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地质大类招生制度下“普通地质学”课程教学改革研究——以中国矿业大学资源与地球科学学院为例

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兰州教育学院学报 2016年第2期32卷 78-81页

作者：何金先屈争辉沈玉林张晓丽中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

实行本科地质大类招生制度后,"普通地质学"课程教学面临多专业学生同班教学、尺度难以把握、可供借鉴的成熟经验少的问题。针对这些问题,笔者通过自身教学实践并参考了前人的教学成果,对"普通地质学"课程的教学进行了以下改革实践探索:... 详细信息

实行本科地质大类招生制度后,"普通地质学"课程教学面临多专业学生同班教学、尺度难以把握、可供借鉴的成熟经验少的问题。针对这些问题,笔者通过自身教学实践并参考了前人的教学成果,对"普通地质学"课程的教学进行了以下改革实践探索:采取多种激励措施提高学生学习课程兴趣、少讲精讲课程内容、提高课件与教材的吻合度、注重地质思维的培养、强化实践教学。通过上述教学改革探索,"普通地质学"课程取得了良好的教学效果,能为其他实行大类招生的院校进行课程教学改革探索提供有益参考。

关键词：普通地质学资源勘查工程地质大类招生教学改革

二维各向异性介质海洋可控源电磁场反演中灵敏度计算分析

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地球物理学进展 2024年

作者：叶益信胡双贵中国矿业大学资源与地球科学学院

灵敏度的计算是海洋可控源电磁数据线性反演中的关键一环，决定了电磁数据反演的质量和效率，因此有必要对灵敏度计算进行检验和分析。本文推导了频率域可控源电磁2.5维反演中灵敏度的计算公式，采用自适应非结构有限元算法计算电磁正... 详细信息

灵敏度的计算是海洋可控源电磁数据线性反演中的关键一环，决定了电磁数据反演的质量和效率，因此有必要对灵敏度计算进行检验和分析。本文推导了频率域可控源电磁2.5维反演中灵敏度的计算公式，采用自适应非结构有限元算法计算电磁正演响应，采用伴随互易的方式计算电磁灵敏度，只需计算两个基本相同的边值问题（原始场和伴随场），然后对两个相应的场进行点积积分，便可得到观测的电磁场分量对电导率参数的偏导数矩阵。采用一维各向同性模型对算法进行了检验，并通过与一维各向同性算法比较，验证了本文灵敏度计算方法的准确性。然后对一维各向异性模型和二维各向异性模型进行了计算分析，分析了不同电磁场分量在高低阻各向异性介质中的灵敏度分布特征。

关键词：灵敏度反演电磁场各向异性介质

煤层亚临界/超临界CO_(2)吸附特征与封存模式

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天然气工业 2024年第6期44卷 152-168页

作者：王帅峰韩思杰桑树勋郭常建郭庆徐昂张金超中国矿业大学资源与地球科学学院江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室·中国矿业大学中国矿业大学碳中和研究院

大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸... 详细信息

大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸附实验,并采用简化局部密度模型(SLD-PR)拟合,分析了温压变化下不同孔隙的吸附相密度分布特征,揭示了以吸附相密度和最大吸附层厚度协同变化为核心的煤层CO_(2)封存机理,最后通过准确划分孔内吸附空间与自由空间,预测了不同埋深下煤层CO_(2)封存量。研究结果表明:(1)不同温度下超临界CO_(2)吸附曲线均表现出典型的超临界气体吸附特征,过剩吸附量(最大值介于1·25~1·75 mmol/g)在达到最大值后下降;(2)孔隙内CO_(2)吸附层分为接触层、内层和过渡层,亚临界CO_(2)在孔内以单分子层吸附为主,而超临界CO_(2)吸附方式为多分子层吸附;(3)最大吸附层厚度随埋深增加而减小,与温度呈正相关,而与压力呈负相关;(4)CO_(2)平均吸附相密度随埋深“先增后减”,总封存量与绝对吸附量曲线在CO_(2)处于超临界状态下存在差异。结论认为:(1)在吸附空间与吸附相密度协变下,煤层CO_(2)微观封存模式随埋深可分为亚临界单分子层吸附、超临界类气态多分子层吸附型以及超临界类液态多分子层吸附3种类型,自由相封存量对总封存量的贡献随埋深增加,但吸附封存仍是煤层CO_(2)封存的主要方式;(2)研究成果揭示了原位煤层超临界CO_(2)封存机理,能够为深部煤层CO_(2)封存能力评价提供新认识。

