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混合沉积特征精细刻画:以江苏徐州寒武系馒头组为例

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古地理学报 2024年第4期26卷 846-862页

作者：文祖超沈玉林李壮福敬宇鸿党志英祝玉琳孟艳李林超中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

江苏徐州地区寒武系馒头组发育极具特色的陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积现象。本研究以寒武系馒头组一套典型的混合沉积序列为例,依据剖面实测与镜下特征,对该序列中的混合沉积组合类型开展了系统的岩石学研究;通过分析不同沉积环... 详细信息

江苏徐州地区寒武系馒头组发育极具特色的陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积现象。本研究以寒武系馒头组一套典型的混合沉积序列为例,依据剖面实测与镜下特征,对该序列中的混合沉积组合类型开展了系统的岩石学研究;通过分析不同沉积环境中的混合沉积特征,建立了陆表海近岸背景下陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积模式,探讨了各种混合沉积组合类型的混积成因类型、混积过程及主控因素等。结果表明:徐州地区寒武系馒头组混合沉积序列中主要发育含砂鲕粒灰岩、含内碎屑砂质灰岩、灰质细砂岩、含灰粉砂岩等11种混合沉积组合类型;混合沉积序列整体为陆表海海侵背景下次级海平面频繁波动且伴随多期次风暴作用的产物,主要表现为海侵作用下由近岸的混积潮坪逐渐演化为混积局限台地;混合沉积主要为相混合与间断混合,局部发育原地混合与母源混合。气候、陆源输入程度、海平面变化、碳酸盐产率是形成相混合的主控因素,同时也受到生物活动、水动力条件的调控;多期次风暴作用在主导间断混合形成的同时,一定程度上会促进相混合与母源混合的发育;在各因素叠加影响下,研究区具有多种混积成因类型组合发育的特征。厘清各种混积成因类型的分布与混积过程可为华北板块寒武纪古环境恢复与沉积演化提供参考,并为“深时”陆表海台地混合沉积相关研究提供典型范例。

关键词：混合沉积陆表海风暴沉积沉积模式馒头组寒武系徐州地区

基于煤矸石中锂、镓元素赋存状态的高梯度磁选预富集试验

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洁净煤技术 2024年第1期30卷 154-162页

作者：孙逢帅代世琦王磊邢耀文桂夏辉中国矿业大学炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

我国山西、内蒙古部分矿区煤矸石中蕴藏着锂、镓等战略性关键金属,其锂、镓元素富集逐渐成为研究热点。然而煤矸石中锂、镓含量很低,直接浸出需消耗大量化学药剂,高效、经济的富集锂、镓元素仍存在很大挑战。为提高煤矸石中锂、镓富集效... 详细信息

我国山西、内蒙古部分矿区煤矸石中蕴藏着锂、镓等战略性关键金属,其锂、镓元素富集逐渐成为研究热点。然而煤矸石中锂、镓含量很低,直接浸出需消耗大量化学药剂,高效、经济的富集锂、镓元素仍存在很大挑战。为提高煤矸石中锂、镓富集效率,针对山西朔州地区煤矸石中锂、镓元素赋存状态和预富集方法展开研究。采用逐级化学提取法、矿物物相组成、矿物解离分析、电感耦合等离子体质谱法、扫描电子显微镜和能量色散光谱,研究了煤矸石中锂、镓元素的赋存状态,利用高梯度磁选探究通过抛除黄铁矿对煤矸石中锂、镓元素预富集的可行性。结果表明,煤矸石主要由高岭土、黄铁矿、石英、方解石、白云母等矿物组成,锂、镓元素主要赋存于硅酸盐类矿物中,黄铁矿中含量较少。原矿中锂质量分数146.37μg/g,镓质量分数25.04μg/g。通过磁选方法抛除黄铁矿可对煤矸石中锂、镓元素预富集,1000 mT时,预富集效果最佳,磁选尾矿中锂质量分数210.63μg/g,为原矿中锂含量的1.45倍,锂回收率88.00%。镓质量分数31.88μg/g,高于原矿中镓元素,镓回收率80.07%。

