• 城市黄土路基灾变机制研究现状及展望

    叶万军;

    <正>因特殊的历史和地理原因,黄土地区城市是"一带一路"倡议中的重要节点。但该区域黄土特有的工程特性、沟壑纵横的地形地貌对于城市基础设施建设带来巨大困难,影响着城市化进程。城市的高速发展必然会影响其所在的环境,并导致各类环境问题的发生。"海绵城市"作为应对城市环境治理及功能优化新理念,已经在黄土地区开始试点推广。以给排水管网、地下管廊为主的地下工程在黄土地区城市建设中不断扩大并发挥着积极的作用。然而黄土是一种特殊的第四纪沉积物,

    2021年04期 v.41;No.180 572页 [查看摘要][在线阅读][下载 906K]
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  • 煤气化灰渣组成结构及分选加工研究进展

    周安宁;高影;李振;赵伟;张宁宁;张洲朋;

    煤炭气化是我国煤化工产业发展的龙头技术。随着煤化工产业的蓬勃发展,煤炭气化灰渣量增速巨大。目前,煤炭气化灰渣主要以堆积填埋方式处理为主。这不仅增加了企业的处理和运输成本,同时,造成了土地资源的极大浪费,以及水体、土壤等严重污染。因此,迫切需要突破煤炭气化灰渣的清洁高效分质利用技术瓶颈。文中针对制约煤炭气化灰渣清洁高效利用的关键科学问题,以煤炭气化灰渣的组成结构与分选加工利用为主线,重点分析了煤炭气化灰渣的组成结构及其影响因素,以及形成机理等。在此基础上,对煤炭气化灰渣精细分选加工利用,特别是残炭与玻璃微珠的分选技术进行了重点讨论。最后,对未来煤炭气化灰渣的基础与应用研究趋势进行了展望。

    2021年04期 v.41;No.180 575-584页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 水中痕量氨的显色法测定及干扰分析

    李远刚;杨容;陈永;李华静;周安宁;梁耀东;

    本文研究了靛酚蓝显色法测定水溶液中低浓度氨的线性范围、检出限以及常见催化剂中的金属离子对测定结果的影响,并提出了对强干扰离子的掩蔽方案。实验结果显示,靛酚蓝显色法测定水溶液中氨含量精确度高,可靠性强。其标准曲线的R~2=0.999 34,线性范围为0.032 2~0.32 mM,检出限为0.010 5 mM。对来自西安科技大学临潼校区校内湖和曲江池实际水样的回收率实验结果分别为101.09%和95.91%,符合定量分析要求。常见离子的干扰实验发现大部分金属离子对氨的测定并不会造成干扰现象,而个别金属离子会对测定结果产生较大影响。为解决这一问题,文中在大量实验基础之上提出了干扰离子的掩蔽方案。通过合适的掩蔽方法,可以将所有干扰离子的影响降低到测定误差允许的范围内。结果显示,靛酚蓝显色法可以在常见干扰离子存在下对水中氨测定达到较好的测量精度,为常温常压下的光电催化合成氨催化剂评价提供参考。

    2021年04期 v.41;No.180 585-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
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  • 煤矿井底煤仓内散体颗粒三维结构分析

    伍永平;刘明银;解盘石;郎丁;

    煤矿中井底煤仓装卸煤过程实际上为仓内散体物料对仓壁力学作用过程,其侧压力出现原因一直是研究的难点,确定合理的仓壁径向压力是研究的关键。以直立筒状井底煤仓为例,通过简化井底煤仓建立了仓内贮料卸载过程中散体颗粒形成的三维立体承载结构力学模型,从散体力学角度进行了理论分析,并结合PFC~(3D)数值模拟实验及三维物理相似模拟实验模拟了井底煤仓卸料过程。结果表明:仓壁承受的侧压力主要是仓内煤矸散体颗粒在流动过程中相互挤压形成类似"三维锥壳"承载结构引起的。随着井底煤仓卸煤,仓内散体贮料不断放出,该结构不断形成和失稳,导致"三维锥壳"结构的支承点作用于仓壁形成动载,并随时间推移呈现卸载超压现象。散体颗粒对仓壁作用力与内部所形成的承载结构及上部荷载有关,结构稳定性受仓内散体贮料颗粒的粒径影响最大,内摩擦角及黏聚力次之,与现场工程实际及三维物理模拟实验具有较好的一致性。

