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以孔代巷瓦斯抽采工艺技术应用研究

矿业安全与环保 2024年

作者：乔伟中煤科工集团重庆研究院有限公司煤矿灾害防控全国重点实验室

为解决新源煤矿12214工作面上隅角瓦斯问题，考察了该工作面顶板岩性，研究了顶板裂隙带范围及其对采空区瓦斯流动聚集影响，对瓦斯涌出量来源进行了分析，确定不同层位施工一组共7条顶板高位定向长钻孔与一段高抽巷进行抽采效果对比。... 详细信息

为解决新源煤矿12214工作面上隅角瓦斯问题，考察了该工作面顶板岩性，研究了顶板裂隙带范围及其对采空区瓦斯流动聚集影响，对瓦斯涌出量来源进行了分析，确定不同层位施工一组共7条顶板高位定向长钻孔与一段高抽巷进行抽采效果对比。经过5个月回采观察，顶板高位定向长钻孔组与高抽巷平均抽采瓦斯体积分数分别为17.24%和21.32%，抽采纯瓦斯量分别为3.71m3/min和3.37m3/min，回采期间上隅角平均瓦斯体积分数分别为0.42%和0.49%。研究表明顶板高位定向长钻孔影响范围比高抽巷宽，纯瓦斯抽采量增加了10.09%，施工成本比高抽巷低，且施工效率更高，极大的缓解了高抽巷掘进速度对采面投产的制约，证实了顶板高位定向长钻孔能够有效替代高抽巷。

关键词：瓦斯抽采顶板高位定向长钻孔高抽巷瓦斯涌出来源上隅角

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以孔代巷瓦斯抽采工艺技术应用

矿业安全与环保 2024年第3期51卷 92-96,106页

作者：乔伟中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037

为解决新源煤矿12214工作面上隅角瓦斯超限问题,考察了该工作面顶板岩性,研究了顶板裂隙带范围及其对采空区瓦斯流动聚积的影响,对瓦斯涌出量来源进行了分析,确定在不同层位施工一组共7个顶板高位定向长钻孔进行瓦斯抽采,并与一段高抽... 详细信息

为解决新源煤矿12214工作面上隅角瓦斯超限问题,考察了该工作面顶板岩性,研究了顶板裂隙带范围及其对采空区瓦斯流动聚积的影响,对瓦斯涌出量来源进行了分析,确定在不同层位施工一组共7个顶板高位定向长钻孔进行瓦斯抽采,并与一段高抽巷瓦斯抽采效果进行对比。结果表明:历经5个月回采,顶板高位定向长钻孔组与高抽巷平均抽采瓦斯浓度分别为17.24%、21.32%,抽采瓦斯纯流量分别为3.71、3.37 m^(3)/min,回采期间上隅角平均瓦斯浓度分别为0.42%、0.49%。研究表明,顶板高位定向长钻孔影响范围比高抽巷大,抽采瓦斯纯流量提高了10.09%,施工成本比高抽巷低,且施工效率更高,极大地缓解了高抽巷掘进速度对采煤工作面投产的制约,证明顶板高位定向长钻孔能够有效替代高抽巷进行矿井瓦斯抽采。

关键词：瓦斯抽采上隅角瓦斯涌出来源顶板高位定向长钻孔高抽巷瓦斯抽采效果

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硼掺杂介孔炭吸附四环素的效能与机制

环境科学 2024年第2期45卷 885-897页

作者：邹震许路乔伟唐茂森金鹏康西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料(B-CSC)用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电... 详细信息

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料(B-CSC)用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线光子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)以及Zeta电位仪(Zeta)对其微观结构及物化性质进行了表征分析.系统考察了初始pH值、不同金属阳离子以及不同背景水质条件对其吸附效果的影响.结合材料表征与相关分析等对其强化吸附机制进行了深入讨论与分析.结果表明,一步热解能够将硼掺入椰壳炭的表面及晶格,导致其拥有更大的比表面积和孔体积,引入硼的形态主要是H_(3)BO_(3)、B_(2)O_(3)、B和B_(4)C.B-CSC对四环素的吸附量达到297.65 mg·g^(-1),是原始椰壳介孔炭(CSC)的8.9倍.同时,B-CSC对于水环境中常见污染物罗丹明B(RhB)、双酚A(BPA)和亚甲基蓝(MB)的吸附量分别高达372.65、255.24和147.82 mg·g^(-1).B-CSC对四环素的吸附过程是物理化学作用共同主导的,主要涉及液膜扩散、表面吸附、介孔与微孔内扩散和活性位点吸附,H3BO3是其主要吸附位点.吸附强化机制主要是硼掺杂降低了其碳网络的化学惰性,增强了其与四环素分子的π—π相互作用和氢键作用.

