- 杨仁树;郑昌达;李清;丁晨曦;陈骏;
深地资源开采离不开安全高效的深井建设，凿岩爆破是凿井法建井的技术核心.本文基于中国知网学术期刊数据库，检索整理1971—2020年的112个竖井工程案例，建立竖井爆破掘进数据库，对竖井案例的建井年份、省份、矿产类型、设计深度、掏槽形式、掏槽孔深度、周边孔深度、普氏系数、炸药单耗和雷管单耗开展统计分析研究.统计结果表明：时间分布上，1971—2020年每5年新增竖井爆破掘进案例数量经历了“缓步增加”“快速增加”和“稳步增加”3个阶段；设计深度上，竖井井筒设计深度不断增加，800 m以上竖井占比30.0%,1 000 m以上竖井占比13.6%;掏槽形式上，直眼掏槽是竖井爆破掘进中的主要选择形式；超深深度(掏槽孔与非掏槽孔深度之差)上，竖井爆破设计的掏槽孔超深深度普遍设定为0～200 mm,不同井工条件下合理的掏槽孔超深系数的确定尚需深入研究；周边孔深度上，竖井的周边孔深度每10年的平均值从2.93 m增加至4.31 m, 3～5 m的单循环炮孔深度为主流，占比72.4%,深孔爆破技术是竖井钻爆法高效掘进的重点研究内容与方向.
2022年06期 v.51;No.249 1031-1044+1085页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K] [下载次数：865 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：1 ] - 杨仁树;郑昌达;李清;丁晨曦;陈骏;
深地资源开采离不开安全高效的深井建设，凿岩爆破是凿井法建井的技术核心.本文基于中国知网学术期刊数据库，检索整理1971—2020年的112个竖井工程案例，建立竖井爆破掘进数据库，对竖井案例的建井年份、省份、矿产类型、设计深度、掏槽形式、掏槽孔深度、周边孔深度、普氏系数、炸药单耗和雷管单耗开展统计分析研究.统计结果表明：时间分布上，1971—2020年每5年新增竖井爆破掘进案例数量经历了“缓步增加”“快速增加”和“稳步增加”3个阶段；设计深度上，竖井井筒设计深度不断增加，800 m以上竖井占比30.0%,1 000 m以上竖井占比13.6%;掏槽形式上，直眼掏槽是竖井爆破掘进中的主要选择形式；超深深度(掏槽孔与非掏槽孔深度之差)上，竖井爆破设计的掏槽孔超深深度普遍设定为0～200 mm,不同井工条件下合理的掏槽孔超深系数的确定尚需深入研究；周边孔深度上，竖井的周边孔深度每10年的平均值从2.93 m增加至4.31 m, 3～5 m的单循环炮孔深度为主流，占比72.4%,深孔爆破技术是竖井钻爆法高效掘进的重点研究内容与方向.
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为了研究注浆工程中浆液的扩散范围，以温度为监测参量，引入光纤传感技术对被注介质内部浆液扩散范围和状态进行了监测.在考虑浆液流变参数时变性的特点下，推导幂律流体的球形扩散理论公式，根据影响注浆扩散因素设计9组小型三维模拟试验和1个大型三维立体模型试验.结果表明：小型三维试验的4种扩散半径中，以实际扩散半径为基准，其中理论计算半径与实际扩散半径误差在19.56%～46.35%之间，布里渊光时域分析仪(BOTDA)监测半径介于理论半径与实测半径之间，分布式光纤测温仪(DTS)监测半径误差最小，在7.69%～18.82%之间，同时分析了误差产生原因.大型三维立体模型试验中，将DTS监测的温度数据代入MATLAB得到了浆液温度场云图，以温度场反映浆液扩散的范围，该范围半径与理论误差在29.83%～38.26%之间.将光纤监测方法应用于注浆模拟试验能够有效分析浆液在被注介质内部扩散情况，在扩散范围“可视化”的情况下将有利于指导现场工作.
2022年06期 v.51;No.249 1045-1055页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K] [下载次数：1080 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：1 ] - 柴敬;周余;欧阳一博;张丁丁;张锐新;朱磊;古文哲;赵萌烨;潘浩;秋丰岐;
为了研究注浆工程中浆液的扩散范围，以温度为监测参量，引入光纤传感技术对被注介质内部浆液扩散范围和状态进行了监测.在考虑浆液流变参数时变性的特点下，推导幂律流体的球形扩散理论公式，根据影响注浆扩散因素设计9组小型三维模拟试验和1个大型三维立体模型试验.结果表明：小型三维试验的4种扩散半径中，以实际扩散半径为基准，其中理论计算半径与实际扩散半径误差在19.56%～46.35%之间，布里渊光时域分析仪(BOTDA)监测半径介于理论半径与实测半径之间，分布式光纤测温仪(DTS)监测半径误差最小，在7.69%～18.82%之间，同时分析了误差产生原因.大型三维立体模型试验中，将DTS监测的温度数据代入MATLAB得到了浆液温度场云图，以温度场反映浆液扩散的范围，该范围半径与理论误差在29.83%～38.26%之间.将光纤监测方法应用于注浆模拟试验能够有效分析浆液在被注介质内部扩散情况，在扩散范围“可视化”的情况下将有利于指导现场工作.
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以回坡底煤矿为工程背景，建立了采场底板力学模型并分析岩层倾角对底板破坏特征的影响.计算结果表明：在工作面超前支承压力扰动阶段，底板不容易发生破坏，而在采空区压实稳定阶段，底板发生较大范围的压剪破坏.底板破坏形态随着岩层倾角增加而朝下山方向倾斜，导致下山侧底板破坏程度大于上山侧底板.通过分析岩体卸荷破坏特征发现，主应力卸荷量的增加导致底板产生卸荷张拉损伤的概率增加，而最小主应力卸荷量的增加会减小底板发生卸荷滑移损伤的概率.通过分析底板主应力矢量分布特征得到了底板的卸荷应力路径，随着岩层倾角增加，上山侧底板和下山侧底板的主应力轴逐渐呈非对称分布特征，主应力轴基本平行或呈锐角相交.数值模拟结果表明：底板球应力卸压体范围随岩层倾角增加而增加，并且上山侧底板卸压体范围大于下山侧底板.采空区浅部底板以卸荷张拉破坏为主，深部底板以拉剪复合破坏为主，并且底板破坏区基本位于卸压体内.
