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基于Meta分析的蚯蚓堆肥对堆肥质量和重金属的影响效应

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环境科学 2024年第5期45卷 3047-3058页

作者：姜继韶侯睿崔慧林闫广轩刘栋河南师范大学环境学院河南省环境污染控制重点实验室黄淮水污染控制教育部重点实验室新乡453007 中国科学院昆明植物研究所云南省真菌多样性与绿色发展重点实验室中国西南野生生物种质资源库昆明650201

为了综合评估蚯蚓堆肥在不同控制条件下堆肥质量和重金属的转化规律,综述了109篇文献,通过Meta分析定量探讨了蚯蚓种类、预堆肥时间、通风方式、初始C/N、初始pH和初始含水率对提高蚯蚓堆肥质量和降低重金属毒性方面的影响.结果表明,以... 详细信息

为了综合评估蚯蚓堆肥在不同控制条件下堆肥质量和重金属的转化规律,综述了109篇文献,通过Meta分析定量探讨了蚯蚓种类、预堆肥时间、通风方式、初始C/N、初始pH和初始含水率对提高蚯蚓堆肥质量和降低重金属毒性方面的影响.结果表明,以上6分组因子均显著影响堆肥的质量和重金属毒性.经过蚯蚓堆肥后,以下营养指标含量显著增加:NO_(3)^(-)−N(116.2%)、TN(29.1%)、TP(31.2%)和TK(15.0%);而NH_(4)^(+)-N含量(−14.8%)和C/N(−36.3%)显著降低;同时也显著降低了最终堆肥中Cu和Cr总量及其生物有效性.综合考虑不同分组因子对堆肥质量和重金属影响的显著程度,若堆肥以促进腐熟和富集营养元素为目的,则建议堆体物料的初始含水率调节为70%~80%、C/N为30~85和pH为6~7,并进行0~15 d的预堆肥,通风方式采用自然放置方法;若以削弱物料中重金属危害为主要目的,则建议调节物料初始含水率为50%~60%、C/N小于30和pH为7~8,不进行预堆肥,定时翻堆,引用Eudrilus eugeniae种类进行蚯蚓堆肥.

关键词：蚯蚓堆肥 Meta分析堆肥质量重金属生物有效性

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瓦斯隧道压入式通风风管漏风对瓦斯分布的影响

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科学技术与工程 2024年第12期24卷 5179-5184页

作者：安俊杰黄飞王少龙黄小亮靳星晨杨采俪中交二公局萌兴工程有限公司西安710119 湖南科技大学南方煤矿顶板及煤与瓦斯突出灾害预防控制应急管理部重点实验室湘潭411201 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地焦作454003

压入式通风风管漏风对瓦斯隧道施工中的瓦斯分布规律影响颇大。以何家坡高瓦斯隧道通风为工程背景,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟风管漏风工况下的瓦斯隧道通风案例,分析漏风面积与漏风位置对隧道瓦斯... 详细信息

压入式通风风管漏风对瓦斯隧道施工中的瓦斯分布规律影响颇大。以何家坡高瓦斯隧道通风为工程背景,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟风管漏风工况下的瓦斯隧道通风案例,分析漏风面积与漏风位置对隧道瓦斯分布的影响规律。结果表明:风管出风口的射流作用导致掌子面靠近风管一侧无瓦斯聚集,而掌子面与出风口之间的涡流作用导致该区域出现大量瓦斯聚集;风管漏风面积越大,漏风处上游涡流强度和下游射流强度越大,因此上游瓦斯聚集程度与下游瓦斯稀释程度越明显,两者均随着漏风面积的增加呈线性增加;风管漏风位置越靠近掌子面漏风处上游瓦斯聚集的程度越明显,瓦斯聚集的增量随轴向距离呈指数减小的关系,风管位置越远离掌子面漏风处下游瓦斯的稀释与扩散程度越显著,瓦斯浓度减小的程度随轴向距离呈指数增大的关系。研究成果可为瓦斯隧道施工中的瓦斯监测及传感器布置提供一定的理论借鉴。

