化规律。定量了节理爬坡行为、闭合行为与最大可能剪胀角之间的关系,进而提出了节理剪胀规律预测模型,通过试验验证了模型的有效性。模型可较准确预测软岩节理的剪胀规律,并可合理描述节理初始阶段剪切压密行为。

关键词：节理剪胀形貌退化微凸体三维粗糙度节理形貌

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碳中和背景下我国电力碳排放水平分析

水力发电学报 2024年第4期43卷 23-33页

作者：杜效鹄周兴波周建平水电水利规划设计总院北京100120 中国电力建设股份有限公司北京100048

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡... 详细信息

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡为约束,分析了化石电力占比、终端电力消费比重、核电发展规模以及碳捕集、利用及封存(CCUS)等因素对碳排放水平的影响;预计电力碳排放峰值将出现在2035年前后,达到60~65亿吨,随后逐年降低,到2060年降至10亿吨以内,辅以CCUS技术,可实现电力零排放。最后,针对需求持续增长与低碳转型长期并存的矛盾,提出未来电力发展须以安全供给为前提,优先开发可再生能源电力、多能发展、更大范围多能互补协调开发和互补运行的建议。

关键词：能源电力碳中和电力结构碳排放水平

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弱酸条件下含铷云母浮选研究

稀有金属 2024年第2期48卷 296-304页

作者：杨刚车小奎郑其王雷罗毅中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101400 北京有色金属研究总院北京100088

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方... 详细信息

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方法研究药剂与云母、长石的作用机制。结果表明:在pH为6,草酸用量为300 g·t^(-1),捕收剂总量为5×10^(-4) mol·L^(-1),十二胺与十二烷基磺酸钠的比例为1∶1时,含铷锂云母回收率达到83%,长石回收率为9%,长石和含铷锂云母得到了很好的分离。红外光谱发现,组合捕收剂在锂云母与长石的吸附是物理吸附且锂云母表面还能形成氢键;XPS研究发现,组合药剂会与锂云母的铝形成化学吸附;电位测试发现,单一捕收剂作用时,锂云母与长石的电位有正向或者负向的移动,组合捕收剂相对于十二胺单独作用时,有负向的移动,十二胺的吸附减少。

关键词：铷锂云母长石浮选

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渤海油田非连续化学驱提高采收率机理

石油学报 2024年第6期45卷 988-998页

作者：张健李宜强李先杰管错陈鑫梁丹海洋油气高效开发全国重点实验室北京102209 中海油研究总院有限责任公司北京100028 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

渤海水驱油田以高孔高渗疏松砂岩为主,分大段强注强采至高含水阶段非均质性进一步加剧,存在水驱及常规聚合物驱方式难以动用更多小层、持续有效扩大波及等问题。按照化学体系调驱强度的差异,分别将凝胶、弹性分散流体和聚合物定义为强... 详细信息

渤海水驱油田以高孔高渗疏松砂岩为主,分大段强注强采至高含水阶段非均质性进一步加剧,存在水驱及常规聚合物驱方式难以动用更多小层、持续有效扩大波及等问题。按照化学体系调驱强度的差异,分别将凝胶、弹性分散流体和聚合物定义为强、中、弱3级调驱体系。根据连续化学驱(持续注入单一段塞体系)过程中渗流阻力动态变化规律,结合非均质岩心有效注入压力测试研究由强、中、弱3种调驱体系组合而成的非连续化学驱(DCF)扩大波及体积的动态特征;基于微流控实验揭示其扩大波及体积的微观机理,利用并联岩心驱替实验优化了DCF段塞组合注入方式;最后通过海上油田矿场试验验证DCF提高采收率的可行性。研究结果表明,连续化学驱过程中油水两相总流度持续增加,非均质岩心中的高渗区域总流度占比增大,扩大波及体积能力受限,不同药剂体系段塞组合的DCF驱替模式可以有效解决单一段塞增阻能力不足、过强或不均匀的问题;微流控实验表明,强-弱组合和弱-强组合DCF可较连续注入单一体系分别扩大波及29.2%和14.0%;岩心驱替实验表明,中-强-弱-强-弱DCF组合方式效果较好,可以在连续聚合物驱基础上提高采收率4.41%。有效调控注采压差和持续扩大微观波及体积是非连续化学驱提高采收率的主要机理。DCF模式在渤海BZ油田2口井的先导试验受效井含水率最大降低14%,增油量为6.97×10^(4)t,控水增油效果良好。

关键词：渗流阻力非连续化学驱波及体积注采压差段塞组合

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6~10 m厚煤层超大采高液压支架及其工作面系统自适应智能耦合控制

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 276-288页

作者：韩会军王国法许永祥张金虎雷声李艳鹏煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司北京100013

