第17卷第2期2002年4月 地球科学进展 ADVANCE I N E ARTH SCIE NCES V ol.17 N o.2 Apr.,2002 文章编号:100128166(2002)022******* 深部高应力下的资源开采与地下工程① ———香山会议第175次综述 关 键 词:深部开采;地下资源;理论与技术 中图分类号:X75 文献标识码:B 随着社会与经济发展需求的日益增长和矿山工程技术体系的进步和完善,资源开采不断地在向深部发展。然而用浅部开采条件下的地质作用特征和矿压显现规律来推断深部开采地质状况,无疑远远不够且蕴含着极大的风险。因此,对深部高应力条件下的资源开采与地下工程进行统一的、三维的、系统的多元研究,以揭示其中的一系列基本科学问题,构筑我国在深部高应力条件下资源开采的相关的基础理论和地下工程技术体系,显得尤为重要。 香山科学会议于2001年11月5日至7日在北京香山召开了以“深部高应力下的资源开采与地下工程”为主题的香山科学会议第175次学术讨论会。 谢和平教授(中国矿业大学)、钱鸣高院士(中国矿业大学)、古德生院士(中南大学)被聘为本次会议执行主席。 1 矿山采掘业现状与深部资源开采的发展趋势 深部开采和地下工程是未来发展必然趋势。据不完全统计,国外开采超千米深的金属矿山有80多座,其中南非最多。南非绝大多数金矿的开采水平都在1000m以下。其中,Anglog old有限公司的西部深水平金矿,采矿深度达3700m;West Driefovten 金矿,矿体赋存地下600m,并一直延伸至6000m 以下。印度的科拉尔(K olar)金矿区,已有3座金矿采深超2400m,其中钱皮恩里夫金矿共开拓112个阶段,总深3260m。俄罗斯的克里沃罗格铁矿区,已有捷尔任斯基、基洛夫、共产国际等8座矿山采准深度达910m,开拓深度到1570m,将来要达到2000～2500m。另外,加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过1000m。 我国已探明的煤炭资源量占世界总量的11.1%,今后相当长的历史时期内仍需保证煤炭的高产稳产。我国煤炭资源埋深在1000m以下的为29500万亿吨,占煤炭资源总量的53%。目前煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加,东部矿井正以每10年100～250m的速度发展,预计在未来20年很多煤矿将进入到1000m到1500m的深度。在我国,一批金属矿山近年也已进入深部开采,例如红透山铜矿目前开采已进入900～1100m深度;冬瓜山铜矿现已建成2条超1000m竖井来进行深部开采;弓长岭铁矿设计开拓深度750m,距地表达1000m;夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延深至1050 m;湘西金矿开拓38个中段,垂深超过850m。此外,还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。 深井开采势在必行,已是国际矿业的重要研究领域。国外深井开采研究起步较早,最早观察到岩爆是在1900年的印度科拉尔金矿。美国大西洋(Atlantic)矿,1906年5月26日发生了一次较大的岩爆,当时估计的地震强度达到了里氏3.6级。美国密西根工业大学存有一份Lake Superior铜矿发生岩爆的报告(1939年出版)。南非金矿赋存较深,早在1908年就成立了专门委员会研究深井岩爆问题。加拿大于1928年在安大略(Ontario)矿首次出现岩爆,M orris on于1942年完成了一份研究报告,至今仍被视为这方面的经典岩爆研讨报告。 20世纪80年代以来,深井开采的事故越来越严重。以南非为例,在南非深部金矿的开采中,由于地震等事件诱发的岩爆、岩石冒落,使南非的采矿工业成为最危险的工业之一。一些有深井开采矿山的 ① 收稿日期:20022012181
1.边界层理论概述 (1) 1.1 边界层理论的形成与发展 (1) 1.1.1 边界层理论的提出 (1) 1.1边界层理论存在的问题 (2) 1.2 边界层理论的发展 (2) 2边界层理论的引入 (3) 3 边界层基础理论 (4) 3.1 边界层理论的概念 (4) 3.2 边界层的主要特征 (6) 3.3边界层分离 (7) 3.4 层流边界层和紊流边界层 (9) 3.5 边界层厚度 (10) 3.5.1 排挤厚度 (11) 3.5.2 动量损失厚度 (11) 3.5.2 能量损失厚度 (12) 4 边界层理论的应用 (14) 4.1 边界层理论在低比转速离心泵叶片设计中的应用 (14) 4.2 边界层理论在高超声速飞行器气动热工程算法中的应用 (14) 4.3 基于边界层理论的叶轮的仿真 (15) 参考文献 (17)