2022年06期 v.51;No.249 1056-1068页 [查看摘要][在线阅读][下载 1671K] [下载次数：867 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：1 ] - 赵洪宝;刘一洪;李金雨;刘瑞;
以回坡底煤矿为工程背景，建立了采场底板力学模型并分析岩层倾角对底板破坏特征的影响.计算结果表明：在工作面超前支承压力扰动阶段，底板不容易发生破坏，而在采空区压实稳定阶段，底板发生较大范围的压剪破坏.底板破坏形态随着岩层倾角增加而朝下山方向倾斜，导致下山侧底板破坏程度大于上山侧底板.通过分析岩体卸荷破坏特征发现，主应力卸荷量的增加导致底板产生卸荷张拉损伤的概率增加，而最小主应力卸荷量的增加会减小底板发生卸荷滑移损伤的概率.通过分析底板主应力矢量分布特征得到了底板的卸荷应力路径，随着岩层倾角增加，上山侧底板和下山侧底板的主应力轴逐渐呈非对称分布特征，主应力轴基本平行或呈锐角相交.数值模拟结果表明：底板球应力卸压体范围随岩层倾角增加而增加，并且上山侧底板卸压体范围大于下山侧底板.采空区浅部底板以卸荷张拉破坏为主，深部底板以拉剪复合破坏为主，并且底板破坏区基本位于卸压体内.
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模型试验是岩土工程学科研究的重要手段，而模型试验的监测技术则关系着试验的成败.本文提出依据监测原理和监测对象对模型试验监测技术进行分类的2种方法；分析数字散斑相关法、光纤传感技术和波信号等监测技术的研究和应用现状以及优缺点；分析目前岩土工程模型试验监测技术的需求，主要包括减小对模型的扰动、提供全场且高精度的监测数据、提供多维度监测信息和为实际工程孕育安全可靠的新型监测技术与装备等4个方面；指出未来两个主要研究方向，一是全场、无扰动、高精度监测理论与技术，二是波信号监测理论与装备，包括监测设备小型化和智能化、监测信息与模型变形破坏机理的判据、多源信息融合理论与方法等.
2022年06期 v.51;No.249 1069-1085页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K] [下载次数：865 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：1 ] - 刘刚;鲜杰;臧冬冬;
模型试验是岩土工程学科研究的重要手段，而模型试验的监测技术则关系着试验的成败.本文提出依据监测原理和监测对象对模型试验监测技术进行分类的2种方法；分析数字散斑相关法、光纤传感技术和波信号等监测技术的研究和应用现状以及优缺点；分析目前岩土工程模型试验监测技术的需求，主要包括减小对模型的扰动、提供全场且高精度的监测数据、提供多维度监测信息和为实际工程孕育安全可靠的新型监测技术与装备等4个方面；指出未来两个主要研究方向，一是全场、无扰动、高精度监测理论与技术，二是波信号监测理论与装备，包括监测设备小型化和智能化、监测信息与模型变形破坏机理的判据、多源信息融合理论与方法等.
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为了定量分析脆性物料粉碎数学模型中断裂概率与颗粒尺寸、物料特性的关系，对典型的脆性物料K9玻璃球和陶瓷球进行准静态挤压试验，研究加载速率、样本空间、颗粒尺寸对颗粒破碎特性的影响规律.采用经典的两参数Weibull分布模型对颗粒的强度进行拟合，研究了两参数Weibull分布模型中参数与颗粒尺寸、物料特性之间的定量关系.研究结果表明：准静态挤压作用下，加载速率对物料颗粒的破碎特性影响不显著；样本空间会影响颗粒强度特征值的精度；K9玻璃球与陶瓷球的荷载特征满足Hertz弹性接触模型.不同尺寸K9玻璃球与陶瓷球的断裂强度分布均满足Weibull分布，模型中的特征应力与颗粒尺寸存在明显的幂率关系，Weibull分布模量与颗粒尺寸不存在显著的依赖关系.本论文的研究成果进一步丰富和扩展了脆性物料破碎的理论与研究方法.
2022年06期 v.51;No.249 1086-1095页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 周强;肖庆飞;潘永泰;
为了定量分析脆性物料粉碎数学模型中断裂概率与颗粒尺寸、物料特性的关系，对典型的脆性物料K9玻璃球和陶瓷球进行准静态挤压试验，研究加载速率、样本空间、颗粒尺寸对颗粒破碎特性的影响规律.采用经典的两参数Weibull分布模型对颗粒的强度进行拟合，研究了两参数Weibull分布模型中参数与颗粒尺寸、物料特性之间的定量关系.研究结果表明：准静态挤压作用下，加载速率对物料颗粒的破碎特性影响不显著；样本空间会影响颗粒强度特征值的精度；K9玻璃球与陶瓷球的荷载特征满足Hertz弹性接触模型.不同尺寸K9玻璃球与陶瓷球的断裂强度分布均满足Weibull分布，模型中的特征应力与颗粒尺寸存在明显的幂率关系，Weibull分布模量与颗粒尺寸不存在显著的依赖关系.本论文的研究成果进一步丰富和扩展了脆性物料破碎的理论与研究方法.
