碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81602IP
点击量; 49373次
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煤矿智能地质保障系统研究进展与展望

作者(Author)：李梅, 毛善君, 赵明军

摘要：煤矿地质保障系统是智能化煤矿建设和生产的重要内容，地质透明化是智能地质保障的努力方向。首先从地质勘探设备、地质建模软件、地质数据处理、智能工作面装备等多方面回顾了国内外煤矿地质信息技术发展；然后重点分析了我国智能地质保障系统的技术进展，包括隐蔽致灾地质因素探测技术、地测数据动态获取与地质灾害监测技术、多源数据融合与地质大数据技术、煤矿GIS“一张图”与地质云技术、透明化地质建模与可视化技术、地质保障智能分析技术等。在此基础上，对我国智能地质保障系统建设中的难点问题进行了分析，指出煤岩层识别、地震智能解释和点云三维重建等动态地质测量数据获取技术尚未取得突破性进展，各类地质软件在数据开放性上存在不足，数据格式不能兼容和统一，多源地测数据共享与融合处理能力有待提高，基于大数据和人工智能技术开展地质预测预报和地质隐患防控还需要深入研究。最后探讨了煤矿智能地质保障系统的发展方向，认为地球物理探测装备与基于深度学习的智能解释、全要素多尺度动态地质模型及数值模拟、隐蔽致灾因素智能分析与预测、基于地质模型的矿山动态生产规划等四大方向将在智能矿山建设中发挥重要作用。综上所述，本研究能为矿山智能化地质保障系统建设和采掘应用提供有益的参考。

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煤炭科学技术

2023年第02期

1435

370
煤矿回采工作面智能地质保障技术进展与思考

作者(Author)：王国法, 张建中, 薛国华, 刘再斌, 刘清, 李梅, 刘军锋, 程健, 张学亮

摘要：煤矿地质保障技术是实现煤炭精准开采和绿色采矿的关键路径，针对智能开采需求和地质保障要求，分析了回采工作面地质保障主要面临的难题，包括基础理论研究薄弱、地质探测精度不足、建模精度无法满足工程应用、模型动态更新困难、缺乏基于时空演变的智能回采全局路径最优决策手段等。根据面临的难题和技术现状，对陕西延安黄陵一矿和陕西神木榆家梁煤矿智能开采地质保障技术进行了探索实践。黄陵一矿以810综采工作面智能开采为目标，采用综合探测、数据融合等技术，构建工作面静态地质模型，利用地质雷达、惯性导航技术，动态修正工作面地质模型，通过对“透明工作面”高精度地质模型“CT切片”，获取采煤机关键截割曲线，与回采工艺、装备形成耦合协同、联动控制模式，实现基于三维空间感知和智能数据分析的规划截割，推动黄陵一矿810综采工作面实现智能无人化开采。榆家梁煤矿提出构建基于时空数据模型的智能自主割煤工作面无人化开采模式，融合多源异构地质数据建立智能开采工作面多属性地质数据库，构建基于绝对坐标的43101工作面高精度时空地质模型，并基于时态地理信息系统平台(4DGIS)进行三维地质模型可视化，实现地质模型的任意剖切，结合随采地质雷达获取煤厚、煤层顶底板和煤岩界面数据进行动态修正，实现基于高精度地质模型的采煤机自主截割。通过2个案例对面临的难题进行有益的探索，最后进行总结与展望，为企业高质量发展指明了技术方向。

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煤田地质与勘探

2023年第02期

343

239
叶面涂抹DSE 菌液对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景

作者(Author)：毕银丽, 王茁优, 柯增鸣

摘要：微生物复垦技术在西部干旱–半干旱煤矿区生态修复中已被广泛应用，便捷的微生物菌剂施用方式对于提高采煤沉陷地生态治理效率具有重要意义。试验以蛋白桑为研究对象，供试菌剂为深色有隔内生真菌(dark septate endophyte，DSE)，采用温室盆栽试验，设置DSE菌液根际接种(GXZR)、DSE菌液叶片涂抹(YMTM)和对照蛋白桑(CK)3个处理，探究不同菌液接种方式对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景。结果表明，与CK相比，YMTM与GXZR处理均能显著提高蛋白桑地上生物量，增加幅度为1.9~3.3倍；同时YMTM与GXZR处理促进了蛋白桑对土壤C、N、P的吸收，全碳分别提升164.8%和121.8%、全氮分别提升177.7%和132.4%、全磷分别提升113.6%和28.7%。此外，YMTM与GXZR处理蛋白桑的相对饲用价值显著提升1.04和1.07倍。这些结果表明，DSE叶面涂抹促进蛋白桑对土壤C、N的吸收，使蛋白桑株高、冠幅、根茎叶生物量也得到显著提升，具有较强的碳汇作用。此外，DSE菌液叶面涂抹能够使DSE快速定殖于蛋白桑叶片，具有养分吸收快、利用率高、见效快的特点。因此，DSE叶面涂抹可作为一种新的微生物菌肥施用方式在矿区生态修复中应用，为煤矿区土地复垦与生态修复提供技术支撑。

