• 煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望

    王国法;张德生;

    为推动煤炭智能化开采发展、加快智慧煤矿建设,在简述国内外自动化、智能化综采技术发展过程基础上,提出了智能化综采的概念与内涵,介绍了近10a来在智能化综采技术和装备方面的创新实践,包括:黄陵一矿1.4~2.2m较薄煤层工作面有人巡视、无人操作的智能化开采;金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面智能化开采以及特厚煤层智能化综放开采技术.上述实践表明:在地质条件简单的煤层中基本能够实现人工远程干预的智能开采模式,复杂地质条件下仍存在技术瓶颈,有限无人化是智能化开采的切实发展目标.展望了综采智能化发展的重点方向,指出了智慧煤矿是智能化开采发展升级的趋势.

    2018年03期 v.47;No.222 459-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 5998K]
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  • 深部中厚煤层切顶留巷关键技术参数研究

    何满潮;马资敏;郭志飚;陈上元;

    为保证切顶卸压沿空留巷技术在深部中厚煤层的应用取得成功,结合理论分析、数值模拟及现场实测等方法对深部高应力复合破碎顶板切顶留巷关键参数展开研究.结果表明:当埋深超过第一临界深度后,巷道围岩将呈现出非线性大变形的力学现象,表现在巷道围岩变形量大且稳定时间长,冒落矸石呈现流变特征,同时,预裂爆破会对原有支护造成扰动破坏.在此基础上确定了切缝钻孔间距为600mm,深8m,角度为15°,切缝孔装药结构为4+3+2+0;恒阻锚索靠近切缝线分两列布置,长10m;超前支护距离40m,滞后临时支护距离240m.此外通过对原有挡矸结构进行优化,设计了一种新型可缩U型钢挡矸结构.最终研究成果在城郊煤矿21304工作面成功实施,围岩变形可控,成巷效果好.

    2018年03期 v.47;No.222 468-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 6583K]
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  • 深部巷道围岩梯度破坏机理及模型研究

    左建平;魏旭;王军;刘德军;崔凡;

    深部巷道围岩变形破坏行为及理论模型研究对于我国深部开采工程具有重要意义.根据巷道附近围岩的受力特征,认为临近巷道的围岩经历了"三向应力→双向应力→近似单轴应力"作用过程,从而在巷道周围会形成应力梯度,而应力梯度是导致巷道围岩破坏的重要影响因素之一.通过不同应力条件下的围岩发生梯度破坏的宏观和细观特征,发现了随着深度增加,应力梯度更明显.根据宏细观破坏实验及数值分析,建立了深部巷道围岩破坏的梯度破坏理论模型,并给出了相对应力梯度与周围岩体提供的平均切向应力水平的关系.该模型表明:深部巷道围岩破坏跟所处的应力梯度场有很大的关系:靠近巷道的区域相对应力梯度越大而应力贡献度较小,该处岩体容易发生破坏;离巷道较远时,相对应力梯度接近零而应力贡献度上升,则趋于稳定,这是围岩松动圈理论的进一步发展.

    2018年03期 v.47;No.222 478-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 3107K]
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  • 大同矿区双系煤层开采远近场协同控顶机理与技术

    于斌;杨敬轩;高瑞;

    大空间采场顶板结构复杂,采场矿压显现频次高、强度大,影响矿井安全生产.基于大同矿区双系煤层开采条件,在顶板结构分析基础上深化煤柱影响研究,建立多采空区顶板连拱结构模型,揭示大空间采场协同控顶机理.研究表明:矿区特厚煤层开采扰动影响高度在150m左右,形成了具有"低位组合悬梁+中位砌体梁+高位大结构"特征的渐次演化顶板群组结构,且高位顶板失稳联动是采场强矿压发生的主控因素;侏罗系煤柱底板应力集中影响区深度约100m,采空区顶板连拱结构联合煤柱集中传载是诱发采场强矿压的强化条件;改变大空间采场覆岩结构是防治采场强矿压的关键,提出了远近场协同控制理念,实施了硬岩远场地面压裂和煤岩近场井下承压爆破预裂的协同控顶技术,取得了较好控制效果.

