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聚/表型复合压裂液性能及其对煤样甲烷吸附解吸特性影响实验研究

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中国安全生产科学技术 2024年第3期20卷 32-39页

作者：刘川东张孝强晏佳欣孙靖鸿湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411100

为弥补常规压裂液破胶困难、残留多或黏度低、用量大等缺点,将疏水改性羟丙基瓜尔胶与双子表面活性剂进行交联复配,制得1种疏水聚合物/表面活性剂复合压裂液,从黏度、破胶性能以及对煤样甲烷吸附解吸能力影响等方面与常规压裂液进行对... 详细信息

为弥补常规压裂液破胶困难、残留多或黏度低、用量大等缺点,将疏水改性羟丙基瓜尔胶与双子表面活性剂进行交联复配,制得1种疏水聚合物/表面活性剂复合压裂液,从黏度、破胶性能以及对煤样甲烷吸附解吸能力影响等方面与常规压裂液进行对比分析。研究结果表明:在同等表面活性剂质量分数下,加入疏水改性羟丙基瓜尔胶的复合压裂液黏度是单组份表面活性剂压裂液的3倍,其破胶时间与表面活性剂压裂液几乎无差别,且仅为HPG压裂液的1/2;复合压裂液对煤样甲烷吸附解吸能力影响明显低于HPG压裂液,其吸附损伤因子虽高于表面活性剂压裂液,但比HPG压裂液低24%。研究结果可为矿用复合压裂液研制提供参考。

关键词：疏水改性羟丙基瓜尔胶双子表面活性剂复合压裂液甲烷吸附解吸吸附损伤因子

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钙驱动的赤泥碱性稳定化调控研究进展

中国有色金属学报 2024年第9期34卷 3056-3075页

作者：张雨菲张子颖吴玉俊郭旭耀黄诗蔚蒋逸凡朱锋江钧薛生国中南大学冶金与环境学院长沙410083 湘潭大学环境与资源学院湘潭411105

赤泥是铝工业生产过程中排放的强碱性固体废物,综合利用率<3%,迄今尚无经济可行的规模化消纳方法。有效抑制碱性矿物的缓释行为、控制碱性调控过程的pH回升现象,是赤泥碱性稳定化调控的关键。本文在综述赤泥矿物学特性和碱性矿物赋存形... 详细信息

赤泥是铝工业生产过程中排放的强碱性固体废物,综合利用率<3%,迄今尚无经济可行的规模化消纳方法。有效抑制碱性矿物的缓释行为、控制碱性调控过程的pH回升现象,是赤泥碱性稳定化调控的关键。本文在综述赤泥矿物学特性和碱性矿物赋存形态的基础上,探讨游离碱选择性去除-含碱矿物稳定化的调碱思路,综合分析钙驱动赤泥碱性稳定化特性,阐明了长效稳定调控过程中赤泥含碱矿物的演变特征及规律,提出未来赤泥修复的“土壤化”策略,为推进赤泥土壤化及堆场生态修复提供新策略。

关键词：赤泥土壤化碱性矿物碱性转化钙驱动

响应曲面法优化酸热联合预处理改善污泥脱水性能的研究

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环境科学与技术 2024年

作者：于晓艳李玉玉苏赛赛杜苏萌太原工业学院环境与安全工程系山西大学环境与资源学院

通过酸热联合预处理的方式破解污泥絮体结构以改善污泥的脱水性能，同时基于Box-Behnken响应曲面法对污泥脱水模型进行预测并进行参数优化。结果表明，酸热联合预处理可极大地改善污泥的脱水能力，且当pH为1.0、59.2 ℃加热34.1 min时... 详细信息

通过酸热联合预处理的方式破解污泥絮体结构以改善污泥的脱水性能，同时基于Box-Behnken响应曲面法对污泥脱水模型进行预测并进行参数优化。结果表明，酸热联合预处理可极大地改善污泥的脱水能力，且当pH为1.0、59.2 ℃加热34.1 min时，污泥的脱水能力最佳，此时泥饼脱水后的含水率为59.0%，污泥比阻SRF为7.48×1012m/kg。酸热联合预处理改善污泥的脱水性能，主要通过大量紧密型胞外聚合物TB-EPS转化为溶解型胞外聚合物S-EPS和松散型胞外聚合物LB-EPS以改变污泥表面的电荷，且TB-EPS蛋白质减少的量近似等于S-EPS和LB-EPS蛋白质增量之和。同时酸热联合作用下污泥颗粒粒径明显增大，而污泥游离氨基酸的种类和浓度对其脱水性能的影响较小。