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煤田地质与勘探

2023年第02期

119

75
叶面涂抹DSE 菌液对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景

作者(Author)：毕银丽, 王茁优, 柯增鸣

摘要：微生物复垦技术在西部干旱–半干旱煤矿区生态修复中已被广泛应用，便捷的微生物菌剂施用方式对于提高采煤沉陷地生态治理效率具有重要意义。试验以蛋白桑为研究对象，供试菌剂为深色有隔内生真菌(dark septate endophyte，DSE)，采用温室盆栽试验，设置DSE菌液根际接种(GXZR)、DSE菌液叶片涂抹(YMTM)和对照蛋白桑(CK)3个处理，探究不同菌液接种方式对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景。结果表明，与CK相比，YMTM与GXZR处理均能显著提高蛋白桑地上生物量，增加幅度为1.9~3.3倍；同时YMTM与GXZR处理促进了蛋白桑对土壤C、N、P的吸收，全碳分别提升164.8%和121.8%、全氮分别提升177.7%和132.4%、全磷分别提升113.6%和28.7%。此外，YMTM与GXZR处理蛋白桑的相对饲用价值显著提升1.04和1.07倍。这些结果表明，DSE叶面涂抹促进蛋白桑对土壤C、N的吸收，使蛋白桑株高、冠幅、根茎叶生物量也得到显著提升，具有较强的碳汇作用。此外，DSE菌液叶面涂抹能够使DSE快速定殖于蛋白桑叶片，具有养分吸收快、利用率高、见效快的特点。因此，DSE叶面涂抹可作为一种新的微生物菌肥施用方式在矿区生态修复中应用，为煤矿区土地复垦与生态修复提供技术支撑。

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煤田地质与勘探

2023年第02期

119

75
新疆戈壁煤矿露天开采对生态环境扰动定量分析

作者(Author)：刘英, 许萍萍, 毕银丽, 岳辉, 彭苏萍, 韩勇, 姜凯升

摘要：新疆戈壁矿区生态环境脆弱,极容易受到自然和人为因素的影响,其生态环境也逐渐被广泛关注。选取新疆五彩湾露天矿区为研究对象,利用 1990—2020 年 Landsat 影像,在遥感生态指数 IRSE基础上,引入煤尘指数、盐度指标、土地退化指数构建干旱煤矿生态指数(IACME),并运用 M-K 检验与 Sen 趋势分析法揭示研究区 IACME 时空演变特征与规律,评价干旱矿区的生态环境质量状况,同时利用多元回归、神经网络、随机森林和支持向量机方法分别建立五彩湾矿区气候因素与 IACME 的关系模型,预测得到基于气候条件下的 I′ACME ,结合残差分析与双重差模型定量评估采矿活动的影响。结果表明:1 近 30 a 来研究区 IACME 均值为 0.28,总体上 IACME 呈下降趋势,由 1990 年的 0.30 下降到 2020 年的 0.22。变化幅度方面,退化区面积占比为 62.63%,远高于改善区 28.3%,由于采矿活动的影响,显著退化面积占比增加 12.96%,主要集中在以矿井为中心向外辐射区域,显著改善面积占比下降 17.28%。 2 利用多元回归、神经网络、随机森林、支持向量机 4 类方法分别建立气候因素与 IACME的关系模型,得到基于麻雀搜索算法的随机森林(SSA-RF)精度最高,验证集 R2 = 0.82、ERMS = 0.109,该模型在所使用的建模方法中可靠性更高,适用性较强;3 通过 SSA-RF 预测基于气候条件的 I′ACME,气候影响下,研究区生态环境以较差(0.2~0.4)和中等(0.4~0.6)为主。假设不存在采矿活动,研究区 2006—2020 年 I′ACME 在 0.26 ~ 0.59,I′ACME 平均值为 0.4,与同年份实际的 IACME 空间分布相比,环境显著改善的区域明显增多,主要集中在研究区中部矿井所在区域。 4 利用残差定量分析得知研究区采矿活动对生态环境具有负向效应,平均残差 δ 为-0.116,通过双重差分模型得出采矿对生态环境的定量影响为-0.112,进一步表明煤炭开采对生态环境存在负面扰动,导致生态环境质量下降;2 种方法计算结果相近,表明 SSA-RF 与双重差分模型均可用于定量分析煤炭开采的影响。 5采矿活动导致研究区生态环境退化占比为57.52%,改善占比为34.67%; 气候条件下导致生态环境退化占比为 42.28%,改善占比为 65.33%,采矿导致生态环境退化占比超过 50%,说明采矿活动是影响生态退化的重要原因之一。综上所述,五彩湾矿区生态系统亟待恢复, 必要时应辅以人工干预,来推动五彩湾戈壁矿区整体的环境保护、生态系统修复与综合治理。

