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煤制油气化灰渣防灭火凝胶的制备及性能

材料导报 2024年第3期38卷 251-257页

作者：张铎孙伟郭曦蔓岑孝鑫代爱萍西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 西安科技大学化学与化工学院西安710054

针对煤制油气化灰渣堆积造成环境污染和固废资源浪费等问题,本研究提出以气化灰渣为基料、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为胶凝剂,制备气化灰渣凝胶煤矿防灭火材料,使用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析其微观形貌与表面官能团特征。考察了材... 详细信息

针对煤制油气化灰渣堆积造成环境污染和固废资源浪费等问题,本研究提出以气化灰渣为基料、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为胶凝剂,制备气化灰渣凝胶煤矿防灭火材料,使用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析其微观形貌与表面官能团特征。考察了材料的胶凝时间、热稳定性及保水性,确定了气化渣凝胶最优配方为水灰比1∶1.25、HPMC添加量1.5%(质量分数)。该凝胶较好抑制了煤自燃过程中羟基、甲基、亚甲基、取代芳烃、醚碳氧键等官能团反应,与未经凝胶处理的煤样相比,经凝胶处理的煤样在80℃时芳香烃峰面积减小11.85%,脂肪烃峰面积减小43.07%,120℃时芳香烃峰面积减小27.36%,脂肪烃峰面积减小44.23%。凝胶处理的煤样在氧化升温过程中,100℃时CO浓度降低65.07%,200℃时CO浓度降低53.09%,C 2H 4浓度降低23.68%。微观和宏观结果表明,气化灰渣凝胶较好地抑制了煤自燃进程,阻化性能优于CaCl 2,可有效防治煤自燃灾害,解决灰渣堆积问题,实现固废资源化利用。

关键词：气化灰渣煤自燃防灭火凝胶

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突发事件协同研判行为的演化博弈分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 900-910页

作者：袁晓芳于鸿志曹玉静王新平西安科技大学管理学院西安710054 西安科技大学人因与管理工效学研究中心西安710054

突发事件协同研判中多个主体决策立足的收益路径不同,易导致突发事件研判失效、风险事件损失扩大,是目前亟待解决的关键性问题。该文以前景理论-心理账户(PT-MA)为基础,应用演化博弈模型研究了突发事件协同研判的参与主体(公众、一线人... 详细信息

突发事件协同研判中多个主体决策立足的收益路径不同,易导致突发事件研判失效、风险事件损失扩大,是目前亟待解决的关键性问题。该文以前景理论-心理账户(PT-MA)为基础,应用演化博弈模型研究了突发事件协同研判的参与主体(公众、一线人员、应急指挥部)之间复杂行为的互动机制,分析了各博弈主体策略选择的稳定性,并对关键参数变化下的行为演化路径进行仿真分析。模型分析结果表明:三方主体的协同研判策略选择存在3个平衡点;当应急指挥部的感知收益提高且处罚力度加大时,系统将达到最优。仿真分析结果表明:通过调整初始概率、收获感知参照点和惩罚力度3个参数,主体策略趋于正向,且收敛速度随着参数的增加而显著提升。因此可以通过加大奖励措施,提升决策初始概率值;通过表彰先进个人和组织公益宣讲等,降低收益感知参考点;通过完善相关惩罚条例并增加监督举报措施,提高消极策略的惩罚力度。以此促进协同研判主体的策略选择向积极方向演化。

关键词：突发事件协同研判前景理论心理账户演化博弈

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改性镁渣的湿法碳酸化工艺

化工进展 2024年第4期43卷 2161-2173页

作者：孙伟吉刘浪方治余朱梦博解耿何伟高宇恒西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学矿山功能性充填技术研究中心陕西西安710054

碱基工业固废的碳酸化反应是一种矿化吸收CO_(2)并减少温室气体排放的固碳策略之一。本研究首次引入湿法碳酸化工艺,通过借助X射线衍射、红外光谱测试、热重分析等实验测试,重点探究了温度变化、搅拌速度、碳酸化时间和液固比例对改性... 详细信息

碱基工业固废的碳酸化反应是一种矿化吸收CO_(2)并减少温室气体排放的固碳策略之一。本研究首次引入湿法碳酸化工艺,通过借助X射线衍射、红外光谱测试、热重分析等实验测试,重点探究了温度变化、搅拌速度、碳酸化时间和液固比例对改性镁渣碳酸化反应的影响,进而讨论了4种因素下改性镁渣的碳酸化产物与固碳效率。结果表明,改性镁渣的矿物成分主要以β-C_(2)S为主,是一种具有良好储存CO_(2)能力的工业固废,碳酸化产物主要以方解石型碳酸钙晶体和二氧化硅凝胶为主。碳酸化反应后,改性镁渣碳酸化产物的粒径显著增大,比表面积减小,粒径分布变均匀,粒径分布范围变窄。当碳酸化反应温度为60℃、通气时间为30min、液固比为10mL/g、搅拌速度为600r/min时,改性镁渣的固碳效率达到最大(28.4%),即1kg改性镁渣可以矿化吸收0.284kg CO_(2)。因此,湿法碳酸化工艺对改性镁渣的回收利用及CO_(2)捕集均具有很大的应用潜力。