    2018年03期 v.47;No.222 486-493页 [查看摘要][在线阅读][下载 4590K]
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  • 深井大断面沿空留巷底板变形动态演化特征研究

    华心祝;杨朋;

    为了揭示底鼓动态演化特征,基于淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽这一典型深井大断面沿空留巷,利用自行研制的两向四面加载试验装置对沿空留巷掘进、一次采动、留巷和二次采动进行相似材料模拟试验,采用基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的分布式光纤传感器和近景拍照技术对底板变形进行监测,并使用MATLAB软件对试验数据进行线性插值处理.结果表明:1)沿空留巷底板变形存在浅部受拉应变和深部压应变的特征,而充填体和煤帮底板变形以受压应变为主,并且随着留巷进行,拉压应变范围向深部转移;2)工作面开挖到45m时,巷道底板下方5m横向应变出现由压到拉的转化;3)底板位移在掘进期间呈"⌒"对称分布特征,一次采动开始呈现形如""的偏态特征,同时,底鼓量随着掘采进行逐步增加,在一次采动基本顶来压和留巷顶板旋转下沉阶段出现了跃升现象.通过比较FLAC3D数值模拟、现场实测与相似材料模拟试验结果,发现相似材料模拟试验结果与数值模拟和现场实测结果都能够较好吻合,这验证了模拟试验结果的正确.

    2018年03期 v.47;No.222 494-501页 [查看摘要][在线阅读][下载 3061K]
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  • 覆岩不同采动损伤煤样应力敏感性研究

    张村;屠世浩;张磊;

    为了研究覆岩不同采动损伤程度煤样渗透率的应力敏感性,基于覆岩各分带内煤岩损伤裂隙发育情况,将煤体分为弹性煤样(弯曲下沉带)、贯穿裂隙煤样(裂隙带)以及破碎煤样(垮落带).结合不同损伤程度煤样循环加卸载实验拟合参数,提出绝对应力敏感性系数及相对应力敏感性系数评价各类煤样重复加卸载过程中的应力敏感性大小及变化趋势.研究结果表明:第1次加载阶段的绝对应力敏感性远大于之后的加载阶段.在应力加载初期,贯穿裂隙煤样的绝对应力敏感性系数大于破碎煤样且远大于弹性煤样,而弹性煤样的相对应力敏感性系数大于破碎煤样与贯穿裂隙煤样;在应力加载后期,破碎煤样的绝对与相对应力敏感性系数均大于贯穿裂隙煤样及弹性煤样.

    2018年03期 v.47;No.222 502-511页 [查看摘要][在线阅读][下载 4372K]
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  • 煤粒瓦斯非常压放散特征及放散模型修正

    张冰;王汉鹏;李术才;袁亮;张德民;薛俊华;陈本良;

    针对瓦斯放散特征研究局限于常压放散环境的现状,自主研发了"煤粒瓦斯放散测定仪"对煤粒瓦斯非常压放散特征进行测定.该仪器通过实时采集放散环境压力并控制多余气体瞬时释放的方法保持放散环境压力恒定,通过仪器内瓦斯压力变化获取煤样瓦斯吸附、放散量,可准确测定特定放散环境压力下瓦斯放散特征.利用该仪器测定了2min内煤粒从0.8MPa放散至0~0.5 MPa环境压力下的瓦斯放散量、放散速度.结果表明:不同放散环境压力下瓦斯放散量占对应瓦斯吸附量比例相近;瓦斯放散量、放散速度随放散环境压力增大而减小;放散环境压力对煤粒扩散系数无影响.基于试验结果,结合现有瓦斯放散数学模型,构建了煤粒瓦斯非常压放散模型.经30余组试验验证,该模型可以准确描述短时间内煤粒瓦斯非常压放散特征.