关键词：椰壳介孔炭硼掺杂吸附四环素

如何培养新时代卓越工程师?——美国工程教育“戈登奖”获奖项目的启示

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清华大学教育研究 2024年第3期45卷 77-86页

作者：符杰钟周乔伟峰清华大学教育研究院北京100084 联合国教科文组织国际工程教育中心北京100084

本研究梳理戈登奖自2001年设立以来至2023年全部20项获奖项目概况与特征,发现了这些项目在培养目标、组织形式、培养方式、优先领域、范式推广五方面的特征,即培养具有社会责任感、国际视野和综合能力的工程领导者;采取开放多元的跨学... 详细信息

本研究梳理戈登奖自2001年设立以来至2023年全部20项获奖项目概况与特征,发现了这些项目在培养目标、组织形式、培养方式、优先领域、范式推广五方面的特征,即培养具有社会责任感、国际视野和综合能力的工程领导者;采取开放多元的跨学科跨院校等跨界合作组织形式;实施基于项目、有工程特色的、灵活多样的培养模式;关注前沿领域的教育改革与技术创新,鼓励通过技术创业的方式来实现科技成果转化;培养成效显著,通过成立国际组织、发起全球倡议多种方式促进成果的推广应用。在此基础上,为我国新时代卓越工程师培养提出了政策建议,包括创新“跨界”型工程人才培养,开拓“工程+”人才培养新格局;注重科技创新与技术创业能力培养,打造“三创”工程教育生态系统;设立国家工程教育专项教学成果奖,提升工程师社会地位与影响力和加强国际合作交流,开展工程领导力项目。

关键词：卓越工程师工程教育戈登奖教学成果创新奖美国

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煤层顶板水害风险保护系数法评价技术研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 180-188页

作者：吕玉广乔伟胡发仑刘梦楠吕波中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 新矿内蒙古能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016299 内蒙古上海庙矿业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016299 贵州省黔西南州安龙县人民政府办公室贵州安龙552400

关于近水体下采煤防水安全煤(岩)柱保护层厚度取采高倍数问题,《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》(以下简称《“三下”开采规范》)附表4-3“防水安全煤(岩)柱保护层厚度”仅适用于“松散含水层”下采煤,至于基岩... 详细信息

关于近水体下采煤防水安全煤(岩)柱保护层厚度取采高倍数问题,《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》(以下简称《“三下”开采规范》)附表4-3“防水安全煤(岩)柱保护层厚度”仅适用于“松散含水层”下采煤,至于基岩含水层下采煤以及老空水体下采煤如何确定保护层厚度并未涉及;常用的顶板水害风险评价技术方法评价的主要内容包括富水性评价、导通性评价、充水强度评价,在含水层富水性已知的情况下,评价方法可以进一步简化,仅评价“导通性”即可。基于以上2点,从《“三下”开采规范》出发,试图构建类似于底板突水系数那样简单的判据用于评价顶板水害风险。首先,基于“保护”一词的科学内涵,提出导水裂隙带顶界面至上覆含水层之间的隔水岩层均具有保护功能,应统称为保护层(Hb);基于《“三下”开采规范》中保护层厚度选取采高(A)一定倍数的做法,提出了保护系数(Bs)概念,即保护层厚度与采高的比值(Bs=Hb/A)。其次,基于《“三下”开采规范》附表4-3关于防隔水煤(岩)柱保护层厚度取值的规定,提出松散含水层下采煤的保护系数分区阈值Bi=(0,2、3、4、5、6、7);煤系地层一般为砂、泥岩互层型沉积建造,其中泥岩具有阻水功能(相当于松散层下的黏性土层),且泥岩总厚度一般大于累计采厚,故基岩含水层下保护层厚度可参照《“三下”开采规范》附表4-3“松散层底部黏性土层厚度大于累计采厚”的条件并按最大值选取,即4A,遂提出评价基岩含层的保护系数分区阈值Bi=(0,4)。根据保护系数和分区阈值,可将评价区划分为突水区(Bs≤0)、危险区(0

关键词：顶板水害风险评价保护系数分区阈值 “三区”划分

大都市郊区旅游型乡村土地利用转型过程与机理分析——以南京市郊佘村为例

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地理科学进展 2024年第6期43卷 1060-1073页

作者：乔伟峰柴逸贝王佳炜李琛南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏常州经济开发区建设局江苏常州213025 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 南京师范大学乡村振兴研究院南京210023

深入开展典型城郊村域土地利用转型过程与机理分析,对于落实城郊村乡村振兴发展战略、探索城郊村转型发展路径具有重要意义。论文以南京市江宁区佘村为例,采用文献研究法、参与式农村评价方法、GIS空间分析方法,从微观视角揭示其1980—2... 详细信息