    2021年04期 v.41;No.180 592-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 394K]
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  • 阳泉矿区瓦斯突出能量差异化分布特征及地质致因分析

    周建斌;王晓东;赵伟;徐超;何舒蕾;周倩;刘晨熙;

    为探究阳泉矿区瓦斯突出危险性差异化分布特征及其内在控制机制,本研究以阳泉矿区发生的突出事故为背景,根据突出事故发生区域位置及规模,对分布差异化特征进行了统计与分析。另外,通过计算各突出事故的瓦斯膨胀能、煤体弹性潜能以及突出总激发能,对阳泉矿区总体突出能量的垂向和横向分布特征进行了分析。之后结合矿区区域地质史,获得了导致该能量差异化分布的地质原因。结果表明:就突出事故频次和规模而言,阳泉矿区的突出事故主要发生在矿区中部的东北区域;就突出能量分布而言,垂向上瓦斯膨胀能、煤体弹性潜能以及总激发能3种能量随埋深呈线性关系,横向上区域危险性整体上呈中部区域>南部区域>北部区域的分布规律。这种差异化的分布特征是由于阳泉矿区在印支期、燕山期以及喜马拉雅期受到的区域构造应力不同所致。

    2021年04期 v.41;No.180 601-607页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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  • 层状顶板巷道锚索破断机理

    李鹏;来兴平;沈玉旭;

    为揭示层状顶板巷道锚索破断机理,减小锚索破断造成的安全隐患,以晋煤集团赵庄矿3盘区3308工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和井下试验相结合的方法,分析了层状顶板层面正应力与切向应力分布规律及不同层状顶板厚度、层理不连续面数量、锚索预紧力下锚索的工作形态,结果表明:顶板岩层层理面上的剪应力呈非均匀分布,巷道跨中剪应力为0,最大剪应力发生在巷道两帮的支承区域范围,锚索水平偏移量与层面剪应力分布一致,提高锚索预紧力能够有效减少锚索的水平偏移。层状顶板锚索破断机理是锚索受层状顶板各层理岩层错动剪切破断,现场试验表明,在变全锚索支护为高强度接长锚杆与锚索分区协同支护后,赵庄矿33082巷道试验段顶板刚度显著提高,试验段巷道服务期间未发生锚索破断现象。

    2021年04期 v.41;No.180 608-615页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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  • 基于复合注浆材料的断层破碎区巷道锚注支护

    耿耀强;索永录;赵腾飞;张红卫;胡国和;马小辉;

    彬长矿区孟村煤矿中央一号回风大巷因高地应力、DF29大断层和强采动等多因素耦合作用,使得原有锚网索喷支护失效,导致围岩呈现变形大、破坏严重的问题。为此,利用钻孔勘探、地应力原位测量和实验室试验等技术获得断层区域内的地质构造和地应力赋存环境,探明了巷道围岩的变形破坏机理,研发了一种可注性好的反应温度低于95℃、抗压强度大于40 MPa的矿用复合注浆加固材料。并结合数值模拟所得围岩塑性破坏范围和分布特征,提出了一种以中空注浆锚索为核心的锚注补强支护技术,对其支护参数进行了优化。结果表明:该锚注补强支护技术在浅部围岩内形成厚度为4.5 m的注浆加固环,且通过注浆锚索与深部围岩形成一个整体,有效维持巷道围岩的稳定,为新型复合注浆加固材料在断层破碎区巷道围岩的锚注加固工程实践提供参考和技术支持。

    2021年04期 v.41;No.180 616-623页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 柠条塔煤矿水化学特征及水源识别模型

    侯恩科;姚星;文强;