    2018年03期 v.47;No.222 512-519页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
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  • 末端扇沉积体系研究现状及石油地质意义

    刘宗堡;张云峰;刘云燕;薛欣宇;王海山;刘芳;

    末端扇是一种形成于干旱环境且广泛分布的特殊类型河流体系,在中国末端扇常被混淆为干旱型浅水三角洲,其储层沉积特征具有沉积微相类型单一、水流卸载量波动大、河道以垂向加积为主、砂岩中泥质含量高、砂岩中碳屑呈层分布、河道冲刷侵蚀弱和片流沉积发育特点,形成末端扇不同区带储层砂体的类型、几何学特征、连通性和建筑结构样式等参数向下游规律性变化.本文以松辽盆地三肇凹陷扶余油层为例,认为末端扇具有补给区—分流区连通性好、分流区优质储层发育和条带状/朵叶状断层-岩性油藏为主的特点,改变了以往对该区浅水三角洲储层连通性差、湖岸线控砂和断续状/透镜状岩性油藏为主的认识.文中概述了自末端扇沉积体系提出以来的国内外研究现状,分析末端扇沉积模型、演化规律和储层建筑结构对油气运移机制和聚集规律的影响,为今后陆相含油气盆地勘探提供指导.

    2018年03期 v.47;No.222 520-530+537页 [查看摘要][在线阅读][下载 4296K]
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  • 临兴地区上石炭统本溪组煤系气成藏关键时期

    陶传奇;王延斌;倪小明;吴翔;

    为了准确揭示煤系地层埋藏史、有机质成熟演化史,明确煤层顶板砂岩气成藏期次.采用煤层顶板砂岩矿物流体包裹体测试分析及盆地演化史数值模拟技术方法,研究了鄂尔多斯盆地东缘临兴地区本溪组煤层顶板砂岩气成藏的地质历史和关键期次,认为矿物流体包裹体的均一温度和盐度均呈双峰型分布特征;本溪组煤系气存在2个关键成藏期.研究结果表明:本溪组煤层顶板砂岩层存在2期矿物流体包裹体,第1期主要赋存于石英颗粒早期较宽的裂隙中,均一温度峰值为90~100℃,盐度峰值为5%~8%;第2期主要赋存于溶蚀孔隙或石英颗粒内晚期细小裂缝中,包裹体均一温度峰值为110~130℃,盐度峰值为10%~17%.2个关键成藏期为:一期在晚三叠世—中侏罗世,为早期生烃阶段,另一期在晚侏罗世-早白垩世,为二次生烃阶段,是烃源岩生烃、排烃的高峰期.

    2018年03期 v.47;No.222 531-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 2402K]
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  • 湖相细粒沉积岩成分对可压裂性的控制作用

    熊周海;操应长;王冠民;杨振;石晓明;张健;张婕;张宝;李佳伟;

    湖相细粒沉积岩的成分普遍存在差异,这种差异使得岩石在可压裂性的控制规律上存在明显的不同.本论文以岩石力学实验为基础,对我国东部中新生界湖相细粒沉积岩的可压裂性进行评价,认为细粒沉积岩的可压裂性随长英质矿物或碳酸盐矿物含量的增多均呈先减弱后增强的趋势.黏土矿物和有机质含量增多一般会降低细粒沉积岩的可压裂性,但随成岩作用增强,塑性较强的高岭石和蒙脱石向硬脆性较高的伊利石和绿泥石转化,岩石的脆性增强,可压裂性变好.研究结果表明:长英质矿物或碳酸盐矿物的质量分数小于30%时,可压裂性与该矿物含量呈负相关或相关性较弱;质量分数高于30%时,呈良好的正相关.钙质生物碎屑对裂纹的扩展具有促进作用,而长英质颗粒和以微晶或细晶形式发育的碳酸盐矿物则会为阻碍裂纹的单向扩展,使裂纹尖端方向容易发生偏转,利于发育复杂有效的网状缝而提高细粒沉积岩的可压裂性.