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煤炭学报

2023年第02期

322

472
CO2 原位捕集强化水气变换制氢研究进展

作者(Author)：荆洁颖, 屈婷, 陶威, 李文英

摘要：氢能为实现零碳排放的能源利用提供了重要解决方案。然而,受制氢技术限制,现阶段我国主要以化石燃料为原料通过气化或重整得到 CO,再通过水气变换制氢。虽然使用化石燃料制氢拥有80%的能量转换效率,但其制氢生命周期的平均CO2排放量近14 kg/kg(CO2 /H2),不利于实现“双碳目标”。因此,在化石燃料经水气变换制氢过程中,如何分离去除CO2是影响H2纯度和减少能耗的关键步骤。相比于常用的醇胺溶液法高能耗,CO2原位捕集强化水气变换制氢利用固体吸附剂原位捕集产气中CO2,可实现一步制取高纯度H2且富集回收纯CO2。因CO2的移除量和移除速率直接决定水气变换反应的强化程度,关系到H2的产率和纯度,其运行稳定性与生产成本相关。因此,该工艺的高效运行依赖于高活性水气变换催化剂和CO2吸附剂。为此,针对CO2原位捕集强化水气变换制氢的原理及优势进行详述,总结了水气变换催化剂、MgO 基 CO2 吸附剂和双功能复合催化剂在使用过程中存在的问题和相应的改进措施,阐述了 CO2 原位捕集强化水气变换制氢要实现工业化需重点攻关的问题,并提出未来研究应综合考虑反应器选择与复合催化剂设计,通过工艺优化,实现系统物质转化、能量利用和经济性能的最优耦合,揭示 CO2 原位捕集对制氢能耗降低的内在本质。

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煤炭学报

2023年第02期

233

190
CO2 原位捕集强化水气变换制氢研究进展

作者(Author)：荆洁颖, 屈婷, 陶威, 李文英

摘要：氢能为实现零碳排放的能源利用提供了重要解决方案。然而,受制氢技术限制,现阶段我国主要以化石燃料为原料通过气化或重整得到 CO,再通过水气变换制氢。虽然使用化石燃料制氢拥有80%的能量转换效率,但其制氢生命周期的平均CO2排放量近14 kg/kg(CO2 /H2),不利于实现“双碳目标”。因此,在化石燃料经水气变换制氢过程中,如何分离去除CO2是影响H2纯度和减少能耗的关键步骤。相比于常用的醇胺溶液法高能耗,CO2原位捕集强化水气变换制氢利用固体吸附剂原位捕集产气中CO2,可实现一步制取高纯度H2且富集回收纯CO2。因CO2的移除量和移除速率直接决定水气变换反应的强化程度,关系到H2的产率和纯度,其运行稳定性与生产成本相关。因此,该工艺的高效运行依赖于高活性水气变换催化剂和CO2吸附剂。为此,针对CO2原位捕集强化水气变换制氢的原理及优势进行详述,总结了水气变换催化剂、MgO 基 CO2 吸附剂和双功能复合催化剂在使用过程中存在的问题和相应的改进措施,阐述了 CO2 原位捕集强化水气变换制氢要实现工业化需重点攻关的问题,并提出未来研究应综合考虑反应器选择与复合催化剂设计,通过工艺优化,实现系统物质转化、能量利用和经济性能的最优耦合,揭示 CO2 原位捕集对制氢能耗降低的内在本质。

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煤炭学报

2023年第02期

233

190
矿业类创新人才“三位一体”培养模式探索

作者(Author)：董宪姝, 樊玉萍, 马晓敏, 李建忠, 赵阳升

摘要：矿业类专业人才培养模式改革是矿业高等教育内涵式发展的必经之路。矿业类创新人才培养要解决学生的创新意识不足、安全素养不高、工程精神不强等问题。太原理工大学从创新能力、安全素养和工程精神三个层次搭建了矿业类创新人才培养框架，构建的“三位一体”培养模式实现了自主式理念创新、多维度融合创新和递进式协同创新。

煤炭高等教育

2022年第03期

83