关键词：超临界 CO_(2) 深部煤层吸附相密度分布 SLD-PR模型最大吸附层厚度封存容量吸附封存

基于PSO-LSTM模型的地热储层温度预测研究

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矿业科学学报 2024年第4期9卷 538-548页

作者：杨艺赵惊涛付国强中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221000

预测不同深度地热储层的温度是确定热储的热能储存量、热输出能力和可持续利用期限等参数的关键。针对不同约束条件下的热储温度预测问题,建立了一种基于粒子群优化算法(PSO)的长短时记忆网络(LSTM)的热储温度预测模型,对共和盆地恰卜... 详细信息

预测不同深度地热储层的温度是确定热储的热能储存量、热输出能力和可持续利用期限等参数的关键。针对不同约束条件下的热储温度预测问题,建立了一种基于粒子群优化算法(PSO)的长短时记忆网络(LSTM)的热储温度预测模型,对共和盆地恰卜恰地区地热井进行了预测,并通过与BP模型、LSTM模型的预测结果对比,验证该模型的有效性。结果表明,该模型预测结果的均方根误差(RMSE)、平均绝对百分误差(MAPE)、平均绝对偏差(MAD)值与BP、LSTM模型相比均最小,且RMSE最小值仅为1.192。该模型预测值与真实值的相关性系数为0.929,说明该模型的预测效果好,能实现地热系统储层温度的高效预测,为地热系统高效长久开发提供科学依据。

关键词：地热系统粒子群优化算法长短时记忆网络模型温度预测

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不同升温速率下褐煤热解特征及产氢过程

天然气工业 2024年第5期44卷 157-166页

作者：石莹朱炎铭陈尚斌王阳徐倩男煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室·中国矿业大学中国矿业大学资源与地球科学学院

煤制氢是现阶段中国H_(2)的主要来源,开展不同温度条件下的褐煤热解反应和产氢机理研究,对提高H_(2)产率、优化工艺流程以及褐煤的高效清洁利用至关重要。为此,基于实验测试—分子模拟—理论分析的研究思路,通过热分析红外气质联用仪(TG... 详细信息

煤制氢是现阶段中国H_(2)的主要来源,开展不同温度条件下的褐煤热解反应和产氢机理研究,对提高H_(2)产率、优化工艺流程以及褐煤的高效清洁利用至关重要。为此,基于实验测试—分子模拟—理论分析的研究思路,通过热分析红外气质联用仪(TG—FTIR—MS)实验测试和分子动力学模拟(ReaxFF MD)对云南省先锋煤矿的褐煤热解过程进行了研究,分析了不同升温速率下(10℃/min、20℃/min和30℃/min)的主要热解产物,尤其是H_(2)的生成特征,标定了氢原子的热解路线,从多角度探究了褐煤热解生成H_(2)的分子作用机理。研究结果表明:①不同升温速率下褐煤热解的最终失重率接近,升温速率越高反应越易进行;②20℃/min条件下褐煤热解气体产物最多,主要成分为CO_(2)、H_(2)等小分子气体,气体析出总量随升温速率的增大呈先增加后降低的趋势;③H_(2)的生成过程主要为脂肪链上的氢原子发生脱落,生成氢自由基,氢自由基之间再进行结合而生成H_(2)。结论认为,褐煤热解H_(2)析出过程分为3个阶段:第一阶段为约350~700℃,H_(2)缓慢生成,主要由脂肪链甲基C—H和羟基中的O—H键断裂后组合形成;第二阶段为700~900℃,H_(2)快速生成,主要与羧基官能团、脂肪烃结构以及吡咯结构中氢键断裂的反应有关;第三阶段为900℃以上,H_(2)大量生成,主要表现为芳香结构的氢自由基增多。