关键词：污泥脱水表面电荷酸热耦合响应曲面法氨基酸

基于LBM的粗糙裂隙内两相驱替渗流特性模拟研究

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力学学报 2024年第5期56卷 1475-1487页

作者：周新盛建龙叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂... 详细信息

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂隙准静态排水过程,研究了裂隙开度分布特征与壁面润湿性对两相驱替渗流特性的影响规律及细观机制.研究结果表明:均质模型驱替前缘基本保持平稳推进,而非均质模型出现优先驱替阻力较小的大开度区域的优势驱替路径现象,润湿性增强可加剧该现象致使驱替前缘更快突破,对均质模型无明显作用;残余捕获可分为孤立的“圈闭”模式和吸附在裂隙壁面的“水膜”模式,非均质模型中圈闭捕获明显多于均质模型,强润湿性有利于水膜捕获增多;当驱替压力增大至进入压力后,非均质模型中部分小开度区域润湿相被逐步排驱,而均质模型大多数润湿相被快速驱替,因此非均质模型P_(c)-S_(w)曲线比均质模型更加平缓,润湿性增强使得两种裂隙模型驱替开始发生时的进入压力更大,施加相同驱替压力时驱替效率更低.

关键词：粗糙裂隙两相驱替开度分布润湿性格子Boltzmann方法

2000—2022年山东省森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第10期35卷 2803-2812页

作者：曹越李豪张春华李运源吴京奇柴新远牛瑨正陶禹鋆鲁东大学资源与环境工程学院

精确掌握区域尺度森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应，对森林资源监测和生态环境保护至关重要。基于2000—2022年MODIS VCF产品和气象数据，利用线性回归、相关分析和遥感变化监测相结合的方法，研究山东省森林覆盖时空动态及其对... 详细信息

精确掌握区域尺度森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应，对森林资源监测和生态环境保护至关重要。基于2000—2022年MODIS VCF产品和气象数据，利用线性回归、相关分析和遥感变化监测相结合的方法，研究山东省森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应。结果表明：山东省森林覆盖度和面积分别由2000年的43.0%和197.06万hm2增加到2022年的43.1%和326.08万hm2。在空间分布上，森林覆盖度由鲁西南、鲁西北向鲁中、鲁东递增，90.6%区域的森林覆盖度呈增加趋势，其中，显著升高区域集中分布在鲁中南山地丘陵、鲁东低山丘陵等地区。森林覆盖面积以扩张为主（52.3%），主要位于聊城市、德州市、菏泽市、济宁市、滨州市等平原地带。森林覆盖度与气温以正相关为主，而与降水量主要表现为负相关，研究期间气温是影响森林覆盖度变化的主要气候因素。

关键词：森林覆盖度森林覆盖面积空间分析方法 MODIS VCF数据气候变化

非凝材料恒压注浆技术在松软煤层封孔中的应用

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期39卷 9-16页

作者：赵鹏涛王海桥王龙王馨蕾湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105

为解决松软低透气性煤层抽采钻孔的密封质量差、预抽瓦斯浓度低等问题,提出无机非凝材料恒压注浆封孔技术.采用COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件构建底抽巷穿层钻孔注浆扩散流固耦合模型,探究底抽巷及钻孔围岩松动圈的范围,分... 详细信息

为解决松软低透气性煤层抽采钻孔的密封质量差、预抽瓦斯浓度低等问题,提出无机非凝材料恒压注浆封孔技术.采用COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件构建底抽巷穿层钻孔注浆扩散流固耦合模型,探究底抽巷及钻孔围岩松动圈的范围,分析不同注浆压力下非凝浆液的渗流能力并验证该注浆技术的封孔效果.结果表明:新型无机非凝注浆材料具有低析水性、高渗透性、高悬浮稳定性和较好的封堵性能,可作为“两堵一注”带压封孔材料;2164底板抽采巷及穿层钻孔施工后,巷道肩角部位及钻孔孔底处易产生应力集中,钻孔的始封深度为6 m;浆液在砂岩段的渗流范围比泥岩段大,随着注浆压力的增加,浆液的有效渗流半径也逐渐增大,合理的注浆压力为3 MPa.采用非凝材料恒压注浆技术后,浦溪井的钻孔平均瓦斯抽采体积分数为51.5%,平均抽采纯流量为0.005 m^(3)/min,分别是水泥注浆封孔的1.34倍和1.67倍.

关键词：无机非凝材料囊袋式封孔始封深度注浆压力流固耦合

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团聚体级配对固废改良膨胀土耐久性的影响

建筑材料学报 2024年第3期27卷 237-244页

作者：储诚富王雨航宗文强合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较... 详细信息

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较差,容易产生裂隙;粒径大于15 mm的团聚体含量越高,试样的耐久性越差;相对于电石渣改良土,复合改良土的耐久性更好;对于应用于底基层的电石渣改良土和复合改良土,建议控制粒径大于15 mm土团聚体的含量分别小于2.5%和21.8%.