关键词：煤矸石锂镓赋存状态高梯度磁选

霍洛湾煤矿公路下条带膏体充填地表沉陷控制研究

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霍洛湾煤矿公路下条带膏体充填地表沉陷控制研究

作者：王一哲中国矿业大学

学位级别：硕士

十九大以来,国家对交通强国战略的重视程度持续加深,到本世纪中叶构建现代化高质量国家综合立体交通网。随着公路总里程的增长,矿区留设的公路保护煤柱资源量也持续增加。因此,对于煤矿企业而言,如何在保障公路正常运营的前提下,有效地... 详细信息

十九大以来,国家对交通强国战略的重视程度持续加深,到本世纪中叶构建现代化高质量国家综合立体交通网。随着公路总里程的增长,矿区留设的公路保护煤柱资源量也持续增加。因此,对于煤矿企业而言,如何在保障公路正常运营的前提下,有效地回收压覆煤炭资源,是当前亟待解决的技术难题。本文以霍洛湾煤矿公路下采煤为研究背景,利用理论分析、实验、数值模拟及现场实测的综合研究方法,对公路下条带膏体充填开采覆岩控制技术进行研究,形成如下主要研究成果:（1）根据“阿-大”公路工程技术标准与矿区构筑物保护等级,分析了公路构筑物保护等级,确定了其设防指标:即-3.0 mm/m≤水平变形≤3.0 mm/m,-4.0mm/m≤倾斜变形≤4.0 mm/m,-0.2×10/m≤曲率≤0.2×10/m。（2）基于关键层理论,探究了霍洛湾煤矿关键层位置及其稳定判据,解析了顶板岩梁极限跨距,构建了煤柱与充填体动态组合的覆岩支撑体系,得到了条带膏体充填开采关键参数,结合充填开采工艺,优化了充填材料配比。（3）依据霍洛湾煤矿煤层赋存特征及充填面与大巷的位置关系,建立了条带膏体开采FLAC3D数值计算模型,研究了充填体强度对地表移动变形特征及覆岩应力演化规律的影响,分析了条带充填开采对大巷围岩的扰动效应。（4）结合矿山沉陷理论,对条带充填首采面开采过程地表移动变形值进行监测。研究结果表明:条带充填首采面开采结束后,最大下沉为9mm,最大倾斜变形值为0.01 mm/m,最大曲率为0.0025×10/m,数值模拟与现场实测结果基本一致,且地表移动变形量均在设防指标之内。本论文有图73幅,表10个,参考文献82篇

关键词：煤矿开采膏体充填关键层理论岩层控制

深部矿井覆岩沉积环境–力学特性及冲击地压风险判识

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煤田地质与勘探 2024年第10期52卷 60-71页

作者：乔伟程香港窦林名贺虎孟祥胜任洋洋肖冲蔡进中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学矿业学院江苏徐州221116

【目的】灾害风险判识和预测是控制和治理灾害的前提,工程地质环境是冲击地压等矿井动力灾害最基本的孕灾条件,其沉积成因机制研究对冲击地压风险预测具有重要意义。【方法】以陕西彬长矿区高家堡煤矿为研究对象,分析不同沉积微相下岩... 详细信息