1.边界层理论概述 1.1 边界层理论的形成与发展 1.1.1 边界层理论的提出 经典的流体力学是在水利建设、造船、外弹道等技术的推动下发展起来的，它的中心问题是要阐明物体在流体中运动时所受的阻力。虽然很早人们就知道，当粘性小的流体（像水、空气等）在运动，特别是速度较高时，粘性直接对阻力的贡献是不大的。但是，以无粘性假设为基础的经典流体力学，在阐述这个问题时，却得出了与事实不符的“D'Alembert之谜”。在19世纪末叶，从不连续的运动出发，Kirchhoff，Helmholtz，Rayleigh等人的尝试也都失败了。 经典流体力学在阻力问题上失败的原因，在于忽视了流体的粘性这一重要因素。诚然，在速度较高、粘性小的情况下，对一般物体来说，粘性阻力仅占一小部分；然而阻力存在的根源却是粘性。一般，根据来源的不同，阻力可分为两类：粘性阻力和压差阻力。粘性阻力是由于作用在表面切向的应力而形成的，它的大小取决于粘性系数和表面积；压差阻力是由于物体前后的压差而引起的，它的大小则取决于物体的截面积和压力的损耗。当理想流体流过物体时，它能沿物体表面滑过（物体是平滑的）；这样，压力从前缘驻点的极大值，沿物体表面连续变化，到了尾部驻点便又恢复到原来的数值。这时压力就没有损失，物体自然也就不受阻力。如果流体是有粘性的，哪怕很小，在物体表面的一层内，流体的动能在流体运动过程中便不断地在消耗；因此，它就不能像理想流体一直沿表面流动，而是中途便与固体表面脱离。由于流体在固体表面上的分离，在尾部便出现了大型涡旋；涡旋演变的结果，就形成了一种新的运动“尾流”。这全部过程是一个动能损耗的过程，也是阻力产生的过程。 由于数学上的困难，粘性流体力学的全面发展受到了一定的限制。但是，在粘性系数小的情况下，粘性对运动的影响主要是在固体表面附近的区域内。 从这个概念出发，普朗特（Prandtl）在1904年提出了简化粘性运动方程的理论——边界层理论。即当流体的粘度很小或雷诺数较大的流动中，流
金属矿深部开采现状与发展战略 发表时间：2019-07-29T17:11:50.437Z 来源：《防护工程》2019年8期作者：杨天清 [导读] 综述了国内外金属矿山开采现状及研究进展，聚焦深部开采主要工程技术难题，从开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升，提出了解决我国深部开采难题的战略建议。 招金矿业股份有限公司夏甸金矿企审科 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，在调研国内外众多金属矿山和收集大量相关文献的基础上，综述了国内外金属矿山开采现状及研究进展，聚焦深部开采主要工程技术难题，从开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升，提出了解决我国深部开采难题的战略建议。 关键词：深部开采；动力灾害；高温热害；深井提升；战略建议 引言 进入深部开采后，在高地应力的环境下首先要面临巷道变形、岩爆、塌方、冒顶、突水等开采动力灾害问题。其次，岩层温度随开采深度的增加逐步上升，严重影响工人作业和设备运转。此外，深部开采面临的地质情况复杂，提升高度的增加将加大提升难度，影响生产安全，因此深部开采对深井提升技术也有更高要求。鉴于此，本文作者对国内外金属矿山深部开采现状进行归纳总结，针对深部高地应力开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升等工程技术难题，从战略性的角度提出了解决深部开采难题的关键工程科技发展战略。 1深部开采主要技术难题 1.1高地应力引发的开采动力灾害 深部高地应力场引起岩爆、塌方、冒顶、突水等开采动力灾害，严重威胁深部开采安全。地应力随深度的增加以线性的速率增加。岩爆是采矿开挖引起的扰动能量在岩体中聚集和突然释放的过程。地应力越大，开采扰动能量越大，岩爆发生概率和震级越大。我国地下金属矿进入深部开采的时间较晚，上世纪进入深部开采的矿山很少，因此观测到岩爆的矿山很少，时间较晚，规模也不大。红透山铜矿20世纪80年代开采到400m时，就发生过轻微岩爆，开采深度达到700m后岩爆逐渐频繁发生，1999年发生了2次较强岩爆，破坏力相当于500-600kg（TNT当量）。冬瓜山铜矿1999年发生了较强岩爆，造成大量锚杆钢筋网破坏。 1.2深井开采中的高温环境与热害治理 地下岩层温度随着矿井开采深度的增大而升高。据统计，常温带以下，深度每增加100m，岩层温度一般将提高1.7-3.0℃左右。通常情况下，千米以上的深井，岩层温度将超过人体温度，如南非西部矿井，在深部3000m处，岩层温度最高可达80℃。