关键词：瓦斯隧道漏风数值模拟瓦斯分布

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我国瓦斯隧道施工技术进展及主要问题探讨

隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 53-68页

作者：黄飞钟小凤罗太友李树清罗亚飞刘磊龙其毕湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 贵阳景烁安全科技有限公司贵州贵阳550081

基于网络数据资料、期刊论著文献与现场施工资料,全面总结我国瓦斯隧道施工技术的进展与不足。结果表明:1)我国瓦斯隧道具有瓦斯工区里程长、瓦斯等级高、多分布于中西部地区等特征;2)瓦斯隧道施工灾害主要为瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯... 详细信息

基于网络数据资料、期刊论著文献与现场施工资料,全面总结我国瓦斯隧道施工技术的进展与不足。结果表明:1)我国瓦斯隧道具有瓦斯工区里程长、瓦斯等级高、多分布于中西部地区等特征;2)瓦斯隧道施工灾害主要为瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯突出、瓦斯中毒窒息等事故,年事故发生数量总体呈下降趋势;3)我国瓦斯隧道设计施工规范近20年来得到了较为全面的完善,已颁布了铁路与公路行业标准、贵川渝等地方标准;4)隧道瓦斯工区安全施工主要依赖于超前探测、瓦斯监测、安全通风与揭煤防突等关键技术,在工程实践中各技术的关键施工参数得到了优化完善;5)绝对瓦斯涌出量测定方法与瓦斯工区等级动态调整机制是目前瓦斯隧道施工存在的主要问题,对瓦斯隧道的施工安全与成本控制影响巨大。建议根据隧道施工特征进一步开展隧道瓦斯防治专题研究,完善瓦斯隧道设计施工规范,为我国瓦斯隧道的安全高效施工提供理论与技术支撑。

关键词：瓦斯隧道通风揭煤防突瓦斯工区等级评价动态调整机制

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滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统设计与试验

农业机械学报 2024年第5期55卷 395-404页

作者：李骅朱振明王居飞於海明李超朱雪茹南京农业大学工学院南京210031 江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅... 详细信息

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅拌工艺优化。结果显示,通风系统中的最大应力出现在通风管上,为13.064 MPa,最大形变量为0.038126 mm,搅拌装置中最大应力出现在抄板上,为190.31 MPa,最大形变量为0.34417 mm,符合设计要求。在此基础上,以食物垃圾和梧桐叶为原料,进行为期14 d的堆肥试验,监测堆肥过程中关键参数变化并测定发酵产物相关指标,完成通风搅拌系统性能验证试验。试验结果表明:使用该通风搅拌系统的滚筒式堆肥反应器,其内部堆体温度在3 d时达到53.34℃,堆肥过程中堆体最高温度可达69.56℃,堆体高温期(大于50℃)可持续6 d以上;试验结束后其产物含水率降至27.21%、pH值升至8.4、种子发芽指数最高可达131.4%,符合有机肥料测定标准(NY/T 525—2021),滚筒反应器运行成本仅65.51元/t。

关键词：有机废弃物堆肥滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统

拱架送/回风方式对日光温室冬季作物冠层区热环境的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 262-272页

作者：胡万玲陈冲管勇马乔乔叶文涛兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070

传统日光温室被动的热环境调控模式难以满足温室作物冠层区空气温度和速度调控需求,且能源利用效率低下。为了改进日光温室热环境精准调控方法和提高温室能源利用效率,该研究结合日光温室围护结构特点,提出了一种日光温室拱架的送/回风... 详细信息