    为了快速准确区分矿井涌水的来源,以柠条塔煤矿为例,通过对萨拉乌苏组含水层、直罗组风化基岩含水层、烧变岩含水层以及采空区积水进行水质化验,分析了不同含水层的水化学特征,选取Na~++K~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~-,SO_4~(2-),HCO~-_3,TDS的浓度作为水源识别的判别指标;利用逐步回归分析(SR)筛选出HCO~-_3,TDS和Mg~(2+)这3个指标作为模型的判别因子,最大化的保留分类信息;运用最小二乘支持向量机算法对20组训练样本进行学习训练,以剩余8组数据作为验证样本,建立基于SR-LSSVM的矿井涌水水源识别模型,并将模型的实测结果与支持向量机、最小二乘支持向量机模型的结果进行对比。结果表明:利用SR-LSSVM模型预测的矿井涌水水源的准确率为100%,显著高于其他模型的预测结果,说明该方法可以对矿井涌水水源进行准确识别;将该模型应用到4个待测样本的识别预测中,判别结果与实际情况完全吻合。研究认为基于SR-LSSVM法的水源识别模型与水化学分析法相比能够有效排除干扰因素的影响,精确识别矿井涌水的类型,该方法为矿井水害防治提供一定的依据和参考。

    2021年04期 v.41;No.180 624-631页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 无患子皂苷及其复配体系表面性能及润湿煤尘作用研究

    赵璐;张蕾;赵晓光;田德;白芳;

    无患子果皮中富含的皂苷是一种表面活性高且天然环保的非离子型表面活性剂,与化学表面活性剂复配可协同提高溶液体系的表面性能,降低经济成本及对环境的压力。文中利用超声辅助醇提法从无患子中提取皂苷,与不同类型化学表面活性剂进行复配,研究了皂苷单体及其复配体系的表面性能及润湿煤尘的效果。结果表明:无患子皂苷单体的临界胶束浓度(cmc)为0.51 g/L,临界胶束浓度表面张力为41.3 mN/m,表面性能优越;无患子皂苷与阴离子、非离子、两性离子型化学表面活性剂复配可协同提高溶液表面性能、减少煤尘沉降时间,与阳离子型复配可协同提高表面性能,但煤尘沉降时间增加。总体而言,复配体系在增加煤尘润湿性方面产生协同增效作用大小排序如下:皂苷+顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠(AOT)>皂苷+烷基糖苷(APG)>皂苷+十二烷基二甲基氧化胺(OA-12)>皂苷+十六烷基三甲基氯化铵(1631)。皂苷+APG、皂苷+AOT复配体系浓度大于0.2 g/L时,便可将煤尘沉降时间降至1 min以下,与主流应用的抑尘表面活性剂相比更高效、更经济、更环保。

    2021年04期 v.41;No.180 632-639页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置及其应用

    徐超;孙浩石;秦亮亮;闫志铭;郭超飞;杨港;

    水力机械扩孔增透技术是提高煤层瓦斯抽采效果、预防煤层瓦斯突出的重要方法之一。目前水力机械扩孔装置多采用直角式刀臂结构,但直角式刀臂在应用过程中存在着塌孔严重、排渣不畅、扩孔初期刀臂遇阻展开不畅以及水压动力分配不均等缺陷,严重影响着煤层扩孔的施工效果。基于此,研发一种瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置,将刀臂结构由传统的直角式改变为螺旋式,设计内部动力驱动装置,并提供一种高低压水切换装置以控制各管路开闭,进而完善煤层扩孔工艺流程。所设计的螺旋式水力机械扩孔装置在阳煤集团平舒煤矿15211工作面进行试点应用,结果表明:螺旋式刀臂较直角式刀臂拥有更好的切削煤体能力,扩孔装置卡刀次数明显减少,扩孔总长度提升10.59%,成孔率提高12.5%,并将扩孔总施工周期缩短1 d。证明螺旋式水力机械扩孔装置结构设计的合理性与优越性,为煤矿井下扩孔设备的优化改进提供了方向。

    2021年04期 v.41;No.180 640-648页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 近距离煤层房柱区煤柱底板应力传递规律

    齐学元;邓广哲;黄康;