目前，我国开采深度超过1000m的地下金属矿山已达16个，开采深度超过700m的地下金属矿山有100多处。据各地统计资料，开采深度超过700m的矿井的岩层温度大都超过35℃，有的接近40℃，最高的达到近50℃。如：安徽罗河铁矿，在700m的深度，东部测得的岩温值为38℃，西部为42℃；广西河池高峰锡矿700m深度达到40℃；山东三山岛金矿825m深度达到38.5℃；安徽庐江泥河铁矿870m深度达到40.9℃。这样的温度值远远超过我国《地下矿山安全规程》规定的“采掘工作面空气温度不得超过28℃”的标准。高温导致工作面条件严重恶化，给设备的安全运行、生产效率、工人的健康、劳动生产率等带来严重影响。当地下作业环境温度过高时，地下作业人员的注意力、判断和协调反应能力会降低，影响工人的工作效率，严重的将导致事故的发生。据统计资料，矿内环境气温超标1℃，工人作业劳动生产率会下降7%-10%。因此，必须采取有效的降温措施，井下工作面环境保持合理的温度和湿度，才能保证深部地下开采的正常开展。 1.3深井采矿的提升能力和提升安全问题 提升是采矿过程中与开挖同等重要的一个环节，随着开采深度增大，提升高度成倍增加，不但使生产效率大幅度下降、生产成本大幅度增加，而且对生产安全构成严重威胁。 2解决深部开采难题的关键工程科技发展战略 2.1深部开采动力灾害（岩爆）预测与防控 金属矿山深部开采动力灾害包括：岩爆、塌方、冒顶、突水等，以岩爆为重点。岩爆是在地应力的主导下发生的采矿动力灾害，是采矿开挖形成的扰动能量在围岩中聚集、演化和在围岩出现破裂等情况下突然释放的过程。地应力存在于地层中本处于自然平衡状态，开挖扰动引发地应力释放，形成“释放荷载”导致围岩变形和应力集中。当岩体中聚集的变形势能达到一定程度，在一定条件下突然释放产生冲击破坏，就形成了岩爆。岩爆研究历史已有大半个世纪，国内外学者提出了各种岩爆的理论和学说，但大多仍停留在探讨和经验阶段，至今没有形成对岩爆机理的准确认识和具有实用性的岩爆预测与防控技术。为了满足金属矿深部开采安全的要求，应在已有工作积累基础上，将岩爆研究重点从判据研究转移到预测与防控研究上来。岩爆发生必须具备两个必要条件：一是采矿岩体必须具有贮存高应变能的能力并且在发生破坏时具有较强冲击性；二是采场围岩必须有形成高应力集中和高应变能聚集的应力环境。因此，岩爆预测研究应与开采计划结合，从刚度、强度、能量、岩体损伤等多方面入手，定量分析定性预测。对于岩爆防控，首先改善采矿方法，优化开采布置、端面形态的方法，避免开采过程中应力过于集中，减少扰动能量聚集。其次，采用防治结合的支护方式，包括提前应力解除爆破，改善围岩的物理力学性质，喷、锚、格栅、钢架加固围岩等措施。综上所述，目前在岩爆诱发机理和预测理论上的研究已经取得重要进展，但在岩爆实时监测和精准预报方面还缺乏可靠技术，准确的岩爆实时预报，特别是准确的岩爆短期和临震预报还难以做到。对此应该在超前理论预测的基础上，除了采用传统的应力、位移、三维数字图像扫描（3GSM）、声波监测、微震监测等手段外，还需进一步研究新的探测技术和方法，精准监测深部开采过程中岩体能量聚集、演化、岩体破裂、损伤和能量动力释放的过程，为岩爆的实时预测预报提供可靠依据。 2.2深井降温与热害治理 我国对矿井降温技术的研究开始于20世纪60年代，1964年淮南九龙岗矿第一次使用了矿井局部制冷系统。目前国内外常见的深井降温技术可分为非人工制冷降温技术和人工制冷降温技术两类。非人工制冷降温包含热源隔离、预冷岩层、填充采空区等多种方法，但应用最多的是矿井通风系统。通过改进通风方式、提高通风能力，可以起到明显的降温效果。若将风流预冷后送入井下，通风降温效果会更好。但它的缺陷在于降温成本较高、降温能力小，如果矿井热害严重，很难满足需求。人工制冷降温技术是目前金属矿山应用较为广泛的降温
摘要:图式理论对提高英语写作发表相关能力有着重要的作用。本文介绍了图式理论的基本要义及图式理论与英语写作的关系,并探讨了在句型教学、段落教学和语篇教学中激活和构建图式知识的方法。 关键词:图式;英语;写作教学 随着我国对外开放的进一步深入和加入世界贸易组织,我国国际间的交流变得日益频繁。因此,全社会对大学生英语交际能力的要求越来越高,全面提高大学生英语的听、说、读、写能力也变得越来越重要。而写作能力无疑是交际能力的重要体现之一。而且,对于高校学生来说,能够准确、流畅地用英语写文章已成为全国英语四、六级考试要求的基本技能之一。既然英语写作能力如此重要,这就要求广大英语教师在写作教学中寻求一个适合的英语写作教学方法,从而有效地提高学生英语写作能力。近几十年,图式理论受到了很多英语专家及英语教学工作者的关注,并已被运用于大学英语阅读教学与 听力教学。图式理论同样也能为提高英语写作教学发挥作用。 