传统日光温室被动的热环境调控模式难以满足温室作物冠层区空气温度和速度调控需求,且能源利用效率低下。为了改进日光温室热环境精准调控方法和提高温室能源利用效率,该研究结合日光温室围护结构特点,提出了一种日光温室拱架的送/回风方法,并基于温室作物多孔介质模型,建立了拱架送/回风系统温室的数值传热模型。采用空气温度与速度不均匀系数、气流速度适宜区面积比、能量利用系数以及累计有效积温等评价参数,研究了下送上回、中间回风和上送下回等3种温室拱架送/回风方式对日光温室冬季作物冠层区热环境的影响。结果表明,与中间回风和上送下回通风方式相比,下送上回通风方式对不同作物冠层高度处的空气温度和速度调控的结果最优,且不同作物冠层高度处气流速度适宜区面积比和累计有效积温都最大。当采用下送上回通风方式时,与送风干管风速为9、11和12 m/s相比,送风干管风速为10 m/s的能量利用系数最大,在作物冠层高度0.4、0.6、0.8和1.0 m处的能量利用系数分别为0.976、0.982、0.985和0.987,并且不同作物冠层高度处的空气温度不均匀系数和速度不均匀系数也都最小。因此,下送上回通风方式的推荐送风干管风速为10 m/s。该研究可为日光温室热环境的精准调控提供参考。

关键词：日光温室拱架数值分析送/回风方式热环境能量利用系数作物冠层区

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轻量化高速列车制动盘材料-结构研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2414-2431页

作者：姚曙光周亿莉许平龙雅婷阳程星中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

400 km/h高速列车紧急制动的强热负荷,导致制动盘温升高、温度分布梯度大和热衰减强,已超出钢质制动盘能载极限,开发耐高温强耐磨的制动盘材料,同时提升制动盘通风散热能力成为制动技术发展瓶颈。综述高速制动盘材料从高强度铸钢和锻钢... 详细信息

400 km/h高速列车紧急制动的强热负荷,导致制动盘温升高、温度分布梯度大和热衰减强,已超出钢质制动盘能载极限,开发耐高温强耐磨的制动盘材料,同时提升制动盘通风散热能力成为制动技术发展瓶颈。综述高速制动盘材料从高强度铸钢和锻钢、轻量化铝基复合材料至耐高温耐磨碳陶复合材料和表面改性技术发展历程,随着碳陶复合材料的台架试验和表面改性技术的摩擦磨损试验研究的深化,表面改性轻质复合材料是制动盘材料未来发展方向。概述通风制动盘内部散热层散热筋结构形貌优化、摩擦层表面耐磨性能改善的发展现状,内部散热筋由直通道设计逐渐演化为弯曲、支柱以及分形通道,镂空结构能更好地加速空气流动提高散热;表面摩擦层引入打孔或划线,更易于摩擦粉尘的抛离从而稳定摩擦因数,保持制动效果;但复杂通风导流结构和打孔划线增加了制备工艺的难度,提出高速制动盘结构构型设计需要综合材料热力学性能、制备工艺及耐热耐磨需求,形成材料-结构-功能—体化设计理念,为实现更高速的制动盘优化设计提供参考。

关键词：高速列车制动盘轻质复合材料结构优化设计

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矿用通风机叶片线激光测量数据优化方法研究

计量学报 2024年第3期45卷 440-446页

作者：李学哲申瑶曹艾王彦昕花忠旭田文宇华北科技学院应急装备学院河北省矿山设备安全监测重点实验室河北三河065201

测量模型的提取是矿用通风机叶片几何变形检测的关键,为了提高叶片测量模型的精度,提出一种基于最小二乘准则的线激光测量数据优化方法。首先,利用卡尔曼滤波算法实时处理线激光传感器原始测量数据,提高坐标测量精度,为后续模型构建提... 详细信息

测量模型的提取是矿用通风机叶片几何变形检测的关键,为了提高叶片测量模型的精度,提出一种基于最小二乘准则的线激光测量数据优化方法。首先,利用卡尔曼滤波算法实时处理线激光传感器原始测量数据,提高坐标测量精度,为后续模型构建提供精准数据;然后,采用三次多项式法、三次B样条法、高阶贝塞尔法分别拟合求解三个测量模型,并基于最小二乘准则评价各模型的显著性水平,从而优选出适合通风机叶片几何特征的测量模型;最后,进行了实验研究。结果表明,采用三次B样条函数构建叶片测量模型可以获得最佳的拟合效果,其显著性评价因子最小(小于0.05),本方法通过数据优化有效提高了叶片测量模型的精度,为后续通风机叶片几何评价提供一种有效的技术解决方案。