    采用理论分析和数值模拟的方法,以陕北煤田韩家湾矿近距离煤层2~(-2)煤和3~(-1)煤为研究对象,对煤柱的应力分布及传递规律进行研究。结合煤层具体赋存条件计算煤柱的塑性区宽度,分析韩家湾矿残留煤柱支撑能力。对4种尺寸的煤柱应力在底板中的分布规律进行力学分析,得到不同尺寸煤柱在底板各深度的应力曲线。运用FLAC~(3D)软件对韩家湾煤矿2~(-2)煤房柱区留设的4种尺寸的间隔煤柱应力分布进行模拟,得出不同尺寸煤柱应力在底板岩层中的分布图。结果表明:残留煤柱承载着上覆岩层的重量,沿煤柱中心线向下传递到底板岩层中,呈半椭圆型分布,在煤柱下方形成应力增高区,应力以中心线为轴向两侧形成对称分布;煤柱应力在底板岩层中的传递与煤柱的尺寸大小有关,煤柱尺寸越大,应力在底板岩层中向下传递的越远、分布范围越广;下煤层开采进入14 m煤柱下方边界时,受双重应力作用,易引起顶板整体切落,对工作面造成的安全隐患较大。

    2021年04期 v.41;No.180 649-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
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  • 急斜特厚煤层残留煤柱稳定性分析及其动力灾害防治

    李云鹏;崔峰;杨文化;尉迟小骞;

    为研究急斜特厚煤层开采过程中残留煤柱的稳定性及其应力异常区引起的回采安全问题,以乌鲁木齐矿区乌东煤矿南采区87°急斜特厚煤层为研究背景,运用块体理论构建了残留煤柱滑移失稳力学模型,采用FLAC~(3D)数值模拟软件分析开采扰动下残留煤柱的应力演化特征,提出了残留煤柱分段深孔爆破弱化的卸压措施。结果表明:当煤层倾角α,顶板侧围岩与残留煤柱的摩擦系数μ_1,底板侧围岩与残留煤柱的摩擦系数μ_2之间满足α>arctan(μ_1+μ_2)时,残留煤柱将发生滑移失稳;残留煤柱易使顶底板应力状态改变,在开采扰动和顶底板高应力双重作用下,残留煤柱极易诱发动力灾害;卸压措施有效削减残留煤柱内部储存的应力强度,降低动力灾害的发生频率,实现工作面安全通过煤柱危险区域。

    2021年04期 v.41;No.180 657-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K]
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  • 不同角度层理煤样的力学特征与其波速关联性分析

    付英凯;齐学元;

    煤样中层理等较大尺度裂隙的分布对其力学性质影响显著。为明晰不同层理角度煤样各项物理力学参量间相互关系,首先按照不同层理角度分组加工煤样试件,然后测试完整煤样波速,并利用MTS815型岩石伺服刚性试验系统完成单轴实验,获得煤样各项力学参量,分析不同层理角度煤样各物理量间关联性。研究表明,煤体力学和声学特征各向异性突出:水平层理煤样强度约为其他2组煤样2倍,斜交层理煤样弹性模量及变形模量小于其他2组且离散性最大;随层理与煤样轴线夹角增大波速呈降低趋势,超声波在竖直层理煤样中传播最快,离散性也最高。对于同一层理角度煤样,强度、弹性模量及变形模量等力学参数与波速具有良好线性相关性,表明可以利用超声无损探测技术反演煤岩力学参数。

    2021年04期 v.41;No.180 665-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K]
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  • 采煤沉陷区高分遥感数据融合方法

    占惠珠;尚慧;甘智慧;