关键词：二氧化碳捕集多相反应废物处理湿法碳酸化固碳效率

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大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采理论与技术

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煤炭学报 2024年第1期49卷 280-297页

作者：伍永平皇甫靖宇王红伟胡博胜罗生虎西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工... 详细信息

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术构想,工作面走向推进过程中沿倾向对采空区下部进行局部充填,充填体既与巷旁支护作用形成沿空巷道,取消区段保护煤柱,实现大倾角煤层无煤柱开采,又增大了工作面倾向下部充填压实区长度,加强了工作面“支架-围岩”系统稳定性。根据大倾角走向长壁采场特点,优选确定了大倾角膏体局部充填工艺,设计了大倾角局部充填回采系统、采充工艺。并采用理论分析、模拟实验、数值计算等相结合的方法,分析了局部充填对大倾角走向长壁采场围岩采动力学行为的调节机制。结果表明:充填体影响基本顶岩梁的变形破坏及采场倾向下侧煤岩体承载特征,基本顶、运输巷顶板变形量及运输巷倾向下侧煤岩体所受约束均随充填长度的增大而减小;为防止采空区未充填区悬顶灾害,充填长度不应超过工作面长度的1/3。局部充填体限制了工作面下部区域顶板破断,降低覆岩关键域形成层位,形成稳定的巷帮,减小沿空留巷围岩变形量;同时工作面倾向下部充填区长度增大,中、上部围岩结构不稳定区域的长度缩小,“支架-围岩”系统稳定性提升。充填体改变了采场围岩应力传递路径,承担了部分覆岩载荷,工作面下侧支承压力及超前支承压力均随充填长度的增大而减小,工作面倾向下部充填区域的超前支承压力降幅最大,沿空巷道及工作面应力状态得到改善。大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术具有提高资源采出率、降低掘进率、缓解采掘接替紧张、加强工作面“支架-围岩”系统稳定性等优势。

关键词：大倾角煤层无煤柱开采局部充填沿空留巷采动应力

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地面-钻孔直流电法超前探测技术

地球科学 2024年第1期49卷 324-334页

作者：王鹏西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

为实现煤矿巷道掘进前方隐蔽含水体的长距离、高精度超前探测,提出一种在地面供电、井下长距离超前钻孔中接收的地面-钻孔直流电法.模型计算结果表明:(1)孔旁异常体视电阻率曲线表现正负交替异常特征;(2)地面供电点和异常体的距离与异... 详细信息

为实现煤矿巷道掘进前方隐蔽含水体的长距离、高精度超前探测,提出一种在地面供电、井下长距离超前钻孔中接收的地面-钻孔直流电法.模型计算结果表明:(1)孔旁异常体视电阻率曲线表现正负交替异常特征;(2)地面供电点和异常体的距离与异常响应幅值负相关,异常体规模与异常宽度正相关;(3)依据视电阻率曲线可解释异常中心位置、相对测线方位和异常体宽度,提出了快速解释方法;(4)地面现场模拟试验验证了理论响应结果和解释方法的正确性.地面-钻孔直流电法超前探测技术能有效探测到钻孔旁侧的电性异常体,可以实现“一孔多用”,能够为长距离超前精细探查提供一种新的地球物理勘探手段.

关键词：地面-钻孔装置直流电法超前探测隐蔽含水体快速解释视电阻率地球物理

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太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统性能研究

制冷学报 2024年第1期45卷 79-89页

作者：石全成赵玉娇陈柳西安科技大学能源学院西安710054

为解决传统开式转轮除湿空调系统再生排风能量浪费的问题,本文提出了可高效回收再生排风空气显热和潜热的太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统,利用TRNSYS软件对系统进行建模,模拟研究了冷水流量比和新风比对系统性能的影响和系统动态性能,... 详细信息

为解决传统开式转轮除湿空调系统再生排风能量浪费的问题,本文提出了可高效回收再生排风空气显热和潜热的太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统,利用TRNSYS软件对系统进行建模,模拟研究了冷水流量比和新风比对系统性能的影响和系统动态性能,并对模拟的准确性进行实验验证。结果表明:模拟结果与实验结果的相对误差最大为±9.8%。太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统的最优冷水流量比为1∶5∶4。系统在广州地区整个制冷季(6月1日—9月30日)平均电力COP_(e)为2.4,平均热力COP_(th)为2.1,累计取水量为25.66 t,热回收量为9.70 MW。相比于太阳能驱动开式转轮除湿空调系统,太阳能驱动闭式转轮除湿空调系统平均COP_(e)和COP_(th)分别提高42.1%和69.2%,CO_(2)排放量减少29.3%。

关键词：空气调节转轮除湿太阳能热回收 TRNSYS模拟

基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制

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控制与决策 2024年第6期39卷 1849-1858页