【目的】灾害风险判识和预测是控制和治理灾害的前提,工程地质环境是冲击地压等矿井动力灾害最基本的孕灾条件,其沉积成因机制研究对冲击地压风险预测具有重要意义。【方法】以陕西彬长矿区高家堡煤矿为研究对象,分析不同沉积微相下岩体工程地质特性,探究不同沉积环境岩石变形破坏特征及岩体能量释放规律。【结果和结论】结果表明:沉积环境的差异导致岩石岩性和微观结构的差异,岩石加载破坏中能量演化过程大致分为3个阶段,分别为:能量耗散波动阶段、能量耗散平稳阶段、能量耗散阶段。沉积微相的差异导致岩石在能量耗散阶段能量占比变化具有显著差异,河道沉积的细砂岩、中砂岩以及心滩沉积的粗砂岩岩石破坏时能量占比变化较高,在27%以上,而泛滥平原沉积的泥岩岩石破坏时能量占比变化较小,为14%。在此基础上,以沉积微相、煤层厚度、煤层埋藏深度、顶板岩层厚度特征参数、顶板坚硬岩层厚度及其与煤层的间距、岩体质量评估参数、地质构造容量维、侧压系数和弹性能等工程地质环境因素,采用机器学习算法,构建冲击地压风险非线性判识模型。采用BP神经网络、支持向量机(SVM)、决策树(DT)和袋装树(Bag-ging)等4种机器学习算法进行了对比,各机器学习算法准确率,宏F1分数以及ROC曲线下面积AUC值均在0.7以上,表明各模型准确度高且稳定性较好。其中,Bagging模型性能最优,表明采用工程地质环境因素能够准确、有效地进行冲击地压风险判识和预测,能够为相似地质条件和开采条件的矿井冲击地压危险性评价提供借鉴,为煤矿防冲卸压设计提供指导和依据。

关键词：沉积环境能量演化冲击地压机器学习风险判识

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煤矸石规模化生态利用原理与关键技术

煤炭学报 2024年第2期49卷 978-987页

作者：胡振琪赵艳玲毛缜中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 矿山生态安全教育部工程研究中心北京100083

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提... 详细信息

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提出煤矸石规模化生态利用原理,从技术视角探讨了环境安全的规模化生态利用具体解决途径,提出了酸性煤矸石山原位污染控制与生态修复和煤矸石地面充填造地两大规模化生态利用方式关键技术。结果表明:(1)煤矸石规模化生态利用的关键是环境污染的防控,通过对矸石的可利用性和经济性评价,结合风险管控手段,可实现煤矸石规模化生态利用。(2)对已堆积的矸石山采用原位污染控制基础上的植被恢复以实现生态化利用,提出了污染源头诊断-防灭火与污染阻隔-植被恢复一体化的生态利用技术。基于矸石氧化产酸产热导致污染的机理分析,采用热红外与测绘技术相耦合进行煤矸石山深部燃点(氧化点)定位;研发了杀菌剂与还原菌耦合的氧化抑制剂并结合惰性材料覆盖碾压进行抑氧隔氧污染阻隔;对自燃区采用喷浆控火与注浆灭火结合的安全灭火技术;氧化抑制剂结合惰性材料覆盖碾压的长效防火技术;提出以乡土草灌为主的防燃型植被恢复技术,可实现酸性煤矸石山的原位污染控制与生态修复。(3)通过地面充填生态化利用可行性分析、充填生态化利用技术和维护管理长期监测,可实现煤矸石地面充填造地的生态化利用。其关键是矸石材料筛选的污染风险分析、地面充填场地选择的可行性分析以及充填全过程的环保措施,包括充填前的场地底部防渗阻隔、渗滤液导排等安全环保措施,充填中的分层充填技术、防火控酸的污染防控和土壤剖面重构技术,充填后的侵蚀控制、植被恢复等技术。煤矸石规模化生态利用不仅解决了矿区固废堆存带来的生态环境问题,还通过对新、旧矸石的科学合理利用,打造矿区生态修复的新模式。

关键词：煤矸石规模化生态利用污染防控

质量信息不对称下考虑参考价格效应的灰市供应链定价决策

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中国管理科学 2024年第6期32卷 207-218页

作者：冯颖魏敏何文豪张炎治中国矿业大学经济管理学院江苏徐州221116

以一个制造商和一个分销商构成的灰市供应链为研究对象,考虑分销商参与灰市投机且灰市消费者购买意愿受参考价格效应影响的情形,探究了产品质量信息不对称对制造商披露策略选择及灰市供应链定价决策的影响。首先,以产品质量信息对称为... 详细信息