一、图式的基本要义 自从1932年英国著名心理学家F. C. Barlett在其著作《记忆》(Remembering)中提出图式概念以来,图式已被不同的心理学家和语言学家冠以不同的定义和形式。例如,Schank和Abelson(1977)用图式来表示人们常遇到的情景的原型知识( Stereotypical Knowledge); Carrell和Eisterhold(1983) 把图式定义为学习者以往习得的知识(即背景知识)的构架(structure); Eysenck和Keane(1990)则认为,图式是被组织起来的一族概念,即图式涉及通用知识,人们可以用它来表示或表征事件、事件系列、格言、情景、关系和物体等。Cook(1992)将图式定义为话语加工过程中所必需的思想表达(a mental representation essential to discourse processing)[1]。而鲁梅哈特认为,图式是认知的基石, 一切信息加工都要建立在图式的基础之上。总而言之,“图式”是指每个人过去获得的知识在头脑中储存的方式,是大脑对过去经验的反映或积极组织,是被学习者储存在记忆中的信息对新信息起作用 的过程,以及怎样把这些新信息丰富到学习者知识库中的过程。图式中每个组成成分构成一个空档(slot),当新信息和存在的背景知识融合在一起并被放到合适的空档时,图式便形成了。图式可以大致分为四类:1、语言图式( linguistic schema):指语言知识及运用语言的能力。2、内容图式(content schema):包括依赖篇章情境的图式和读者已有的背景知识的图式,也就是语篇内容的背景知识。3、形式图式( formal or organizational schema):指的是不同语篇关于文章形式、组织结构的知识。4、策略图式(strategy schema):指的是英语学习者的学习技巧等[2]。 二、图式知识与英语写作教学 图式理论(Schema Theory)认为:人们在接受和理解新事物的时候,需要在新事物和已知的概念、过去经历等有关对客观世界的认识,即背景知识之间建立起联系。人们能否理解和接受新事物,取决于头脑中的知识结构(图式结构),输入的信息必须与原有的图式结构相吻合:如果缺乏原有的图式结构,新旧知识之间就存在着鸿沟。因此,许多的英语专家和英语教学工作者纷纷把“图式理论”应用于英语阅读教学和听力教学中。笔者认为,“图式理论”也同样适用于写作教学。因为写作与阅读和听力有着相似的信息处理过程。阅读和听力属于信息输入过程。这个过程需要读者成功的激活自己已具备的图式,从而才能达到成功的理解材料。而阅读属于输出信息过程。这个过程也同样需要成功地激活和构建与写作相关的图式知识。下面就简单地介绍一下如何在写作教学中激活和构建图式知识。
岩爆发生机理与治理措施 摘要：岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一，目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法，但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的 施工经验，并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。 关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理 岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。在地下洞室的修建过程中，由于开挖使地应力重新分布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力的作用不断增强，首先产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。 2、岩爆的分类 根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆主要发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一般破坏性不大；断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，主要表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌，破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆，从本质上讲，岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果，而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏（如错动），