    为提高采煤沉陷区地质环境监测基础数据的质量,以宁夏惠农采煤沉陷区为研究区,分别选取矿山地质环境治理恢复前和治理恢复后的QuickBird遥感影像及高分二号遥感影像,运用PCA算法、NNDiffuse Pan Sharpening算法、Gram-Schmidt算法与Brovey Sharpening算法进行融合实验,并对融合结果进行定性和定量评价。结果表明:4种融合算法都在不同程度上提高了QuickBird影像和高分二号影像的原始多光谱影像空间分辨率。其中,QuickBird遥感影像使用Gram-Schmidt融合算法处理的效果最优,不仅在空间信息融入度方面表现较好,还具有很强的光谱保真能力,能够最大限度准确获取采煤沉陷区治理前的典型地物,如地裂缝、煤矸石、煤堆、矿坑水的范围、纹理及形态等相关信息;高分二号影像采用PC Spectral Sharpening融合算法处理的效果最优,不仅能够提高采煤沉陷区地物的空间细节信息,且能较多地保留原始多光谱信息,对于采煤沉陷区治理后的典型地物,如复绿植被、观景平台、中心广场等人造景观的几何结构和纹理信息表现更为明显。

    2021年04期 v.41;No.180 673-681页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 典型露天矿区生态环境遥感评价

    刘英;朱蓉;岳辉;

    研究露天矿区生态环境演变及其时空变化规律,对露天矿区生态环境保护和建设绿色矿山具有重要意义。以平朔矿区为例,基于Landsat 5/8影像和气象数据,采用RSEI指数及改进的CASA模型监测1989—2019年平朔矿区生态环境演变并分析生态恢复力与RSEI、NPP的关系,结果表明:平朔矿区1989—2019年生态环境呈变好趋势,差等级面积从1989年的33.00 km~2减少到2019年的16.75 km~2,优和良等级面积分别增5.51 km~2和5.66 km~2;研究区采矿面积从1989年的10.63 km~2增加到2019年的65.84 km~2;2019年土地复垦面积比2002年增加了14.97 km~2;基于线性加权构建表征生态恢复力大小的综合指数Z分析表明30 a间矿区生态恢复力逐渐增大,且该指数与NPP和RSEI呈显著正相关(P<0.01)。利用自然间断法将综合指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4级,分别表示生态恢复力由低到高,30 a间生态恢复力低的I区面积呈下降趋势,生态恢复力高的IV区面积呈增加趋势,说明30 a间平朔矿区复垦效果显著。

    2021年04期 v.41;No.180 682-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]
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  • 基于STIRPAT模型的煤炭资源富集区碳排放影响因素分析

    田娟娟;张金锁;

    以煤炭资源富集区47个地级市作为研究对象,基于拓展STIRPAT模型,利用2003—2017年的面板数据对该区域碳排放驱动因素进行实证研究,以为制定科学合理的碳减排政策提供依据。研究结果表明:煤炭资源富集区经济发展与碳排放之间不存在非线性关系,碳排放随着经济发展持续增长;人口密度、能源强度、产业结构对碳排放均有显著"促排"效应;而对外贸易与技术进步对碳排放产生了显著抑制效应。环境规制与碳排放之间的非线性关系显著,随着环境规制强度提升,碳排放呈现先下降再反弹的态势,金融发展对煤炭资源富集区的抑碳效应不显著。政策制定者应更加注重保持经济健康发展的步伐,大力推进煤炭清洁生产及低碳高效利用,积极推进产业结构优化,注重外商投资引进质量,加强环境规制力度,深化金融发展,积极发展科技金融、绿色金融。

    2021年04期 v.41;No.180 692-699页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]
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  • 高质量发展下煤矿企业安全投入产出效率评价

    叶文涛;成连华;

    近年来,中国煤炭企业安全生产水平有了较大提升,但是煤炭安全投入资源利用率还需进一步提高,安全投入结构仍需进一步优化,安全生产形势依旧严峻。探索煤炭企业安全生产效率评价机制,查找影响煤炭企业安全生产因素,对于煤炭企业进一步改善安全生产效率尤其必要。选择安全教育、安全设施、安全技术、安全卫生、安全管理和安全工程6个安全投入指标,选择百万吨受伤率和事故直接损失额2个安全产出指标,应用数据包络分析法构建了安全投入产出效率评价模型,基于安全产出视角以典型样本企业安全投入和产出指标数据为研究对象进行了实证研究,分别从高速发展期、低迷发展期、高质量发展阶段选取典型样本企业13年数据,揭示了煤矿企业安全投入产出效率的动态变化,提出样本企业在高质量发展阶段应合理配置资源,根据内外环境适时调整安全投入策略,加强对人员系统投入管理,提高企业安全投入产出效率。