关键词：先锋煤矿褐煤煤热解产氢过程分子动力学升温速率热分析红外气质联用仪

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我国煤系共伴生矿产赋存特征及分布规律

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 29-46页

作者：吴占伟黄炳香赵兴龙韩晓克陈大勇王长申张清秋中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

我国煤系共伴生矿产有85种,种类多、分布广、储量大,具有很高的经济价值和战略价值,按工业属性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产和煤系非金属矿产。系统性分析煤系能源矿产(煤系气、富油煤、油页岩、铀矿)、煤系金属矿产(铝土矿... 详细信息

我国煤系共伴生矿产有85种,种类多、分布广、储量大,具有很高的经济价值和战略价值,按工业属性和用途可分为煤系能源矿产、煤系金属矿产和煤系非金属矿产。系统性分析煤系能源矿产(煤系气、富油煤、油页岩、铀矿)、煤系金属矿产(铝土矿、铁矿、镓、锗、锂、稀土元素)及煤系非金属矿产(硫铁矿、高岭土、耐火黏土、膨润土、隐晶质石墨)的赋存特征和分布规律,总结论述我国14大煤炭基地煤系共伴生矿产赋存分布及开发利用状况。结果表明:煤系共伴生矿产主要赋存于煤层、顶底板中或在煤层附近岩层中单独成矿,分布规律与我国煤炭分布具有一定的相似性,呈现明显的时期性与区域性。我国煤系共伴生矿产形成时期主要集中在石炭-二叠纪、早中侏罗世和晚侏罗世-早白垩世3个成煤期,分布区域主要集中于华北的鄂尔多斯盆地、沁水盆地、华北南部盆地,西北的准噶尔盆地、伊犁盆地、吐哈盆地,东北的松辽盆地、二连盆地,西南的川南黔北地区,以及四川盆地等各大含煤盆地。我国神东基地、晋北基地、晋中基地、晋东基地、云贵基地和新疆基地煤系共伴生矿产种类储量丰富,具有广阔的综合开发利用前景。

关键词：煤系共生矿产伴生矿产赋存特征矿产分布煤炭基地

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煤系共伴生矿产地质成因与成矿过程

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 15-28页

作者：韩晓克黄炳香王长申赵兴龙吴占伟陈大勇中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

目前,关于煤系共伴生矿产地质成因与成矿过程的研究多分散针对单一矿产,系统化研究仍较为缺乏。文章系统性地总结论述煤系共伴生矿产的成矿有利条件、地质成因及成矿过程等。按照主控成矿作用,煤系共伴生矿产地质成因可以分为变质作用... 详细信息

目前,关于煤系共伴生矿产地质成因与成矿过程的研究多分散针对单一矿产,系统化研究仍较为缺乏。文章系统性地总结论述煤系共伴生矿产的成矿有利条件、地质成因及成矿过程等。按照主控成矿作用,煤系共伴生矿产地质成因可以分为变质作用成矿、沉积作用成矿和后生作用成矿三大类。以聚煤盆地形成演化为主线,煤系形成前期,铝、铁率先在盆地基底沉积成矿。随后煤系油页岩、高岭土等沉积型矿床多因成煤环境改变而与煤层交替沉积成矿,镓、锗等金属元素多由含矿流体携带富集于成煤沼泽之内,煤成气、富油煤及煤系石墨则是煤系有机质在各种条件下的变质分化产物。在煤系演化后期,砂岩型铀矿和各种稀有金属元素则会后生成矿于煤系内。煤系共伴生矿产成矿的主控因素主要包括适当的地质构造活动、充足的物质来源、湿热的古地理气候以及煤系内丰富的有机质等,受这些因素影响,各大聚煤期内煤系矿产资源的成矿特征存在明显差异。