    2018年03期 v.47;No.222 538-548+578页 [查看摘要][在线阅读][下载 5547K]
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  • 黄骅坳陷孔店地区馆陶组地震沉积特征及沉积演化模式

    刘海;林承焰;张宪国;栗宝鹃;

    为了揭示黄骅坳陷孔店地区馆陶组沉积演化规律,本文以井和地震资料划分出的沉积层序及体系域为等时地层单元对相应的地震资料进行90°相位转化及地层切片处理,结合单井相分析结果刻画并解释沉积体系的平面展布特征并建立了孔店地区河流沉积体系演化模式.认为馆陶组为一完整三级层序,可划分为低位、水侵和高位3个体系域,低位和高位体系域发育辫状河沉积,水侵体系域发育曲流河体系,馆陶组经历了辫状河-曲流河-辫状河的演化过程.研究结果表明:辫状沉积体系中厚层砂体垂向频繁叠置,厚度可达70m,平面上大面积展布,泛滥平原沉积发育较差,地层含砂率大于70%;曲流河道及边滩砂体呈孤立状被厚层泛滥平原泥岩包裹,平面上曲流河沉积分布于大面积泛滥平原内,泛滥平原泥岩占比为48.5%.可容空间和古气候控制了基准面变化进而控制了河流沉积体系展布模式,可容空间相对较低,气候相对潮湿时,发育大范围辫状河沉积体系,基准面迅速上升时期,可容空间迅速增加且气候相对干燥,更有利于曲流河的发育.

    2018年03期 v.47;No.222 549-561页 [查看摘要][在线阅读][下载 16545K]
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  • 东营凹陷页岩储层成岩作用及增孔和减孔机制

    张顺;

    以济阳坳陷东营凹陷古近系页岩储层为研究对象,利用岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物含量分析、电子探针分析、碳氧同位素测试分析、氩离子抛光和场发射环境扫描电镜分析、低温氮气吸附实验等技术方法,研究孔隙类型及组合样式,分析成岩流体环境及架构矿物演化特征,划分成岩阶段,明确孔隙的发育演化主要受控于黏土矿物转化和碳酸盐矿物的含量、成岩作用强度及其溶蚀程度,增孔和减孔机制的界限并不严格.研究结果表明:东营凹陷页岩储层发育基质孔隙组合、基质孔隙-有机孔隙组合、裂缝沟通基质孔隙组合等多种类型孔隙组合(包含微裂缝),孔隙面貌复杂;受地层水介质及原始沉积环境影响,局部层段酸性碱性流体交替控制细粒物质的成岩演化,总体呈现由碱性—弱碱性—酸性—弱碱性的成岩环境变化特征;有机质成熟度较低(Ro<1.0%),成岩阶段处于中成岩阶段,早成岩B期—中成岩B期是孔隙演化的关键时期;压实作用下黏土矿物的脱水转化与催化生烃、溶蚀与沉淀作用共存、方解石近源重结晶与有机质生烃排酸的共同作用造成了孔隙的动态演化;黏土矿物转化、有机质生烃、方解石等脆性矿物的成岩作用对储层孔隙体系的演化起到了重要的作用.

    2018年03期 v.47;No.222 562-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 9632K]
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  • 准噶尔盆地陆梁油田白垩系油气运聚特征的新认识

    麻伟娇;卫延召;陶士振;

    前人在研究陆梁油田白垩系油气运聚特征时,多侧重于断裂-不整合体系对油气的输导作用和侏罗系油气藏的次生调整作用,很少关注清水河组对油藏形成的贡献.本文以构造演化史、烃源岩生排烃史等地质背景为基础,通过单井垂向上连续颗粒定量荧光分析、地震层位精细标定、连井剖面砂体对比等技术方法,证实了石南47井区清水河组早期存在古油藏,重新认识了陆梁油田白垩系油藏形成的过程,并为白垩系油气勘探提供了新思路.研究结果表明:1)白垩纪,三个泉凸起西段清水河组发育低幅度背斜构造,受下乌尔禾组烃源岩生成的油气和侏罗系油藏次生调整油气的共同充注,形成规模古油藏,表现在石南47井区2 040~2 084m的QGF指数较大;2)古近纪末的喜马拉雅构造运动使得清水河组背斜幅度变小甚至消失,三个泉凸起白垩系及以上地层变成南低北高的形态,使得清水河组油气向上向北调整,由2 040~2 048 m的QGF-E强度较低可以证实,调整的油气运移至呼图壁河组圈闭中重新聚集成藏;3)现今陆梁油田白垩系油藏的形成不仅仅受断裂、不整合、侏罗系油气的控制,也与清水河组古油藏的形成与再分配密切相关.