    2021年04期 v.41;No.180 700-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 126K]
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  • 高速公路和隧道交通标志位置有效性的眼动研究

    史恭龙;谭海松;李红霞;

    交通标志是交通安全的重要保障,其位置的不同对驾驶员有效获取标志信息具有重要影响。为研究交通标志位置的有效性,选取驾驶员视角的高速公路和隧道交通标志图片制作模拟场景开展眼动实验;将场景中交通标志的区域划为兴趣区域;采集了30个被试的首个注视点的注视顺序、首次进入时间、首个注视点的注视时间、总的注视时间等指标数据;运用SPSS 24.0统计软件和假设检验方法分析实验采集的眼动数据。结果表明:在高速公路场景中交通标志显著有效位置为(3)(右上)和(6)(右中),在隧道内场景中交通标志显著有效位置为(6)(右中)和(4)(左中)。实验结果可以为高速公路、隧道等路段交通标志位置的设置提供一定的科学参考。

    2021年04期 v.41;No.180 708-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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  • 塔形建筑物轮廓点Z坐标点云倾斜监测方法

    屈乾龙;朱庆伟;艾卫涛;温波;马肇祥;

    针对目前三维激光扫描技术对塔形建筑物的倾斜监测,普遍采用拟合点云数据提取塔体中轴线的方法计算塔体倾斜度,数据计算方案较为单一且无法逐层计算倾斜量等问题,为更好解决这一难题,提出新的基于激光扫描点云数据倾斜监测思路,一种基于轮廓点Z坐标倾斜监测方法。该方法通过提取塔檐轮廓点中Z坐标最大、最小值点,利用相关函数计算出各层倾斜度,引入权要素,计算整体倾斜量。以大雁塔为例,对三维激光扫描点云数据进行倾斜变形计算、对比分析。结果表明:2种方法计算结果相差约0.26%,基于轮廓点Z坐标倾斜监测方法切实有效;在明确塔体倾斜方向后,可直接提取沿该方向的塔檐对角点,作为Z坐标最大值最小值点参与倾斜量计算;该方法能快速计算出塔体倾斜量,有效提高工作效率,为三维激光扫描塔形建筑物倾斜监测提供一种新的数据处理方案。

    2021年04期 v.41;No.180 715-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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  • 钛酸铜钙陶瓷的电子结构与铕掺杂优化

    马翠英;杜慧玲;刘佳;杜娴;冉宏培;

    为研究钛酸铜钙的电子结构及变化对介电性能的影响规律,采用第一性原理密度泛函理论计算钛酸铜钙陶瓷的电子结构与光学介电函数,通过溶胶-凝胶法制备稀土铕掺杂改性的钛酸铜钙陶瓷。系统研究掺杂不同量铕对陶瓷晶体结构、微观形貌特征以及介电性能的影响。结果表明钛酸铜钙中Cu-O和Ti-O之间存在强烈的共价键,形成CuO_4正方形结构和TiO_6八面体结构。CuO_4正方形结构决定钛酸铜钙的价带,TiO_6八面体结构决定其导带。钛酸铜钙的静态介电常数为5.30,并在光子能量为2.45 eV处达到最大峰值。钛酸铜钙的能量损失峰在10 eV附近,与等离子体振荡有关。X射线衍射分析表明所有样品均为体心立方结构,扫描电镜分析表明铕的掺杂能够抑制陶瓷晶粒长大,并使晶粒均匀化。室温频谱表明掺杂后样品介电常数有所降低,但仍为巨介电陶瓷,同时介电损耗在10~4~10~5 Hz处达到最小值0.001 4;介电温谱表明铕掺杂能够提高陶瓷的温度稳定性并降低损耗,在75~200℃下的损耗均低于0.05。结合第一性原理计算与实验数据发现,铕掺杂使得价带顶的峰值更加扩展,带隙增大,陶瓷的绝缘性增强,介电损耗变小,介电性能优化。

    2021年04期 v.41;No.180 724-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 含裂隙煤样受载破坏过程视电阻分布特征