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为尽早发现瓦斯和煤尘爆炸事故，提出了基于声音特征的煤矿瓦斯和煤尘爆炸的识别方法：利用矿用拾音器实时采集监控区域声音，通过双树复小波变换，提取分解分量的能量熵比值，构成声音信号的特征量，带入极限学习机(ELM)建立识别模型.通过特征提取试验得到：瓦斯和煤尘爆炸声音的各分量能量熵比值跨度起伏小，整体稳定；煤矿井下其余声音的能量熵比值跨度起伏大.采用ELM模型参数进行试验得到：随着隐含层神经个数的增加，ELM分类器的训练精度不断提升，分类器的误差不断降低，当隐含层神经元个数为20个时，ELM网络的训练精度趋于稳定.识别结果表明：识别模型对训练样本的识别率稳定在98.89%,模型平均识别率为93.5%,能够满足煤矿安全生产和应急救援需求.
2022年06期 v.51;No.249 1096-1105页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K] [下载次数：577 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 孙继平;余星辰;
为尽早发现瓦斯和煤尘爆炸事故，提出了基于声音特征的煤矿瓦斯和煤尘爆炸的识别方法：利用矿用拾音器实时采集监控区域声音，通过双树复小波变换，提取分解分量的能量熵比值，构成声音信号的特征量，带入极限学习机(ELM)建立识别模型.通过特征提取试验得到：瓦斯和煤尘爆炸声音的各分量能量熵比值跨度起伏小，整体稳定；煤矿井下其余声音的能量熵比值跨度起伏大.采用ELM模型参数进行试验得到：随着隐含层神经个数的增加，ELM分类器的训练精度不断提升，分类器的误差不断降低，当隐含层神经元个数为20个时，ELM网络的训练精度趋于稳定.识别结果表明：识别模型对训练样本的识别率稳定在98.89%,模型平均识别率为93.5%,能够满足煤矿安全生产和应急救援需求.
2022年06期 v.51;No.249 1096-1105页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K] [下载次数：577 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 史全林;秦波涛;
为了解决传统矿用无机凝胶脆性大、受压易破碎等问题，基于天然增稠剂与有机成胶剂的交联作用研制得到环保型弹性水凝胶.采用傅里叶红外光谱仪、旋转流变仪、程序升温试验等仪器和方法研究了弹性水凝胶的形成机理、流变规律、弹性抗破坏性能和阻化效果.试验结果表明：成胶剂与增稠剂反应生成高弹性的三维网络凝胶结构，当增稠剂、成胶剂、水的质量分数分别为0.3%,0.3%,99.4%时，制备得到弹性水凝胶材料；所得弹性水凝胶受压回弹后的形状记忆比达到90.5%,表现出优异的弹性变形能力，同时在切割破坏5 min后即可实现切口的重新交联与自愈合修复，保障了对煤体的长期覆盖润湿.弹性水凝胶具有长期锁水保湿特性，添加质量分数为5%时将煤的交叉点温度提高了25℃以上；利用弹性水凝胶覆盖火源时，较无机凝胶更快速地润湿燃煤，有助于高效控制并熄灭火源.
2022年06期 v.51;No.249 1106-1116页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K] [下载次数：1358 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：31 ] |[阅读次数：1 ] - 史全林;秦波涛;
为了解决传统矿用无机凝胶脆性大、受压易破碎等问题，基于天然增稠剂与有机成胶剂的交联作用研制得到环保型弹性水凝胶.采用傅里叶红外光谱仪、旋转流变仪、程序升温试验等仪器和方法研究了弹性水凝胶的形成机理、流变规律、弹性抗破坏性能和阻化效果.试验结果表明：成胶剂与增稠剂反应生成高弹性的三维网络凝胶结构，当增稠剂、成胶剂、水的质量分数分别为0.3%,0.3%,99.4%时，制备得到弹性水凝胶材料；所得弹性水凝胶受压回弹后的形状记忆比达到90.5%,表现出优异的弹性变形能力，同时在切割破坏5 min后即可实现切口的重新交联与自愈合修复，保障了对煤体的长期覆盖润湿.弹性水凝胶具有长期锁水保湿特性，添加质量分数为5%时将煤的交叉点温度提高了25℃以上；利用弹性水凝胶覆盖火源时，较无机凝胶更快速地润湿燃煤，有助于高效控制并熄灭火源.
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为在分子水平上揭示低阶煤孔隙结构对其润湿性的影响，通过对具有不同孔隙结构的低阶煤模型进行巨正则蒙特卡洛运算探究了水分子在孔隙中的吸附特点，并对上述过程得到的最稳定的低阶煤-水构型进行分子动力学模拟研究了孔隙水的微观特性.结果表明：水分子以团簇形式吸附聚集于低阶煤孔隙中，团簇尺寸随孔隙率变小而减小；同一孔隙模型对水分子的吸附是等价的，不存在吸附差异明显的吸附区域；吸附过程符合二级动力学方程，且能用Langmuir等温吸附模型更好地描述.与体相水相比，孔隙水的扩散能力明显减弱；孔隙水中H和O的排列情况没有发生变化，但排列有序性增强，孔径越小，排列越紧密；水分子与低阶煤的相互作用强度随孔隙率变小而减弱，但单个水分子与低阶煤的相互作用强度则相反.同等孔隙率下，含氧比例低的模型对水分子的吸附强度减弱.研究结果给出了低阶煤孔隙吸附水分子的微观机理，解释了孔隙润湿效应弱化途径的原理，为低阶煤浮选中孔隙润湿效应弱化方法的选择提供了理论依据.