深入开展典型城郊村域土地利用转型过程与机理分析,对于落实城郊村乡村振兴发展战略、探索城郊村转型发展路径具有重要意义。论文以南京市江宁区佘村为例,采用文献研究法、参与式农村评价方法、GIS空间分析方法,从微观视角揭示其1980—2020年的土地利用显性与隐性形态转型过程。结果表明:(1)佘村土地利用数量结构和空间布局发生了巨大变化,林地和耕地面积持续减少,商业用地、交通运输用地和公共管理与公共服务用地面积持续增加,工矿用地先增加后减少;(2)佘村土地生产功能经历了由农业生产功能向工业生产功能再向旅游业生产功能的转变,生活功能不断加强,生态功能先减弱后不断加强,土地呈现多功能复合化;(3)在资源禀赋、政策制度、市场需求、土地利用主体等因素作用下,佘村形成了当前的村域圈层式布局结构,完成了从生活和生产空间向消费空间的转型。大都市郊区旅游型乡村经历了农业发展、工业发展和旅游服务业发展三大阶段,土地利用类型多元化、功能复合化、经营主体多样化程度不断加深。未来要时刻把握乡村内源驱动和城市的外源驱动对土地利用形态的共同影响,因地制宜地推进新型城镇化和促进城乡融合。研究结果可为城郊村转型发展提供实证案例和理论参考。

关键词：大都市郊区村域尺度土地利用转型南京市郊佘村

分子体系自由能地貌图的变分分析及AI算法实现

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物理学报 2024年第6期73卷 82-94页

作者：杜泊船田圃吉林大学生命科学学院长春130012 吉林大学人工智能学院长春130012

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开... 详细信息

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开,且跨越路径有可能不止一条.另外很多体系涉及非线性行为,这使得理论解析和直接使用分子模拟都有很大困难.针对这些挑战,多年来研究者们发展了多种多样的增强采样方法,但往往需要很多经验选择和操作,从而一方面使得研究进程较为缓慢,另一方面也让误差控制成为困难.变分虽然在物理、统计和工程中已经被广泛应用并取得巨大成功,但在复杂分子体系中的应用却随着神经网络的发展刚刚开始.本文将对这些探索性工作的主要方向、进展和局限进行简要总结,也对将来的可能发展给出展望,希望能够激发更多对基于变分的分子体系自由能地貌图人工智能算法的关注和努力,促进大分子药物、分子生物机器等实践应用的发展.

关键词：变分神经网络复杂分子体系自由能地貌图

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多目标跟踪中基于次模优化的轨迹片段生成方法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 995-1004页

作者：孙瑾杜官明南京航空航天大学民航学院南京211106

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文... 详细信息

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文将轨迹片段的生成问题转化为运筹学中的设施选址问题,并进而提出基于次模优化的轨迹片段生成方法。该方法融合梯度(HOG)和颜色(CN)两个互补特征进行目标表征,并根据运动信息设计权重系数提高目标匹配准确度,最后提出具有约束的次模最大化算法实现全局范围内的数据关联生成轨迹片段。通过在多个基准数据集上的对比实验,表明该文算法在保证性能的同时能有效处理遮挡问题。

关键词：多目标跟踪轨迹片段数据关联次模优化

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石灰岩脆性损伤演化和声发射特征研究

地下空间与工程学报 2024年

作者：杨东辉乔伟苏经纬程虹铭宁掌玄山西大同大学煤炭工程学院

脆性是深部岩体最重要的力学性质之一。为研究石灰岩脆性损伤演化机制,开展了单轴压缩下石灰岩声发射试验,分析了脆性指数与损伤变量和b值的关系。结果表明:(1)石灰岩裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力占峰值应力的比值分别为31.3%... 详细信息

脆性是深部岩体最重要的力学性质之一。为研究石灰岩脆性损伤演化机制,开展了单轴压缩下石灰岩声发射试验,分析了脆性指数与损伤变量和b值的关系。结果表明:(1)石灰岩裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力占峰值应力的比值分别为31.3%、43.0%、85.5%;(2)石灰岩脆性指数平均为0.32,均方差为0.009,随脆性指数上升,特征应力对应的损伤变量逐渐减小,损伤变量由“正比例函数”增长逐渐变为“凹形幂函数”增长,临界破坏阶段存在损伤加速现象;(3)在单轴压缩条件下,随脆性指数上升,石灰岩剪切破坏减弱、张拉破坏增强,脆性指数能够较好地表征其破坏形式;(4)石灰岩声发射累计振铃计数、累计能量和累计幅值与时间曲线存在明显的四个阶段:微增期、平静期、陡增期、骤降期,且平静期幅值均小于80 dB,曲线总体呈台阶状上升趋势。脆性指数越大,平静期越长,陡增期越短,b值突点对应应力与峰值应力比值越大;(5)b值曲线呈先上升后下降趋势,b值突点均在平静期结束点之前,这两点均能准确预警石灰岩失稳破坏,随脆性指数上升,b值突点出现越晚,越接近峰值。研究成果为围岩稳定性控制和动力灾害监测预警提供重要参考。

关键词：石灰岩脆性单轴压缩损伤变量声发射