    刘强;邱黎明;祖自银;罗卫东;韦善阳;程肖禾;殷山;

    为探究煤体破坏过程视电阻率变化规律,建立了煤岩视电阻率加载测试系统,测试了煤样在分级加载破坏过程的视电阻率变化规律,分析了视电阻率与应力之间的对应关系,揭示了煤体损伤破坏视电阻率响应机理。结果表明:煤体内部不同区域视电阻率分布不均匀,视电阻率阻值高低与煤体孔隙分布联系紧密;煤样加载过程中高阻值区域阻值变化与电阻仪测量结果一致,呈现先减后增变化趋势,低阻值区域视电阻率变化较小;煤体内部裂隙在载荷作用下的不规则扩展是煤体电阻率变化的主要原因;高阻值区域为裂隙较多区域,在应力作用下更容易发生裂隙扩展,视电阻率变化明显,最终发生拉伸破坏;低阻值区域为低阻值区域对应裂隙较少区域,在相同载荷作用下裂隙扩展较少,视电阻率变化不明显,最终发生剪切破坏。

    2021年04期 v.41;No.180 731-738页 [查看摘要][在线阅读][下载 731K]
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  • VMD和小波阈值重构的电力电缆局部放电信号去噪法

    赵永梅;

    矿用电力电缆的绝缘在劣化初期会产生局部放电信号,因此通过测量局放信号能够判断电缆的绝缘状态。然而由于局放信号微弱,受干扰信号影响严重,导致其提取难度大,从而降低了根据局放量判断设备绝缘劣化的准确性。提出以一种基于变分模态分解和小波阈值重构的矿用电力电缆局部放电信号去噪方法,将局放信号从干扰中提取。利用变分模态分解法首先将含噪的局放信号分为多个本征模态分量,其次采用小波阈值法对每个本征模态分量进行处理,最后将处理后的信号进行重构,得到去噪后的局放信号。对实验室6 kV电力电缆施加2.5 kV直流电压获得的局放电压信号进行去噪处理,与已有的去噪方法对比去噪效果。经对比分析,该方法的去噪效果优于现有的其他方法,尤其是对于信噪比极低的信号,采用该方法后,重构信号的信噪比、相关系数、均方根误差、噪声抑制比均得到了显著提升。

    2021年04期 v.41;No.180 739-746页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K]
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  • 一种混合双极直流输电线路保护新原理

    高淑萍;朱航舰;张保会;宋国兵;

    应用故障网络分析方法,研究了混合双极直流输电线路可能发生的各种短路故障类型,并进行了故障特性分析。根据分析结果发现:当直流输电线路发生区内故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相同;当直流输电线路区外(整流侧或逆变侧)发生故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相反。根据该故障特征,可实现区内、外故障的识别。利用小波变换提取暂态电压、电流分量。另外,故障极的暂态电压和电流的积的变化量远远大于正常极。根据此特征,进行故障选极。最后,通过电磁暂态仿真软件搭建电压不对称的混合双极直流输电系统仿真模型,对其直流输电线路设置不同故障进行仿真,利用MATLAB进行算法的验证,结果表明该保护新原理的正确性及故障选极是可行的。

    2021年04期 v.41;No.180 747-754页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 一种高增益低输出纹波电压的二次型Buck-Boost变换器

    朱高中;刘树林;王成;

    为提高变换器的电压增益,减小输出纹波电压及降低开关器件的电压应力,将传统二次型Buck-Boost变换器和电压倍增单元、低通滤波器相结合,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。分析该变换器在连续导电模式下的工作原理、开关器件的电压、电流应力及输出纹波电压。根据不同的标准与其它Buck-Boost变换器进行比较,通过对比表明所提改进二次型Buck-Boost变换器不仅具有较高的电压增益,在同等输出电压的情况下减小开关器件电压应力。最后,对改进的二次型Buck-Boost变换器进行建模,仿真和实验结果验证其理论分析的正确性及提高电压增益、减小输出纹波电压的可行性。

    2021年04期 v.41;No.180 755-764页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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