    2018年03期 v.47;No.222 579-587+630页 [查看摘要][在线阅读][下载 6024K]
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  • 深水重力流模拟研究进展及对海洋油气开发的启示

    王星星;王英民;高胜美;毛佩筱;卓海腾;王明晗;周家伟;

    物理和数值模拟是深水重力流沉积过程研究的有效手段.利用实验室中不同类型水槽(水池)可模拟不同条件下的重力流沉积过程、海底地貌与重力流之间的相互作用过程,并据此展开相应的数值模拟分析,从而实现深水重力流沉积过程的定量分析.基于我国南海北部深水油气勘探开发目前所取得的地质认识,展开关于白云凹陷珠江组重力流流体转换过程和浅层富含生物碎屑的重力流沉积过程模拟、琼东南中央峡谷内浊积水道沉积过程模拟,有助于揭示深水区砂体的展布规律以及储层构型特征,指导南海北部下一步的油气勘探开发.

    2018年03期 v.47;No.222 588-602页 [查看摘要][在线阅读][下载 7897K]
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  • 基于轨迹分析和数值模拟的陆架边缘沉积研究——以珠江口盆地13.8Ma陆架边缘三角洲为例

    周家伟;王英民;何敏;陈维涛;徐少华;李文静;王星星;卓海腾;

    为了揭示海平面对陆架边缘沉积的控制作用和机理,基于三维地震、钻测丼资料,应用轨迹分析和三维层序模拟方法对中中新世古珠江陆架边缘三角洲进行了系统的研究,重建了其在13.5~14.2 Ma之间陆架边缘轨迹迁移和三角洲演化历程,认为油气有利储集相带主要为低位和强制海退体系域内的三角洲前缘和海底扇内扇亚相.研究结果表明:该三角洲由下至上可划分为3个单元——单元1的地层加积样式表明其属于高位体系域;单元2具有典型的下降型陆架边缘轨迹,对应强制海退体系域;单元3的上升型轨迹则对应于低位体系域.由3个单元组成的整条陆架边缘轨迹反映了在高沉积供给速率下沉积体系对相对海平面变化的响应,表现为一个先上升、再下降、最后再上升的相对海平面旋回,与全球海平面升降吻合良好.陆架边缘三角洲在此旋回期间持续向海进积,前积层坡度增大1°~2°.三角洲前缘宽度由25km增加至约40km,其砂质体积分数也相应增加了约10%.部分三角洲前缘沉积物越过陆架坡折在上陆坡形成海底扇.

    2018年03期 v.47;No.222 603-614页 [查看摘要][在线阅读][下载 7445K]
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  • 沙南凹陷东北缘东三段储层差异及其成因

    庞小军;王清斌;万琳;代黎明;李欢;