深部矿井开采技术问题 摘要:本文根据我国主要深部矿区30余对矿井的实地调查、部分井下观测和25个矿务局的函调材料,对我国煤矿深部开采的基本状况及其在开采中遇到的巷道维护、冲击地压、瓦斯突出及地热等主要问题作了总结和剖析,并就今后煤矿深部开 技术问题提出了几点看法和建议。 1煤矿深部开采的现状及趋势 深井开采技术是当今世界主要深井开采国家(如德国、原苏联、波兰等)十分关注的问题之一。随着我国煤矿开采规模的扩大,开采深度的逐渐增加,深部开采中遇到的各种技术问题日益增多,对当前的煤矿生产和今后矿井建设的影响日趋严重。因此,研究深部开采问题,对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源无疑有特别重要的意义。 我国是世界第一产煤大国,1997年原煤产量13.3亿吨。全国主要国有矿区90多个,井工开采的生产矿井588对(1996年统计)。据不完全统计,采深超过800m的深井19对,其中开滦矿务局赵各庄、沈阳矿务局彩屯矿采深超过1000m,新汶矿务局孙村矿、华丰矿、长广七矿采深超过800m。“八五”期间新打深井65个,平均深度588m,其中700~800m的井筒28个,800~1000m的井筒13个,1000m以上井有12个。 据煤炭资源开发和资源保护研究指出,在我国预测总储量中73.2%埋深在1000m 以下,浅部储量较少。因此,深井开采技术不仅是目前一些深矿井面临的问题,而且从长远看,它将是我国今后进一步开发利用深部煤炭资源的带有战略意义的问题。 2深井开采的主要技术问题 2·1矿压显现加剧,巷道维护困难随着矿井采深的不断增加,一方面,巷道断面必需加大,据对开滦矿区统计,近10年间采深平均增加100m,岩石巷道断面平均增加8.1%,煤、半煤岩巷平均增加32%;另一方面,地压增大,在深部高应力作用下,围岩移动更为剧烈,巷道产生变形破坏更为严重。在调查的超过700m的深井中,巷道矿压问题普遍严重,底鼓成为常见的地压现象,特别在采准巷道中尤其严重。失修和严重失修巷道比例增加,据开滦局调查统计,井深1000m时巷道失修率约是同条件下500~600m埋深巷道失修率的3~15倍,部分矿井巷道失修和严重失修率达20%以上。巷道维修占用大量人力物力,林西矿井深800m,巷道维修工占井下工人的比重为7.00%~10.50%。很多深部巷道由于严重破坏无法行人、行车而被迫停产反修。且常常出现前掘后修、重复反修的象。深井巷道维护问题已成为整个矿井生产系统中的最薄弱环节。 出现上述现象的主要原因是客观上井深、围岩应力增加。主观上没有充分认识深井巷道矿压规律,巷道支护形式不能适应深井巷道围岩变形的要求,支护形式、支架参数
采矿工程学科前沿与进展 ——深部技术开采及发展趋势 姓名： 班级：采矿1101班 学号：1111104007
深部技术开采及发展趋势 随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。 开采深度小于300m，称浅井开采。在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。 开采深度300～800m，称为中深井开采。根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。 开采深度超过800m，为深井开采。在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。 与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。 预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。采剥工艺的选择，贵在因地制宜。对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。2.2 地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365 座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。 对此，深部开采岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害控制、预报与防治技术，深部开采的采、掘技术，深部开采通风与降温技术将在对正在或逐步进行的深井矿山开采技术研究及理论研究的基础上获得快速发展。难采矿开采面临一系列特殊的技术难题。如松散破碎矿体顶板与围岩稳定性控制技术，流砂含水层覆盖的