作者：寇发荣胡凯仑陈若晨何海洋西安科技大学机械工程学院西安710054

为了提升不同运行工况下的路面状态识别精度及主动悬架平顺性控制性能,提出一种基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制(MPC)方法.首先,搭建基于多路径分散注意力思想的ResNeSt网络架构,建立面向主动悬架实时控制的路面状... 详细信息

为了提升不同运行工况下的路面状态识别精度及主动悬架平顺性控制性能,提出一种基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制(MPC)方法.首先,搭建基于多路径分散注意力思想的ResNeSt网络架构,建立面向主动悬架实时控制的路面状态识别算法,采用交叉熵目标损失函数和AdamW梯度下降算法进行网络训练以及测试实验验证;然后,在此基础上设计基于路面状态识别的主动悬架MPC控制算法,根据离散状态空间方程推导悬架系统预测模型,以悬架预测输出和控制力输入为性能指标建立目标函数,并考虑不同路面的控制策略确定加权矩阵取值,在系统约束条件下,将MPC目标函数转化为二次最优规划问题的求解;最后,将所提出控制算法与被动悬架、LQG控制进行对比仿真分析,结果表明:ResNeSt网络可以快速准确地识别多种路面状态,所提出控制算法能够根据路面状态对悬架进行实时瞬态主动控制,簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根值平均值相比LQG控制分别降低36.56%、32.99%和36.28%.

关键词：路面状态识别 ResNeSt 深度学习残差卷积神经网络主动悬架模型预测控制

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刚度差异桩组合桩网结构路基承载特性

中国铁道科学 2024年第1期45卷 26-35页

作者：邓友生李文杰张克钦李龙姚志刚肇慧玲西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安科技大学桩承结构研究中心陕西西安710054

刚度差异桩组合桩网结构路基因具有工后沉降小、经济效益好的优点而被广泛应用于铁道工程。与传统桩承结构路基相比,该结构桩土协同工作规律更为复杂,为研究其承载特性和土体沉降变化规律,通过室内模型试验和数值计算分析刚度差异桩组... 详细信息

刚度差异桩组合桩网结构路基因具有工后沉降小、经济效益好的优点而被广泛应用于铁道工程。与传统桩承结构路基相比,该结构桩土协同工作规律更为复杂,为研究其承载特性和土体沉降变化规律,通过室内模型试验和数值计算分析刚度差异桩组合桩网结构路基在静力荷载下的桩身应力、桩土应力比、格栅应力、桩侧摩阻力和土体沉降变化特点。结果表明:刚、柔性桩的承载力主要由侧摩阻力提供;刚性桩的桩土应力比随上部荷载增加呈先增长后稳定趋势,荷载在路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,并沿路堤行车方向朝路堤横断面方向扩散;土工格栅和碎石加筋垫层共同工作,协调荷载进行再分配,均衡路基应力分布;路基中心排桩沿横断面方向的土体沉降近似呈盆状分布,刚性桩控制路基土体变形和沉降的性状明显优于柔性桩;选择性布置刚度较大长桩可减小路基沉降量。

关键词：路基刚度差异桩桩网结构承载特性模型试验数值计算

陕西省农田生态系统服务价值评估及其空间规划建议

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中国农业资源与区划 2024年第06期 244-253页

作者：张娜西安科技大学

[目的]分析陕西省农田生态系统服务价值的时间和空间变化规律，为陕西省农业绿色发展点明方向，同时为西部其他地区农田生态系统的发展提供借鉴参考。[方法]文章以陕西省农田生态系统作为研究对象，构建农田生态系统服务价值核算指标体... 详细信息

[目的]分析陕西省农田生态系统服务价值的时间和空间变化规律，为陕西省农业绿色发展点明方向，同时为西部其他地区农田生态系统的发展提供借鉴参考。[方法]文章以陕西省农田生态系统作为研究对象，构建农田生态系统服务价值核算指标体系，分析2006—2021年陕西省农田生态系统相关数据，探讨陕西省农田生态系统服务价值的变化规律。[结果]（1）从时间上看，2006—2021年陕西省农田生态系统总服务价值呈现逐渐增长的趋势。其中，供给服务牢牢占据主导地位，价值贡献远高于其他服务，且呈不断扩大趋势；调节服务占第二位，呈现波动上升趋势；支持服务较低，呈波动上升趋势；在负价值方面，环境污染价值呈现先增加后减小的趋势；（2）从空间上看，2021年陕西省各市农田生态系统总服务价值介于9.36亿～443.98亿元。单位面积农田生态系统服务价值在2.383 291万～19.785 675万元/hm2波动，差距较大。从空间分布上看，呈现出中间高、南北低的特点。[结论]陕西省要在加快农业基础设施建设，改善生态环境的同时，因地制宜，推进农业产业化经营，推进农村经济的全面发展。关中区域注重发展高效特色农业；陕北区域注重发展可持续生态农业；陕南区域注重发展生态休闲农业。

关键词：农田生态系统服务价值评估时空变化陕西省