    沙南凹陷东北缘东三段砂砾岩储层差异及其控制因素研究薄弱,严重制约了该区下一步勘探评价的进程.利用岩心及铸体薄片、常规物性、粒度分析、扫描电镜等分析化验资料,对该区的储层质量差异及其控制因素进行了研究.认为沉积作用控制了同一构造单元储层物性的差异性,成岩作用控制了不同构造带储层物性的差异性,差异压实作用是各构造储层物性差异的决定性原因,而胶结作用是深部储层形成低孔低渗的最终原因,溶解作用是深部储层物性改善的主要原因.研究结果表明:1)研究区东三段发育扇三角洲砂砾岩储层,其物性具有明显的差异性,曹妃甸18-A构造储层孔隙度为22.3%,平均渗透率为423.2mD,物性好,具中孔中-高渗特点,原生孔隙为主;曹妃甸18-B构造储层孔隙度为8.4%,渗透率为5.6mD,物性差,呈特低孔特低-超低渗,次生孔隙为主.2)同一构造单元,分选好、杂基含量低的扇三角洲水下分流河道微相中、细砂岩储层物性好.曹妃甸18-A构造与曹妃甸18-B构造东三段储层经历了差异成岩作用,前者现今处于中成岩A2期,压实作用致使该储层孔隙度损失17.7%,胶结作用造成孔隙度损失3.8%,溶解作用使孔隙度增加5.7%;后者现今处于中成岩B期,压实作用导致孔隙度损失23.5%,胶结作用造成孔隙度损失5.4%,溶解作用使孔隙度增加4.5%.3)研究区东三段储层均经历了碱性—酸性—碱性的成岩流体演化过程,对应的成岩作用演化序列为压实作用/碳酸盐胶结→长石、岩屑和碳酸盐胶结物的溶蚀/石英次生加大/次生高岭石→石英次生加大溶蚀/伊利石/绿泥石/含铁碳酸盐矿物,成岩演化的差异性造成了研究区不同构造带储层物性演化的差异,且曹妃甸18-B构造具有边成藏边致密的特点.

    2018年03期 v.47;No.222 615-630页 [查看摘要][在线阅读][下载 12444K]
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  • 基于折现现金流法的煤层气开发经济评价方法研究

    苏佳纯;张金川;朱伟林;

    为解决目前煤层气开发项目经济评价平均化、一般化的问题,根据煤层气储层非均质性强、生产阶段性差异大、参数不确定性强等特点,引入分层分区评价、分阶段评价、动态评价3种差异化分析方法对折现现金流法进行改进,分别对产量、操作费及价格进行精细刻画,评价结果内部收益率IRR低于基准收益率8%,揭示了项目投资风险.不确定性分析结果显示,对煤层气开发经济性的影响,产量为最敏感因素,价格其次,投资次之,操作费影响最小;上述参数每增加10%,IRR分别变化1.30%,1.14%,-0.47%,-0.26%.基于非常规天然气的共性,上述方法也可用于页岩气及致密气经济评价.

    2018年03期 v.47;No.222 631-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
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  • 油酸在锡石(100)表面吸附机理的密度泛函理论研究

    宫贵臣;刘杰;韩跃新;朱一民;栗艳锋;袁帅;

    采用基于第一性原理的密度泛函理论在原子尺寸上计算研究了油酸离子在锡石(100)表面的吸附机理.H_2O,OH~-和OL~-在锡石(100)表面上的吸附能分别是-124.90,-135.42和-195.29kJ/mol;吸附过程中羧基中的2个O原子(O1,O2)与锡石表面上的2个相邻的Sn原子(Sn1,Sn2)键合形成1个五元螯合环;Mulliken电荷计算以及差分电荷密度分析显示,在成键过程中Sn1,Sn2原子分别失去0.10,0.11单位的电荷,O1,O2原子分别得到0.01,0.09单位的电荷;生成的2个化学键O1—Sn1,O2—Sn2的Mulliken布居数分别是0.16,0.26.以上计算结果表明,H_2O和OH~-可以自发吸附在锡石表面上使其亲水并荷有负电;油酸离子在(100)表面上的作用最强,可以取代表面上的H_2O和OH~-;O1—Sn1和O2—Sn2两个化学键的布局数较低且生成过程中伴随着原子间的电荷转移,说明O1—Sn1键和O2—Sn2键为离子键,油酸离子在锡石(100)面上的吸附为伴有取代作用的化学吸附.