第38卷 第1期 煤田地质与勘探 Vol. 38 No.1 2010年2月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Feb. 2010 收稿日期: 2009-06-06 基金项目: 国家自然科学基金项目(50534090); 国家重点基础研究发展计划(973计划) 项目(2005CB221506); 贵州省科技 厅工业攻关项目(黔科合GY 字(2006)3029); 贵州省科技厅科技基金项目(黔科合J 字(2006)2109); 教育部春晖计划项目(Z2007-1-52010) 作者简介: 李希建(1967—), 男, 湖南张家界人, 博士, 教授, 从事矿井瓦斯防治研究工作. 文章编号: 1001-1986(2010)01-0007-07 煤与瓦斯突出机理研究现状及分析 李希建1, 2，林柏泉1 (1. 中国矿业大学安全工程学院, 江苏 徐州 221008; 2. 贵州大学矿业学院, 贵州 贵阳550003) 摘要: 对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述；阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法及其历史发展过程和研究现状；分析了这些研究成果的不足之处，提出了煤与瓦斯突出机理的研究方向。研究表明，煤与瓦斯突出机理已经从单因素向多因素发展，综合作用假说得到了普遍认可，这为防突工作提供了理论依据。认为，煤与瓦斯突出准备机理、失稳与平衡机理、发展机理、传播机理和煤与瓦斯突出带分布规律研究是煤与瓦斯突出机理需要深入研究的方向。 关 键 词：煤与瓦斯突出；机理；研究现状；研究方向 中图分类号：TD713.1 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.002 Status of research and analysis on coal and gas outburst mechanism LI Xijian 1, 2, LIN Baiquan 1 (1. School of Safety Engineering , China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China ; 2. School of Mining , Guizhou University , Guiyang 550003, China ) Abstract: In order to discuss the orientation of research on coal and gas outburst mechanism, research findings of coal and gas outburst mechanism were presented in this paper, Different thoughts and methods of research on coal and gas outburst mechanism were expounded, so were the processes of development and current situation of re-search on coal and gas outburst mechanism. Limitations of existing research findings on coal and gas outburst mechanism were analyzed. Orientation of research on coal and gas outburst mechanism was proposed as well. Currently, research on coal and gas outburst mechanism has developed from single-factor level to multiple-factor level and hypothesis of comprehensive function of multiple-factor has received wide acceptance, which has built theoretical basis for outburst prevention measures in coal mine. Domestic researchers have made abundant achievements in the research on mechanism of coal and gas outburst, which has advanced and developed the