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备... 详细信息

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备研究进展,提出了大采高支护理论及围岩智能耦合控制的突破是厚煤层一次开采高度突破的首要因素,完善的感知体系建立是液压支架自适应支护的前提,数字技术的应用为大采高工作面高效推进及装备智能协同控制提供了新的技术途径;阐明了大采高综放液压支架与围岩耦合关系,剖析了采高增加对硬煤层冒放性的有利影响,提出了基于煤矸识别、放煤机构控制的“纯煤段记忆放煤+煤岩分界模糊段人工反馈式干预放煤”的智能放煤控制策略;分析了大采高开采“采–运”协同智能耦合控制关键技术,构建了基于采煤机牵引速度与刮板输送机链速间联动调节的工作面装备间多机异构耦合自适应协同控制模型;研发了厚煤层开采中10 m超大采高液压支架,分析了厚煤层开采不断突破开采高度极限的新认识,从开采装备、控制系统等方面提出厚煤层一次开采高度的突破的研发方向。

关键词：厚煤层开采高端开采装备支架–围岩耦合大采高综采大采高综放

基于Thermecmastor热模拟技术的Q235低碳钢平面应变研究

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钢铁 2024年第7期59卷 150-158页

作者：史杰杰王昌王哲李继康胡蝶钢铁研究总院有限公司中心实验室北京100081 钢铁研究总院有限公司科技信息与战略研究所北京100081

试样的几何尺寸会影响试样在平面应变压缩时的局部形变量,局部形变量的改变影响试样冷却过程中的微观组织,进而影响力学性能。在模拟轧制时,平面应变技术具有更好的相似性,为了更合理和准确地研究基于热模拟机的大试样平面应变技术,实... 详细信息

试样的几何尺寸会影响试样在平面应变压缩时的局部形变量,局部形变量的改变影响试样冷却过程中的微观组织,进而影响力学性能。在模拟轧制时,平面应变技术具有更好的相似性,为了更合理和准确地研究基于热模拟机的大试样平面应变技术,实现材料从工艺到力学性能的研究,利用Thermecmaster热模拟机对尺寸为30 mm×30 mm×140 mm的Q235低碳钢进行了平面应变压缩试验。基于Thermo-Calc软件计算得到的Q235低碳钢奥氏体相变温度,制定了低碳钢的热模拟工艺,通过分析平面应变试样的变形区、过渡区和未变形区的微观组织演变规律,确定了试样在该工艺下的组织相对均匀区域。在此基础上,加工出合理尺寸的拉伸和冲击韧性试样并进行测定与对比分析,同时利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微镜(TEM)对平面应变前后的微观组织进行了对比与分析。与原始试样相比,平面应变试样力学性能的提高主要是由于铁素体晶粒的细化以及分布更加均匀细小的珠光体。基于Thermecmastor热模拟试验机的大试样平面应变技术实现了Q235低碳钢的工艺→微观组织→力学性能的研发模式,为研究钢铁等金属材料在同一试样的微观组织与力学性能提供热模拟方法。同时通过对比分析平面应变前后试样的微观组织与力学性能,探索出优化商用Q235低碳钢力学性能的热模拟工艺,为工业优化商业Q235低碳钢提供理论指导与数据支撑。

关键词：平面应变 Thermecmastor Q235低碳钢微观组织力学性能晶粒细化

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原生层理结构影响下煤岩组合体超声波及CT扫描分析

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 74-86页

作者：雷国荣李春元齐庆新王嘉敏杜伟升李向上何团煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院北京100013

为研究原生层理结构对煤岩组合体波速及力学性质的影响,并提升室内获取煤岩波速及力学参数的精确性、快速性及便捷性,在室内对不同原生层理倾角的煤岩组合体开展了多层位多方位的超声波及CT扫描测试。基于超声波测试数据,获取了原生层... 详细信息

为研究原生层理结构对煤岩组合体波速及力学性质的影响,并提升室内获取煤岩波速及力学参数的精确性、快速性及便捷性,在室内对不同原生层理倾角的煤岩组合体开展了多层位多方位的超声波及CT扫描测试。基于超声波测试数据,获取了原生层理结构影响下煤岩组合体不同层位的波速及波速比变化特征;结合CT扫描及三维重构技术,应用煤岩灰度分布频数数据,提出了不同层位CT灰度均值的计算方法,获得了不同原生层理倾角下煤岩组合体不同层位灰度及煤岩含量的变化规律,建立了煤岩CT灰度均值与波速、力学参数的关系;构建了考虑层理倾角与煤岩含量效应的煤岩组合体纵波波速计算模型,并应用测试数据进行了对比验证。结果表明:①含原生层理的煤岩组合体波速及波速比与层理倾角线性相关,随层理倾角增加,组合体的纵波波速近似线性减小,而波速比的分布范围增大;②不同层理倾角下组合体的CT灰度均值与波速线性相关,随CT灰度均值增高,煤岩组合体波速线性增加;③煤岩组合体的密度随CT灰度均值增加线性增高,其动态弹性模量及剪切模量则与CT灰度均值均呈三阶多项式关系,并随CT灰度均值增高趋于增大;④层理倾角与煤岩含量相比,组合体波速对煤岩含量的敏感性更高,煤岩含量相近则波速受层理倾角响变化最大。

关键词：煤岩组合体层理倾角超声波 CT扫描波速灰度