关键词：煤系共伴生矿产地质成因成矿作用成矿过程

矿井瞬变电磁透视探测技术响应特征研究与应用

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1976-1988页

作者：李毛飞姜志海刘树才童雪瑞陈尚斌高兆丰代琦中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 天津市水务规划勘测设计有限公司天津300000

针对大采长/超宽工作面内部隐蔽地质异构体常规地球物理探测难的问题,揭示了对侧发射接收的瞬变电磁透视探测电磁响应机制。采用理论研究、数值模拟和实测数据分析相结合的研究方式,对瞬变电磁透视探测技术电磁场扩散特征、数据影响机... 详细信息

针对大采长/超宽工作面内部隐蔽地质异构体常规地球物理探测难的问题,揭示了对侧发射接收的瞬变电磁透视探测电磁响应机制。采用理论研究、数值模拟和实测数据分析相结合的研究方式,对瞬变电磁透视探测技术电磁场扩散特征、数据影响机制以及探测能力进行了详细研究,研究结果表明:受地空边界的影响,全空间长条形发射回线瞬态电磁场扩散与半空间电磁场扩散不同,全空间状态下感应电动势极值长期位于发射线圈中心位置,无法直接沿用地面“烟圈效应”进行处理解释;对侧发射接收的瞬变电磁透视早期数据主要受一次磁场的影响,具有较高的左右低阻异常分辨能力和探测能力,晚期数据与同侧发射接收数据产生机制相同,为发射线圈附近产生的二次场相互感应扩散形成,其分辨能力和探测能力相对较弱;相较于同侧发射接收的瞬变电磁法,对侧发射接收的瞬变电磁透视技术结合早晚期数据,可以很好的区分低阻异常体相对于发射线圈和接收点的空间位置;低阻异常体越靠近发射线圈,对侧接收的早期数据受到的影响越大,晚期数据影响时间段有所增加,但影响程度越小,越靠近接收点所在巷道,其影响特征相反,以此可以粗略判断低阻异常体沿工作面切向的位置。早晚期数据相结合的瞬变电磁透视探测技术,能更加精细地解译工作面内部及附近隐蔽突水地质异构体的空间信息。

关键词：瞬变电磁透视大采长工作面一次磁场感应磁场水害防治

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土地利用变化情景下南京市内涝风险演化与预测

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中国农村水利水电 2024年

作者：徐楠涛宋晓猛陈昊徐冲中国矿业大学资源与地球科学学院

快速城市化导致土地利用格局和产汇流特性改变，致使城市内涝问题频发。预测城市未来土地利用情况，探究土地利用变化情景下城市内涝风险演化，可为提升城市防灾减灾规划与可持续发展提供参考依据。本文以南京市为例，利用FLUS模型预测2... 详细信息

快速城市化导致土地利用格局和产汇流特性改变，致使城市内涝问题频发。预测城市未来土地利用情况，探究土地利用变化情景下城市内涝风险演化，可为提升城市防灾减灾规划与可持续发展提供参考依据。本文以南京市为例，利用FLUS模型预测2030年土地利用格局，结合MaxEnt模型和风险评价指标体系，识别城市内涝风险主要影响因子及其贡献，分析土地利用变化情景下的城市内涝风险格局及其演变。研究结果表明：（1）南京市土地利用变化特征以耕地减少、建设用地增加为主，预估2020-2030年间南京市耕地面积减少约2.6%，城市建设用地增长约4.81%；（2）土地利用类型和距道路距离等指标对南京市内涝风险分布有着较高的贡献率，而年内日降水量超过50mm的天数及年内总降水量等指标则有着较大的重要性。（3）南京市2010、2020和2030年高风险面积占比分别为4.77%、5.37%和5.94%，高风险区主要分布在长江沿岸中心城区，其中鼓楼区、秦淮区、玄武区的高风险区面积占比在2030年均超过50%；（4）随着土地利用格局改变，南京市较高风险区有23.36%的概率转换为高风险区，中风险区有21.74%的概率转化为更高风险区，总体上风险等级有增强趋势。

关键词：内涝风险 FLUS模型 MaxEnt模型土地利用变化南京市