以一个制造商和一个分销商构成的灰市供应链为研究对象,考虑分销商参与灰市投机且灰市消费者购买意愿受参考价格效应影响的情形,探究了产品质量信息不对称对制造商披露策略选择及灰市供应链定价决策的影响。首先,以产品质量信息对称为基准情形,构造了制造商主导的Stackelberg博弈模型,发现存在一个消费者对低价产品估值上限的阈值,使得低于(不低于)该阈值时,灰市存在(不存在)且系统取得内点(边界)均衡。质量信息不对称情形下,无论灰市存在与否,均存在唯一的质量披露阈值,使得制造商披露和隐瞒质量时的利润相等,该阈值大小受低价产品估值上限和参考价格效应强度等因素的影响;灰市存在时,制造商无论选择披露还是隐瞒策略,低价产品估值上限和参考价格效应强度的增加将抑制分销商的灰市投机行为;信息不对称并非一定有利于制造商,当且仅当制造商隐瞒质量信息时,信息不对称可能会使制造商受益;制造商披露质量时,分销商参与灰市投机会对制造商产生不利影响,而隐瞒质量时,分销商是否参与灰市投机对制造商无影响。

关键词：灰色市场参考价格效应信息不对称质量披露

公众环境关注与企业绿色转型:政府环境规制与企业内部能力的双重审视

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中国人口·资源与环境 2024年第6期34卷 112-123页

作者：马平平张明王龙可中国矿业大学经济管理学院江苏徐州221116

加快企业绿色低碳转型已成为工业发展的必然选择。然而,企业转型的驱动力正在从外部压力向内部动力转变。随着数字化平台的发展,公众环境关注作为政府环境规制的有益补充,逐渐成为企业提升内部能力建设、实现绿色转型升级的主导力量。因... 详细信息

加快企业绿色低碳转型已成为工业发展的必然选择。然而,企业转型的驱动力正在从外部压力向内部动力转变。随着数字化平台的发展,公众环境关注作为政府环境规制的有益补充,逐渐成为企业提升内部能力建设、实现绿色转型升级的主导力量。因此,该研究基于2011—2020年中国A股上市公司面板数据,通过构建动态协同效应模型与中介效应模型,重点从企业内外联动视角考察公众环境关注对企业绿色转型的影响效应及与政府环境规制的协同作用机理。研究结果表明:(1)公众环境关注对企业绿色转型具有显著的正向促进作用,公众环境关注度每增加1%,企业绿色转型水平将提升0.029%。(2)公众环境关注与政府行政处罚及研发补助均能形成有效合力,促进企业绿色转型升级。不同之处在于,公众环境关注与政府行政处罚对企业绿色转型具有更强的协同“促增”效应,即两者协同水平提升1%,企业绿色转型水平随之提高3.276%。(3)机制检验结果表明,公众环境关注通过提升企业社会责任意识、强化绿色技术创新投入及环境治理投资3种内部能力建设渠道促进企业绿色转型。此外,公众环境关注与政府行政处罚的协同效应主要内化为企业环境治理能力促进绿色化发展;而协同政府研发补助能够通过提升绿色技术创新能力促进企业绿色转型。据此提出,社会公众应高效利用新媒体平台形成社会舆论效应,约束企业环境行为,倒逼企业绿色转型升级。地方政府应畅通官方互动渠道,优化组合环境规制工具,提高与公众环境参与方式的协同度及环境适配度,助力企业选取匹配自身禀赋的绿色转型模式,从被动治理迈向主动转型。

关键词：公众环境关注政府行政处罚政府研发补助协同效应企业绿色转型

煤基半焦对重金属土壤中铬和镉的原位钝化及作用机制分析

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煤炭转化 2024年第1期47卷 60-70页

作者：陈东享朱佳媚刘冰倩岳晓明中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

工业化和城市化的快速发展对土壤造成严重的重金属污染,其中由于铬、镉的毒性强,对环境的危害极大。以资源丰富的石河子煤和乌鲁木齐煤为原料经热解制得半焦,将其作为铬和镉污染土壤的钝化材料,以实现重金属污染土壤的修复和改良。利用... 详细信息