2022年06期 v.51;No.249 1117-1127+1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K] [下载次数：1598 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：2 ] - 张雷;郭建英;栗褒;刘生玉;
为在分子水平上揭示低阶煤孔隙结构对其润湿性的影响，通过对具有不同孔隙结构的低阶煤模型进行巨正则蒙特卡洛运算探究了水分子在孔隙中的吸附特点，并对上述过程得到的最稳定的低阶煤-水构型进行分子动力学模拟研究了孔隙水的微观特性.结果表明：水分子以团簇形式吸附聚集于低阶煤孔隙中，团簇尺寸随孔隙率变小而减小；同一孔隙模型对水分子的吸附是等价的，不存在吸附差异明显的吸附区域；吸附过程符合二级动力学方程，且能用Langmuir等温吸附模型更好地描述.与体相水相比，孔隙水的扩散能力明显减弱；孔隙水中H和O的排列情况没有发生变化，但排列有序性增强，孔径越小，排列越紧密；水分子与低阶煤的相互作用强度随孔隙率变小而减弱，但单个水分子与低阶煤的相互作用强度则相反.同等孔隙率下，含氧比例低的模型对水分子的吸附强度减弱.研究结果给出了低阶煤孔隙吸附水分子的微观机理，解释了孔隙润湿效应弱化途径的原理，为低阶煤浮选中孔隙润湿效应弱化方法的选择提供了理论依据.
2022年06期 v.51;No.249 1117-1127+1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K] [下载次数：1598 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：1 ] - 张宪国;储飞跃;黄德榕;董春梅;刘晓宇;
地震属性预测砂地比是油田勘探中沉积相研究的重要方法，但是缺乏有效的方法构建地震属性与砂地比之间的非线性关系，且少井区样本不足，制约了预测精度和可靠性.本文以辽河东部凹陷铁匠炉地区为例，探索少井区地震多属性预测扇三角洲砂地比分布的方法，提出用聚类分析优选地震属性，采用二维卷积神经网络方法可以有效地对少井区井震联合的复杂碎屑岩储层砂地比进行预测.研究结果表明：地震属性二维图像取值可以提高地震属性取值可靠性，通过图像旋转对称获取虚拟样本将样本量扩充为8倍，构建二维卷积神经网络模型，预测研究区砂地比平面分布，采用二维卷积神经网络方法与BP神经网络、支持向量机方法进行对照，预测精度有了显著提高，可达92.4%,有效解决了少井区样本量不足的问题.
2022年06期 v.51;No.249 1128-1137页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K] [下载次数：679 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 张宪国;储飞跃;黄德榕;董春梅;刘晓宇;
地震属性预测砂地比是油田勘探中沉积相研究的重要方法，但是缺乏有效的方法构建地震属性与砂地比之间的非线性关系，且少井区样本不足，制约了预测精度和可靠性.本文以辽河东部凹陷铁匠炉地区为例，探索少井区地震多属性预测扇三角洲砂地比分布的方法，提出用聚类分析优选地震属性，采用二维卷积神经网络方法可以有效地对少井区井震联合的复杂碎屑岩储层砂地比进行预测.研究结果表明：地震属性二维图像取值可以提高地震属性取值可靠性，通过图像旋转对称获取虚拟样本将样本量扩充为8倍，构建二维卷积神经网络模型，预测研究区砂地比平面分布，采用二维卷积神经网络方法与BP神经网络、支持向量机方法进行对照，预测精度有了显著提高，可达92.4%,有效解决了少井区样本量不足的问题.
2022年06期 v.51;No.249 1128-1137页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K] [下载次数：679 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 张顺;刘惠民;张鹏飞;李军亮;刘鑫金;宋晓倩;魏晓亮;王勇;王伟庆;
以东营凹陷牛庄洼陷沙河街组四段上亚段页岩层系为研究对象，通过岩心观察描述、X-射线全岩矿物分析、岩石薄片镜下观察、氩离子抛光样品的扫描电镜观察、CT扫描、有机地球化学测试数据分析等技术方法，对页岩进行沉积环境、岩石学特征、成岩作用、储集特征及有机地化特征分析，明确东营凹陷牛庄洼陷沙四上亚段页岩是一套典型的中低成熟度、富碳酸盐矿物页岩，岩相类型多样且垂向变化快，超压缝、溶蚀孔等储集空间类型丰富、含油性好，具有很好的勘探开发前景.研究结果表明：牛庄洼陷沙四上页岩是偏干旱气候、咸水—半咸水、较低能环境的产物，碳酸盐矿物含量较高，以不同结晶形态的(铁)方解石和(铁)白云石为主，两者之和平均值>40%,与有机质和黏土矿物频繁叠置形成韵律层，构成了纹层状泥质灰岩相、纹层状灰质泥岩相以及(纹)层状灰质或泥质白云岩相等可压性较好的主要岩相(组合)类型；受地层水介质及生烃排酸控制的成岩酸碱环境变化，方解石、白云石、黄铁矿、菱铁矿以及石英颗粒边缘等溶蚀、硅质交代碳酸盐矿物以及方解石白云岩化现象较普遍.有机质生烃排酸与碳酸盐矿物溶蚀是最常见的成岩作用，两者耦合形成的成岩、成储优势在灰白色或白色亮晶方解石纹层内部最为显著，形成了储集能力很好的溶蚀孔及微裂缝.核磁测试孔隙度为5.8%～13.7%,富灰和富云页岩总孔隙体积主要由相对较小的孔隙以及1μm以上晶间孔、溶蚀孔和微裂缝提供，宏孔孔径集中在100～600 nm;除了晶间孔和溶蚀孔，页岩层系还普遍发育裂缝，按发育丰度依次为层理缝、生烃超压缝和构造缝等，这些(微)裂缝的发育对页岩油储集、充注、流动和产出有重要作用.较高的地温梯度有利于中等偏低(R_o为0.52%～0.80%)成熟度页岩规模排烃，地面原油密度为0.89～0.93 t/m~3,埋深越大原油密度越小；生烃和应力共同形成的异常超压是牛庄洼陷页岩中重质油仍然可动的一个重要因素.