关键词：几何量计量矿用通风机叶片测量线激光数据优化最小二乘法

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隧道施工爆破粉尘扩散数值模拟研究

安全与健康 2024年第2期 58-64页

作者：何磊王新喆湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411100 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411100

粉尘是影响隧道施工人员职业健康的重要因素。为了研究在隧道爆破过程中粉尘的扩散规律,采用计算流体力学方法和离散相方法,建立简易隧道模型和爆破粉尘扩散数值模型,使用计算流体力学软件(FLUENT)进行数值模拟分析,研究不同压风率和不... 详细信息

粉尘是影响隧道施工人员职业健康的重要因素。为了研究在隧道爆破过程中粉尘的扩散规律,采用计算流体力学方法和离散相方法,建立简易隧道模型和爆破粉尘扩散数值模型,使用计算流体力学软件(FLUENT)进行数值模拟分析,研究不同压风率和不同通风距离下的粉尘扩散规律。结果表明,风筒出风口距离掌子面越远,掌子面与台车之间的粉尘浓度越低;同时,随着压风量的增加,粉尘扩散速度增大,扩散范围也增大,致风筒出风口与掌子面之间的粉尘浓度降低。因此,风管出风量越大,越利于隧道内粉尘的排放。

关键词：隧道爆破粉尘扩散计算流体力学离散相方法压入式通风

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基于深度学习的煤矿钻杆实时计数方法

煤炭科学技术 2024年

作者：张富凯孙一冉武旭峰李爱军李培洋王登科袁冠赵珊张海燕河南理工大学软件学院河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室山西晋煤集团沁秀煤业有限公司岳城煤矿通风管理部晋能控股装备制造集团有限公司通风部中国矿业大学计算机科学与技术学院

煤矿井下环境特殊，钻机工作场景复杂多变，存在强光、水汽、遮挡等因素干扰钻机识别效果，易出现误检漏检现象；同时钻机工作时钻机尾部常出现卡顿和无效运动等异常行为，影响钻杆计数准确性。针对上述问题，基于深度学习技术提出了一... 详细信息

煤矿井下环境特殊，钻机工作场景复杂多变，存在强光、水汽、遮挡等因素干扰钻机识别效果，易出现误检漏检现象；同时钻机工作时钻机尾部常出现卡顿和无效运动等异常行为，影响钻杆计数准确性。针对上述问题，基于深度学习技术提出了一种煤矿钻杆实时计数方法，由基于AM-NT优化的钻机识别模型Drill-YOLOv8和基于两级判定区域的钻杆计数推理算法Pipe-Count两部分组成。首先，从煤矿井下真实监控录像中采集钻机工作录像视频，标注并构建煤矿钻杆计数图像数据集CMDPC；然后，构建改进的钻机识别模型Drill-YOLOv8，引入Triplet注意力提升主干网络对钻机目标的特征提取能力，改进Slim-Neck颈部网络结构平衡模型精度和复杂度，设计DDA Head模块替换检测头结构以提升模型头部对钻机目标多维度信息的关注度；最后，设计以两级判定区域统计钻机尾部有效运动次数为原理的钻杆计数推理方法Pipe-Count，依据Drill-YOLOv8检测器结果自动适应生成两级判定区域，使用ByteTrack实现钻机尾部目标追踪，通过判定区域更新钻机尾部运动状态，从而间接实现钻杆实时计数。在CMDPC数据集上的实验表明，改进的Drill-YOLOv8模型在mAP@0.5和mAP@[0.5:0.95]指标分别提升3.0%和2.7%，有效解决了强光、水汽和遮挡环境下钻机头部和钻杆目标误检漏检问题，检测速度为86帧/秒；计数推理算法Pipe-Count的加权平均误计率为2%，面对多场景数据表现出良好的鲁棒性，且处理速度达到40帧/秒，满足实时计数要求。

关键词：钻杆计数钻机识别深度学习区域判定注意力机制