关键词：膨胀土改良团聚体尺寸效应工业固废干湿循环

纳米银及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的胁迫效应

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南京农业大学学报 2024年

作者：王鑫凤黄亚惠唐珠杨新萍南京农业大学资源与环境学院环境科学与工程系

[目的]本文旨在探究纳米银(AgNPs)及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的抑制效应，并揭示其对N. europaea的胁迫机制，为评估AgNPs及其在环境中转化形成的银化合物的生态风险提供基础数据。[方法]分别将AgNPs和不同... 详细信息

[目的]本文旨在探究纳米银(AgNPs)及不同形态银化合物对氨氧化细菌Nitrosomonas europaea的抑制效应，并揭示其对N. europaea的胁迫机制，为评估AgNPs及其在环境中转化形成的银化合物的生态风险提供基础数据。[方法]分别将AgNPs和不同形态的银化合物加入N. europaea培养液，培养12 h后收集菌体，扫描电镜观察细胞形态，检测菌体中丙二醛(malondialdehyde，MDA)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase，LDH)、活性氧(reactive oxygen species，ROS)以及还原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)含量，紫外分光光度法和邻苯三酚法测定抗氧化酶，即过氧化氢酶(catalase，CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性。[结果]扫描电镜图像显示，在AgNPs和Ag+、Ag2O、Ag2SO4、Ag2CO3、AgCl各自对应的EC80胁迫下，N. europaea细胞形态呈现不同程度的损伤，84.4 μg·L-1AgNPs和10.11 μg·L-1Ag2SO4胁迫下的N. europaea细胞受损明显，而203.37 μg·L-1Ag2CO3处理下的N. europaea细胞形态几乎无影响；但在AgNPs和不同形态银化合物胁迫下，N. europaea胞内MDA和LDH含量与不添加任何处理的对照组(CK)相比仅轻微上升，菌株细胞膜没有渗漏；与CK相比，各处理组在EC80胁迫下，N. europaea胞内ROS水平均出现显著(P环境中可能转化形成的Ag+、Ag2O、Ag2SO4、Ag2CO3、AgCl等形态均可导致N. europaea出现氧化应激现象，评估AgNPs对污水生物处理系统的环境风险应该考虑其在污水中不同赋存形态带来的胁迫效应。

关键词：纳米银银化合物氨氧化细菌氧化应激膜损伤

双向极不等压软岩巷道围岩裂隙分布及变形机制

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3025-3037页

作者：王卫军马谕杰范磊袁超吴海田芯宇湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题... 详细信息

巷道围岩蝶形塑性区破坏是引起巷道围岩大变形的重要原因,近年来引起了巷道支护工作者的高度重视。掌握蝶形塑性区内围岩变形机制是实现软岩巷道围岩控制的基础。然而,有关于蝶形破坏理论中围岩变形机制的研究却鲜有报道。针对上述问题,以南方某矿一采区南运巷产生的大变形特征为研究对象,在分析巷道所处应力环境及地质条件的基础上,对围岩裂隙分布、巷道变形机制及控制方法进行了系统研究。结果表明:南运巷是典型的极不等压软岩巷道,巷道开挖后,围岩裂隙呈“蝶形”分布;“蝶形裂隙区”集中出现在“蝶形塑性区”范围内,蝶叶部位围岩裂隙以剪切裂隙为主,且蝶叶部位剪切裂隙大多围绕巷道呈“环形”分布,而张拉裂隙则集中出现在巷道围岩自由面附近。蝶形塑性区内围岩应力特征主要有2方面:一为围岩的主应力方向发生了偏转,具体表现为最大主应力围绕巷道呈环形分布,巷道上部最小主应力方向指向巷道中心,巷道下部最小主应力方向背离巷道中心;二为围岩最大/最小主应力比值较大,且主应力比值等值线呈“蝶形”分布。根据塑性区内围岩裂隙分布特点及应力特征,建立了含软弱面围岩力学剪胀模型,认为处于此应力特征下的围岩剪胀作用较强,剪胀作用使围岩向巷道空间内挤压,进而使巷道产生大变形。围岩裂隙分布不规则及原支护方案不合理是导致巷道产生大变形的主要原因。基于上述研究,提出了以“全断面预应力短锚索+关键部位长锚索加强支护+注浆”为核心的差异化支护方案,现场监测表明,新支护方案可有效控制围岩变形,保证巷道在使用期间的稳定性。

关键词：软岩巷道 3DEC 裂隙分布巷道大变形原因蝶形塑性区围岩控制