2022年06期 v.51;No.249 1138-1151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：1228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：1 ] - 张顺;刘惠民;张鹏飞;李军亮;刘鑫金;宋晓倩;魏晓亮;王勇;王伟庆;
以东营凹陷牛庄洼陷沙河街组四段上亚段页岩层系为研究对象，通过岩心观察描述、X-射线全岩矿物分析、岩石薄片镜下观察、氩离子抛光样品的扫描电镜观察、CT扫描、有机地球化学测试数据分析等技术方法，对页岩进行沉积环境、岩石学特征、成岩作用、储集特征及有机地化特征分析，明确东营凹陷牛庄洼陷沙四上亚段页岩是一套典型的中低成熟度、富碳酸盐矿物页岩，岩相类型多样且垂向变化快，超压缝、溶蚀孔等储集空间类型丰富、含油性好，具有很好的勘探开发前景.研究结果表明：牛庄洼陷沙四上页岩是偏干旱气候、咸水—半咸水、较低能环境的产物，碳酸盐矿物含量较高，以不同结晶形态的(铁)方解石和(铁)白云石为主，两者之和平均值>40%,与有机质和黏土矿物频繁叠置形成韵律层，构成了纹层状泥质灰岩相、纹层状灰质泥岩相以及(纹)层状灰质或泥质白云岩相等可压性较好的主要岩相(组合)类型；受地层水介质及生烃排酸控制的成岩酸碱环境变化，方解石、白云石、黄铁矿、菱铁矿以及石英颗粒边缘等溶蚀、硅质交代碳酸盐矿物以及方解石白云岩化现象较普遍.有机质生烃排酸与碳酸盐矿物溶蚀是最常见的成岩作用，两者耦合形成的成岩、成储优势在灰白色或白色亮晶方解石纹层内部最为显著，形成了储集能力很好的溶蚀孔及微裂缝.核磁测试孔隙度为5.8%～13.7%,富灰和富云页岩总孔隙体积主要由相对较小的孔隙以及1μm以上晶间孔、溶蚀孔和微裂缝提供，宏孔孔径集中在100～600 nm;除了晶间孔和溶蚀孔，页岩层系还普遍发育裂缝，按发育丰度依次为层理缝、生烃超压缝和构造缝等，这些(微)裂缝的发育对页岩油储集、充注、流动和产出有重要作用.较高的地温梯度有利于中等偏低(R_o为0.52%～0.80%)成熟度页岩规模排烃，地面原油密度为0.89～0.93 t/m~3,埋深越大原油密度越小；生烃和应力共同形成的异常超压是牛庄洼陷页岩中重质油仍然可动的一个重要因素.
2022年06期 v.51;No.249 1138-1151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：1228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：1 ] - 厚刚福;李啸;马万云;宋兵;刘海磊;陈希光;单祥;郭华军;
为了厘清准噶尔盆地南部斜坡区侏罗系八道湾组致密砂岩气成藏条件，落实下一步天然气勘探领域，通过烃源岩、储层和输导体系研究，提出了盆地南部斜坡区八道湾组具有双源供烃优势，天然气勘探潜力大.研究结果表明：准噶尔盆地南部发育下二叠统下乌尔禾组和下侏罗统八道湾组两套烃源岩，其中八道湾组烃源岩厚度100～250 m,有机碳质量分数0.58%～2.78%,有机质类型以III型和II_2型干酪根为主，推测南部斜坡区目前处于成熟—高成熟阶段；下乌尔禾组烃源岩厚度100～200 m,有机碳质量分数0.45%～19.63%,有机质类型以III型干酪根为主，镜质体反射率(R_o)值0.90%～1.56%,目前处于成熟—高成熟阶段.两套烃源岩为盆地南部斜坡区油气成藏奠定了资源基础.盆地南部发育浅水三角洲沉积体系，斜坡区三角洲前缘规模砂体发育，单期砂体厚度8～20 m,砂地比20%～60%,面积约2×10~4 km~2.受溶蚀作用和异常高压的影响，斜坡区仍发育规模有效储层，储层孔隙度为6.50%～14.76%,渗透率为0.015～40.920 mD.不整合面、毯状砂体与断裂体系构成了复杂的立体输导网络，为侏罗系天然气成藏提供了高效输导通道.莫索湾凸起、莫北凸起、东道海子凹陷及沙湾凹陷西北斜坡有利于形成源上古生新储型成藏模式，为近期最现实的天然气勘探接替领域；盆地南部的沙湾凹陷、阜康凹陷、莫南凸起及南缘冲断带八道湾组源储一体，有利于形成源内自生自储型致密砂岩气勘探新领域.
2022年06期 v.51;No.249 1152-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1686K] [下载次数：817 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：1 ] - 厚刚福;李啸;马万云;宋兵;刘海磊;陈希光;单祥;郭华军;
为了厘清准噶尔盆地南部斜坡区侏罗系八道湾组致密砂岩气成藏条件，落实下一步天然气勘探领域，通过烃源岩、储层和输导体系研究，提出了盆地南部斜坡区八道湾组具有双源供烃优势，天然气勘探潜力大.研究结果表明：准噶尔盆地南部发育下二叠统下乌尔禾组和下侏罗统八道湾组两套烃源岩，其中八道湾组烃源岩厚度100～250 m,有机碳质量分数0.58%～2.78%,有机质类型以III型和II_2型干酪根为主，推测南部斜坡区目前处于成熟—高成熟阶段；下乌尔禾组烃源岩厚度100～200 m,有机碳质量分数0.45%～19.63%,有机质类型以III型干酪根为主，镜质体反射率(R_o)值0.90%～1.56%,目前处于成熟—高成熟阶段.两套烃源岩为盆地南部斜坡区油气成藏奠定了资源基础.盆地南部发育浅水三角洲沉积体系，斜坡区三角洲前缘规模砂体发育，单期砂体厚度8～20 m,砂地比20%～60%,面积约2×10~4 km~2.受溶蚀作用和异常高压的影响，斜坡区仍发育规模有效储层，储层孔隙度为6.50%～14.76%,渗透率为0.015～40.920 mD.不整合面、毯状砂体与断裂体系构成了复杂的立体输导网络，为侏罗系天然气成藏提供了高效输导通道.莫索湾凸起、莫北凸起、东道海子凹陷及沙湾凹陷西北斜坡有利于形成源上古生新储型成藏模式，为近期最现实的天然气勘探接替领域；盆地南部的沙湾凹陷、阜康凹陷、莫南凸起及南缘冲断带八道湾组源储一体，有利于形成源内自生自储型致密砂岩气勘探新领域.