工业化和城市化的快速发展对土壤造成严重的重金属污染,其中由于铬、镉的毒性强,对环境的危害极大。以资源丰富的石河子煤和乌鲁木齐煤为原料经热解制得半焦,将其作为铬和镉污染土壤的钝化材料,以实现重金属污染土壤的修复和改良。利用热重分析得到两种煤样热解的特征温度;采用N_(2)等温吸附法对半焦的孔隙结构进行了表征。通过重金属浸提实验,研究了半焦钝化剂作用时间和添加量对单一污染土壤及复合污染土壤中重金属有效态含量的影响。结果表明:乌鲁木齐煤基半焦具有较适宜重金属钝化的表面特征,孔径主要集中在1.8 nm~4.0 nm,单位面积酸性官能团和碱性官能团数量较多,分别为0.0026 mmol/m^(2)和0.0164 mmol/m^(2);在其添加量为5%,粒径为300μm~500μm,与土壤作用时间为90 d的条件下,铬和镉的有效态含量分别下降了78%和21%。相比于单一污染土壤,竞争作用使得复合污染土壤中铬和镉的钝化效果略有下降。此外,土壤中添加半焦后,土壤的pH值保持在稳定的弱碱性范围内,其有机质含量和阳离子交换量均有提高,改善了土壤的理化性质,可增强土壤肥力。

关键词：土壤修复铬镉煤基半焦重金属有效态

融合多非线性因素的MODIS PWV神经网络差分校正模型

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测绘学报 2024年

作者：王梦瑶张书毕张文渊刘洋中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室中国矿业大学环境与测绘学院

MODIS水汽产品凭借其高空间分辨率的优势成为重要的大气水汽产品，但由于降水、云层、地表反射光谱不确定等因素的影响，其反演精度有限。为有效提高MODIS水汽产品质量，本文通过分析云、地表类型、像元姿态、时间、位置等非线性因素，... 详细信息

MODIS水汽产品凭借其高空间分辨率的优势成为重要的大气水汽产品，但由于降水、云层、地表反射光谱不确定等因素的影响，其反演精度有限。为有效提高MODIS水汽产品质量，本文通过分析云、地表类型、像元姿态、时间、位置等非线性因素，首次构建了一个融合多类型非线性因素的MODIS PWV神经网络差分校正模型。首先分析MODIS PWV与同址高精度GNSS PWV观测值的相关性，并将两者的差值PWV＿diff作为神经网络模型的目标值，以MODIS产品的云掩膜置信度、地表覆盖类型、周期项年积日、周期项日积时、传感器天顶角、太阳天顶角、传感器方位角和太阳方位角等19个非线性因素作为模型的输入信息。与传统线性校正模型对比，校正后MODIS PWV的均方根误差（Root Mean Square Error， RMSE)由3.2713 mm降低为2.3602 mm，精度提高了27.85%。以高时空ERA5 PWV数据为参考值评估模型性能，实验结果表明：本文所提模型校正后MODIS PWV的均方根误差为2.0374 mm，较未校正MODIS PWV（RMSE=4.8503 mm）精度提高了57.99%；进一步地，针对云掩膜产品提供的四种置信度下的MODIS PWV产品分别构建神经网络差分校正模型，结果表明大于99%、大于95%、大于66%、小于66%四种云置信度的MODIS PWV产品较未校正MODIS PWV的RMSE分别提高了60.03%、61.21%、55.72%、54.57%。这说明本文所构造模型针对各种云覆盖下的MODIS PWV产品精度提高均具有较高的普适性，有望为气候变化和降雨预报研究提供高精度水汽信息。

关键词： MODIS PWV GNSS PWV PWV差分校正 BP神经网络 ERA5 PWV