    2018年03期 v.47;No.222 639-644页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K]
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  • 铁矿石浮选体系中矿物交互影响的作用形式

    罗溪梅;马鸣泽;孙传尧;印万忠;张英;宋水祥;

    以赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、褐铁矿、白云石和石英为研究对象,考查了不同粒级6种矿物分别对赤铁矿与石英浮选的影响,并基于浮选溶液化学,EDLVO理论,采用油酸钠吸附量测定、扫描电镜、红外光谱、离子浓度测定、X射线光电子能谱分析等多种检测手段,探讨了矿物产生交互影响的机理.结果表明:铁矿石浮选体系中存在2类矿物交互作用形式,分别为药剂消耗、矿物溶解、提高泡沫稳定性等间接作用形式,和矿物间相互黏附罩盖的直接作用形式.并提出了调整药剂用量、添加化学药剂以及提高叶轮转速等消除不利影响的方法,为复杂难选铁矿石的综合利用提供借鉴.

    2018年03期 v.47;No.222 645-651页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K]
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  • 基于泡沫表面特征变化及支持向量机的气泡稳定度测量

    陈良琴;王卫星;

    为提取浮选气泡的动态特性,提出了基于相邻帧气泡区域特征变化检测的气泡动态变化检测与测量方法,并引入支持向量机,将测量问题转化为分类问题.首先分别通过阈值分割法和分水岭实现相邻2帧气泡亮点区域和气泡个体区域的提取,而后根据气泡破裂合并等事件的内在特点提取上述2种区域共6项变化特征,接着完成支持向量机分类器的训练和设计,最终完成气泡稳定度的分类,并通过提取分类器的决策值做进一步的归一化处理后得到气泡稳定度数据.算法在某一铅锌浮选车间进行了实验,结果表明:算法能够实现对浮选气泡所发生的动态事件的检测,并根据特征变化参数对其稳定程度作出分类判决,同时给出定量的气泡稳定度测量值.

    2018年03期 v.47;No.222 652-661页 [查看摘要][在线阅读][下载 4771K]
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  • 喷射-搅拌自吸气浮选装置气泡尺度分布及影响因素

    费之奎;朱金波;朱宏政;周伟;韩有理;王海楠;

    结合喷射吸气和搅拌吸气的特点,设计一种喷射-搅拌自吸气浮选装置.为研究该装置的气泡生成能力及气泡尺度分布,采用控制变量法研究了叶轮转速、吸气量及起泡剂(甲基异丁基甲醇,MIBC)浓度的变化对气泡尺度分布的影响规律.结果表明:吸气量随叶轮转速增加而增大,因此该装置有能力产生足量气泡;气泡Sauter直径(d_(32))随药剂浓度的增加而减小,小气泡数量增多,大气泡数量减少,气泡尺度范围变窄;超过临界兼并浓度0.089mmol/L时,d_(32)保持不变,气泡尺度分布更加均匀.叶轮转速和吸气量共同影响d_(32)和气泡尺度分布;d_(32)随叶轮转速及吸气量变化时存在最小值临界交点,即n=610r/min,q=4.08L/min,d_(32)=0.45mm.d_(32)随吸气量增加而呈线性增大,在小于临界转速时,随叶轮转速增加而减小,超过临界转速时先增大后保持不变.

    2018年03期 v.47;No.222 662-670页 [查看摘要][在线阅读][下载 2585K]
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  • 点线特征约束下基于单位四元数描述的LiDAR点云配准算法

    王永波;汪云甲;韩新哲;佘雯雯;

    针对经典的基于直线特征约束的LiDAR点云配准算法对于直线方向的高度依赖性问题,立足于直线特征的Plücker坐标描述方法,以点到线的距离为零作为点云配准的基本约束,以单位四元数作为描述空间旋转变换的基本算子,构建了点线特征约束下基于Plücker直线坐标描述的LiDAR点云配准的基本模型;立足于最小二乘法的基本准则,以配准后同名特征之间的距离平方和最小作为约束条件,根据Lagrange乘数法组建了相应的目标函数,推导并给出了求解配准参数的迭代计算模型.通过实测数据对算法进行了验证.结果表明:Plücker直线坐标的引入使得点与直线间距离的计算变得更加简洁、高效;利用单位四元数来实现空间旋转变换的描述,一方面,减少了描述参数的冗余,另一方面,对于配准模型的构建,较之于经典的基于向量代数的描述方法更为简洁;此外,较之于基于向量代数描述的LiDAR点云配准算法,四元数的引入降低了算法对迭代初值的依赖性,对任意选择的初始参数,该算法均能够得到正确的迭代结果.