2022年06期 v.51;No.249 1152-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1686K] [下载次数：817 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：1 ] - 张旭栋;金强;张三;
塔河油田上奥陶统覆盖区断裂发育特征显著，对碳酸盐岩岩溶缝洞储层的发育控制明显，分析断裂活动与岩溶缝洞发育之间的关系对储层预测具有重要意义.本文运用蚂蚁追踪数据体、地震拓频数据体、地震绕射波叠后偏移数据体及钻测井等资料，对塔河地区T705-S86区块岩溶斜坡上发育的断裂进行了精细解释，利用平剖面组合样式分析了不同时期断裂的运动学动力学特征，配合缝洞体预测结果明确了断裂活动特征对岩溶缝洞发育的影响，认为断裂活动通过影响古地貌和断裂对地表水的沟通来控制储集体发育厚度进而影响单井油气产量.研究结果表明：研究区构造样式复杂，既有走滑断裂样式也有逆冲断裂样式；岩溶期活动强烈并处于局部张性应力状态的花状构造次级断裂和断背斜顶部的次级断裂利于地表水的下渗，会对岩溶地貌进行改造，产生的局部负向地貌部位有利于岩溶作用沿断裂进行，发育优质储集体.相对于裂缝型储集体，溶洞型储集体厚度多超过120 m,单井累计产量超过5×10~(4 )t,且产量与厚度具有明显正相关关系，其发育部位和储集体厚度对单井的产能具有较大的影响.溶洞分布集中、缝洞储层厚度较大、缝洞之间的连通性较好并且处于相对的构造高点容易发育优质岩溶缝洞储集体.
2022年06期 v.51;No.249 1166-1177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数：452 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 张旭栋;金强;张三;
塔河油田上奥陶统覆盖区断裂发育特征显著，对碳酸盐岩岩溶缝洞储层的发育控制明显，分析断裂活动与岩溶缝洞发育之间的关系对储层预测具有重要意义.本文运用蚂蚁追踪数据体、地震拓频数据体、地震绕射波叠后偏移数据体及钻测井等资料，对塔河地区T705-S86区块岩溶斜坡上发育的断裂进行了精细解释，利用平剖面组合样式分析了不同时期断裂的运动学动力学特征，配合缝洞体预测结果明确了断裂活动特征对岩溶缝洞发育的影响，认为断裂活动通过影响古地貌和断裂对地表水的沟通来控制储集体发育厚度进而影响单井油气产量.研究结果表明：研究区构造样式复杂，既有走滑断裂样式也有逆冲断裂样式；岩溶期活动强烈并处于局部张性应力状态的花状构造次级断裂和断背斜顶部的次级断裂利于地表水的下渗，会对岩溶地貌进行改造，产生的局部负向地貌部位有利于岩溶作用沿断裂进行，发育优质储集体.相对于裂缝型储集体，溶洞型储集体厚度多超过120 m,单井累计产量超过5×10~(4 )t,且产量与厚度具有明显正相关关系，其发育部位和储集体厚度对单井的产能具有较大的影响.溶洞分布集中、缝洞储层厚度较大、缝洞之间的连通性较好并且处于相对的构造高点容易发育优质岩溶缝洞储集体.
2022年06期 v.51;No.249 1166-1177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数：452 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 池汝安;张臻悦;余军霞;肖春桥;张越非;周芳;刘德峰;吴晓燕;
风化壳淋积型稀土矿是我国重要的关键性战略资源，也是世界中重稀土的主要来源.本文总结了近年来风化壳淋积型中重稀土矿的研究进展，重点论述了风化壳淋积型稀土矿的成矿规律、稀土赋存机制和迁移分异作用，阐述了原地浸出过程颗粒的迁移特征、传质过程及溶液渗流强化，总结了风化壳淋积型稀土矿浸出液中稀土的沉淀分离与母液回用机制，探讨了风化壳淋积型稀土矿残留铵盐的淋洗脱除与淋出液生物脱氮技术，提出了未来风化壳淋积型稀土矿的研究方向.
2022年06期 v.51;No.249 1178-1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K] [下载次数：1677 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：66 ] |[阅读次数：1 ] - 池汝安;张臻悦;余军霞;肖春桥;张越非;周芳;刘德峰;吴晓燕;
风化壳淋积型稀土矿是我国重要的关键性战略资源，也是世界中重稀土的主要来源.本文总结了近年来风化壳淋积型中重稀土矿的研究进展，重点论述了风化壳淋积型稀土矿的成矿规律、稀土赋存机制和迁移分异作用，阐述了原地浸出过程颗粒的迁移特征、传质过程及溶液渗流强化，总结了风化壳淋积型稀土矿浸出液中稀土的沉淀分离与母液回用机制，探讨了风化壳淋积型稀土矿残留铵盐的淋洗脱除与淋出液生物脱氮技术，提出了未来风化壳淋积型稀土矿的研究方向.
2022年06期 v.51;No.249 1178-1192页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K] [下载次数：1677 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：66 ] |[阅读次数：1 ] - 莫峰;蓝卓越;曹阳;童雄;谢贤;兰希雄;韩彬;符海桃;宋强;
基于密度泛函理论，采用Vienna Ab-initio Simulation Package(VASP)对经Pb~(2+)或PbOH~+活化的锡石开展了量子化学计算研究，研究了铅组分对辛基羟肟酸在锡石(110)面上吸附的影响.计算结果表明：Pb~(2+)和Pb(OH)~+可自发地吸附于锡石(110)面.Pb~(2+)在锡石(110)面的吸附能力大于Pb(OH)~+,Pb~(2+)的吸附能更负且Pb—O键长更短，与锡石(110)面的吸附作用更稳定.辛基羟肟酸通过羟肟酸基团中的N与锡石(110)面的Sn吸附连接成键，其吸附能为-191.17 kJ/mol,因空间位阻作用，辛基羟肟酸并未与锡石(110)面形成螯合吸附.然而，通过Pb~(2+)和Pb(OH)~+对锡石(110)面活化后，辛基羟肟酸通过其O与锡石(110)面上吸附的Pb~(2+)或Pb(OH)~+中的Pb之间有电子转移形成化学键，吸附能分别为-223.01和-279.95 kJ/mol.Pb~(2+)和Pb(OH)~+提高了辛基羟肟酸在锡石(110)面的吸附能力和稳定性.
2022年06期 v.51;No.249 1193-1200页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 莫峰;蓝卓越;曹阳;童雄;谢贤;兰希雄;韩彬;符海桃;宋强;
基于密度泛函理论，采用Vienna Ab-initio Simulation Package(VASP)对经Pb~(2+)或PbOH~+活化的锡石开展了量子化学计算研究，研究了铅组分对辛基羟肟酸在锡石(110)面上吸附的影响.计算结果表明：Pb~(2+)和Pb(OH)~+可自发地吸附于锡石(110)面.Pb~(2+)在锡石(110)面的吸附能力大于Pb(OH)~+,Pb~(2+)的吸附能更负且Pb—O键长更短，与锡石(110)面的吸附作用更稳定.辛基羟肟酸通过羟肟酸基团中的N与锡石(110)面的Sn吸附连接成键，其吸附能为-191.17 kJ/mol,因空间位阻作用，辛基羟肟酸并未与锡石(110)面形成螯合吸附.然而，通过Pb~(2+)和Pb(OH)~+对锡石(110)面活化后，辛基羟肟酸通过其O与锡石(110)面上吸附的Pb~(2+)或Pb(OH)~+中的Pb之间有电子转移形成化学键，吸附能分别为-223.01和-279.95 kJ/mol.Pb~(2+)和Pb(OH)~+提高了辛基羟肟酸在锡石(110)面的吸附能力和稳定性.
2022年06期 v.51;No.249 1193-1200页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 杜岩;霍磊晨;张洪达;谢谟文;蒋宇静;张国桢;
岩块体崩塌破坏的突发性使其成为最难预警的地质灾害，严重威胁人类的生命财产安全.边坡岩块体崩塌破坏多是系统不稳定导致的动力破坏，因此应用振动监测指标进行早期预警更为有效.针对目前现场振动监测的应用困难，本研究通过引入激光多普勒测振仪(LDV)与激光测距仪(LRF),开展滑移型岩块体崩塌破坏全过程遥感监测预警试验研究.试验结果表明：基于激光遥测技术的多指标监测预警方法不仅可提前135 s实现崩塌灾害的预警，而且可以实现崩塌灾害的三级预警.均方频率与第一频带能量指标的引入，可以规避岩体结构面破裂信号等因素干扰，提高目前监测预警的准确率与误报率.最后得出激光多普勒测振仪等激光遥感监测技术不仅可以丰富目前天-空-地一体化的地质灾害监测技术体系，还可为工程现场更好地应对崩塌灾害提供新的数据支持.
2022年06期 v.51;No.249 1201-1208页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K] [下载次数：946 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：28 ] |[阅读次数：1 ] - 杜岩;霍磊晨;张洪达;谢谟文;蒋宇静;张国桢;
岩块体崩塌破坏的突发性使其成为最难预警的地质灾害，严重威胁人类的生命财产安全.边坡岩块体崩塌破坏多是系统不稳定导致的动力破坏，因此应用振动监测指标进行早期预警更为有效.针对目前现场振动监测的应用困难，本研究通过引入激光多普勒测振仪(LDV)与激光测距仪(LRF),开展滑移型岩块体崩塌破坏全过程遥感监测预警试验研究.试验结果表明：基于激光遥测技术的多指标监测预警方法不仅可提前135 s实现崩塌灾害的预警，而且可以实现崩塌灾害的三级预警.均方频率与第一频带能量指标的引入，可以规避岩体结构面破裂信号等因素干扰，提高目前监测预警的准确率与误报率.最后得出激光多普勒测振仪等激光遥感监测技术不仅可以丰富目前天-空-地一体化的地质灾害监测技术体系，还可为工程现场更好地应对崩塌灾害提供新的数据支持.
2022年06期 v.51;No.249 1201-1208页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K] [下载次数：946 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：28 ] |[阅读次数：1 ] - 赵雅琴;朱宁;王丽萍;戴雨帆;
因常规生物滴滤器(BTF)难以净化氯化挥发性有机化合物(Cl—VOCs),本文采用聚氨酯海绵负载Fe_3O_4为填料，添加微量H_2O_2进行化学预氧化，研究强化BTF工艺净化氯苯的性能与机制.结果表明：负载Fe_3O_4后填料表面粗糙，微生物生长均匀；添加H_2O_2促进了生物膜中蛋白质的合成与分泌和羟基基团的生成.在进气氯苯质量浓度为600 mg/m~3、进气负荷为24 g/(m~3·h)、停留时间为90 s的条件下，当n(H_2O_2)∶n(氯苯)=0.10时，强化BTF工艺对氯苯的去除率、去除负荷和矿化率最高，此时三者的值分别为92.26%,22.87 g/(m~3·h)和49.75%,这明显优于未添加H_2O_2的情况(去除率、去除负荷和矿化率分别为77.98%,19.11 g/(m~3·h)和9.95%).在Fe_3O_4-H_2O_2强化BTF中，类Fenton反应生成·OH加速氯苯氧化，主要中间产物为邻氯苯酚和邻苯二酚；1,2-双加氧酶主要作用于邻位开环途径，促进后续生物降解.