    2018年03期 v.47;No.222 671-677页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K]
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  • 基于三维融合策略的高光谱遥感影像全变分去噪

    马文;史潇;岳建平;

    高光谱遥感影像可以提供更细致的地物光谱,但受物理条件限制,也更易受到噪声干扰.基于高光谱遥感影像去噪的重要性,探讨了利用融合策略提升高光谱影像去噪效果的可行性.根据高光谱影像数据三维空间特点,提出了利用Q指标加权平均方法,将已有的全变分高光谱影像去噪方法在3个不同视角条件下的结果进行融合,从而弱化单一视角下去噪方法对原始信息的破坏程度,加大了高质量的影像在融合过程中所占的比重,提高了每个融合波段的质量,有效融合互补信息,实现对原始无噪声影像更好的恢复.结果表明:在各种图像和噪声类型情况下,提出的方法相较于单一视角的高光谱遥感影像全变分去噪方法有明显提高,采用的三维融合策略简单有效,具有很高的鲁棒性.

    2018年03期 v.47;No.222 678-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 4271K]
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  • 基于WαSH局部特征的立体影像匹配

    余美;邓喀中;杨化超;袁凯;

    针对传统方法对影像畸变敏感,难以用于具有较大变形的立体影像匹配的问题,提出了一种基于加权α形状(WαSH)局部区域特征的匹配方法.该方法采用WαSH特征检测算法提取图像的局部特征,并引入特征区域的二阶矩矩阵对椭圆拟合后的特征进行归一化,获得去除仿射变形的影像块;在归一化后的影像块上采用尺度不变特征变换(SIFT)描述算法提取特征描述向量,并基于最近邻与次近邻距离比率(NNDR)匹配测度进行特征匹配,确定同名特征.选用5组代表性影像进行实验.结果表明:提出的方法对发生较大视点变化、尺度+旋转变化、模糊及JPG压缩的影像均能获得正确率较高的匹配结果,与基于最大稳定极值区域(MSER)的匹配方法相比,匹配正确率及匹配效率更高.

    2018年03期 v.47;No.222 685-690页 [查看摘要][在线阅读][下载 3872K]
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  • 基于ICA与光谱参数的玉米叶片Cu~(2+)污染估测研究

    杨可明;夏天;刘聪;张文文;郭辉;

    玉米受Cu~(2+)污染时其各种生物理化变量会发生一定改变,导致其叶片光谱发生微小变化,为了获取隐含在玉米叶片光谱中微弱的Cu~(2+)污染信息,提出了一种基于独立成分分析(ICA)和光谱特征参数的多维光谱估测模型.对玉米叶片光谱在445~1 340nm范围内的波段进行一阶微分处理后与玉米叶片Cu~(2+)进行相关性分析,选取相关系数(R)较大的波段结合5种植被指数(红边归一化植被指数I_1、改进红边比值植被指数I_2、改进红边归一化植被指数I_3、光化学植被指数I_4和结构不敏感色素指数I_5)分别进行主成分分析(PCA),提取6个主成分进行ICA,得到ICA1,ICA2,ICA3,ICA4和ICA5共5个一维独立成分分量,结合两种光谱特征参数红谷和近红外平台一阶微分包围面积(FAN)构建了玉米叶片Cu~(2+)污染的一维、二维和三维估测光谱模型.5种独立分量中ICA3和ICA5与玉米叶片Cu~(2+)含量的相关性系数(R)都达到了0.9以上,其他3种也达到了0.8以上;二维模型可以将Cu~(2+)胁迫梯度中的轻度、中度和重度胁迫区分开来,三维模型能使胁迫区分效果更直观.结果表明:将ICA运用到玉米叶片Cu~(2+)污染研究中是可行的;独立成分分量、红谷和FAN的多维光谱模型可以作为玉米Cu~(2+)污染程度估测的一种新方法.

    2018年03期 v.47;No.222 691-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 1027K]
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