2022年06期 v.51;No.249 1209-1221页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 赵雅琴;朱宁;王丽萍;戴雨帆;
因常规生物滴滤器(BTF)难以净化氯化挥发性有机化合物(Cl—VOCs),本文采用聚氨酯海绵负载Fe_3O_4为填料，添加微量H_2O_2进行化学预氧化，研究强化BTF工艺净化氯苯的性能与机制.结果表明：负载Fe_3O_4后填料表面粗糙，微生物生长均匀；添加H_2O_2促进了生物膜中蛋白质的合成与分泌和羟基基团的生成.在进气氯苯质量浓度为600 mg/m~3、进气负荷为24 g/(m~3·h)、停留时间为90 s的条件下，当n(H_2O_2)∶n(氯苯)=0.10时，强化BTF工艺对氯苯的去除率、去除负荷和矿化率最高，此时三者的值分别为92.26%,22.87 g/(m~3·h)和49.75%,这明显优于未添加H_2O_2的情况(去除率、去除负荷和矿化率分别为77.98%,19.11 g/(m~3·h)和9.95%).在Fe_3O_4-H_2O_2强化BTF中，类Fenton反应生成·OH加速氯苯氧化，主要中间产物为邻氯苯酚和邻苯二酚；1,2-双加氧酶主要作用于邻位开环途径，促进后续生物降解.
2022年06期 v.51;No.249 1209-1221页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 李增科;陈昭冰;刘赞;高井祥;赵龙;徐磊;
为探索北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)新信号对于全球导航卫星系统(GNSS)多系统定位的作用以及动态环境下BDS-3新信号的性能，通过多路径和信噪比参数对比分析BDS-3新旧信号在静态开阔环境和动态复杂环境的差异性，从定位精度、固定率、首次固定时间以及平均卫星数4个方面综合评估融合BDS-3新信号的多系统精密单点定位(PPP)模糊度固定性能.结果表明：动态环境下，BDS-3新信号在抗多路径等噪声方面更有优势，多路径等伪距观测噪声仅为旧信号的1/2,载波信噪比在动态模式下更稳定且信号强度更高；融合BDS-3新信号后，多系统PPP固定解的定位性能得到提升，相比于融合BDS-3旧信号，东方向定位精度提升10%～20%,模糊度固定率提升至90%以上.
2022年06期 v.51;No.249 1222-1231页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] [下载次数：577 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ] - 李增科;陈昭冰;刘赞;高井祥;赵龙;徐磊;
为探索北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)新信号对于全球导航卫星系统(GNSS)多系统定位的作用以及动态环境下BDS-3新信号的性能，通过多路径和信噪比参数对比分析BDS-3新旧信号在静态开阔环境和动态复杂环境的差异性，从定位精度、固定率、首次固定时间以及平均卫星数4个方面综合评估融合BDS-3新信号的多系统精密单点定位(PPP)模糊度固定性能.结果表明：动态环境下，BDS-3新信号在抗多路径等噪声方面更有优势，多路径等伪距观测噪声仅为旧信号的1/2,载波信噪比在动态模式下更稳定且信号强度更高；融合BDS-3新信号后，多系统PPP固定解的定位性能得到提升，相比于融合BDS-3旧信号，东方向定位精度提升10%～20%,模糊度固定率提升至90%以上.
2022年06期 v.51;No.249 1222-1231页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] [下载次数：577 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：2 ] - 胡金成;
实际选煤过程中一些关键质量参数往往依靠人工化验，使得感知数据稀疏，即标签数据较少.建立数据驱动技术的选煤产品质量软测量模型需要采用半监督学习(SSL)方法.然而，SSL对提高模型质量比较有限，容易导致建立的数据驱动模型存在较大误差.本文充分分析样本信息度、样本代表性与过程非线性对建模精度的重要性，将随机向量函数链接网络(RVFLN)与基于多样性评价指标的主动学习(AL)策略相结合，提出一种主动半监督随机向量函数链接网络(ASS-RVFLN)的选煤灰分软测量建模方法.所提方法首先通过回归问题进行试验研究，验证了在获得较好模型性能时能够有效减少标注负担；然后应用于煤炭工业重介质选煤过程中的灰分估计，表明其有效性与工业应用的潜力.
2022年06期 v.51;No.249 1232-1240页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 胡金成;
实际选煤过程中一些关键质量参数往往依靠人工化验，使得感知数据稀疏，即标签数据较少.建立数据驱动技术的选煤产品质量软测量模型需要采用半监督学习(SSL)方法.然而，SSL对提高模型质量比较有限，容易导致建立的数据驱动模型存在较大误差.本文充分分析样本信息度、样本代表性与过程非线性对建模精度的重要性，将随机向量函数链接网络(RVFLN)与基于多样性评价指标的主动学习(AL)策略相结合，提出一种主动半监督随机向量函数链接网络(ASS-RVFLN)的选煤灰分软测量建模方法.所提方法首先通过回归问题进行试验研究，验证了在获得较好模型性能时能够有效减少标注负担；然后应用于煤炭工业重介质选煤过程中的灰分估计，表明其有效性与工业应用的潜力.
2022年06期 v.51;No.249 1232-1240页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] -
<正>~~
2022年06期 v.51;No.249 1241-1244页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] <正>~~
2022年06期 v.51;No.249 1241-1244页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]