mechanism. It was believed that the mechanisms of outburst preparation, outburst instability and balancing, out-burst development, outburst transmission of coal and gas, as well as the regularity of distribution of regions where coal and gas outburst tend to take place are the research orientation for deepened study of the mechanism of coal and gas outburst. Key words: coal and gas outburst ；mechanism ；research actuality ；orientation of research 煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象，也是一种非常严重而又比较普遍的威胁煤矿安全生产的自然灾害。自从1834年3月22日，在法国的鲁阿雷煤田伊萨克矿井发生了世界上第一次煤与瓦斯突出开始，据报道，目前大约有18个国家有煤与瓦斯突出发生，分别是中国、法国、俄罗斯、波兰、日本、匈牙利、比利时、英国、捷克、保加利亚、澳大利亚、荷兰、德国、加拿大、罗马尼亚、南斯拉夫、印度和南非。其中前5个国家的突出情况最为严重[1－9]。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家，自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。随着采掘深度不断增加，地应力与瓦斯压力不断加大，煤与瓦斯突出矿井的数目会不断增多，突出次数也将日益频繁。因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务 之急。
收稿日期：2011-04-10 作者简介：康立新（1971—），女，河南巩义人，河南科技大学副教授，硕士生导师。 国内图式理论研究综述 康立新 （河南科技大学，河南洛阳471003） 摘要：采用定性研究与定量研究相结合的方法，对30年来国内图式理论研究的现状做了一个较为全 面的评述。主要从以下3个方面进行了梳理：（1）图式理论研究的发展阶段；（2）图式理论研究的现状；（3）国内图式理论研究的趋势。在此基础上，分析了目前国内图式理论研究领域存在的不足和今后的研究方向。 关键词：图式理论；国内；综述中图分类号：H0文献标识码：A 文章编号：1007－905X （2011）04－0180－03 Jul.，2011 Vol.19No.4 河南社会科学 HENAN SOCIAL SCIENCES 2011年7月 第19卷第4期 自从20世纪七八十年代以来，国外图式理论逐渐发展为一种成熟的理论，引起了国内哲学、心理学、认知科学和外语教学等学科领域的广泛关注。本文拟根据中国期刊网（CNKI ）核心期刊上的发文量，对国内30年（1980—2010年）来图式理论研究的研究发展阶段、现状及其研究趋势等做一个较为全面的述评，以期对未来国内图式理论的研究有所帮助。 一、图式与图式理论 早在1781年，“图式”概念由哲学家Kant 首先提出，他认为图式就是纯粹先验想象力的产物或者说是学习者以往习得的知识的结构［1］。随之，不同的学者从各自不同的研究背景运用不同的研究方法对图式进行了研究。 根究西方哲学家的一般理解，图式就是用来组织、描述和解释我们经验的概念网络和命题网络。认知心理学家认为，人们在认知过程中通过对同一类客体或活动的基本结构的信息进行抽象概括，在大脑中形成的框图便是图式［2］；心理学家认为图式是储存于人们记忆之中的由各种信息和经验组成的认知结构；Piaget 、Rumelhart 等人认为图式由表示概念要素的若干变量所组成，是一种知识框架及分类系统［3］；语言学家Carroll 把图式看做是语义记忆的一种结构[1]。 尽管不同的学科领域对图式有不同的表述，但有一点达成了共识：图式首先是一种结构。 1932年，心理学家Bartlett 在其《记忆》一书中首次提出 了图式理论。他认为图式是对先前反应或经验的一种积极组织，是储存在学习者大脑中的一种信息对新信息起作用的过程及学习者知识库吸收新信息的过程［4］。20世纪80年代，Rumelhart 又进一步发展并完善了这一理论，把图式理 论解释为以等级层次形式存储于长时记忆中的一组“相互作用的知识结构”或“构成认识能力的建筑砌块”。即图式理论就是系统深入地探讨长时记忆在理解过程中的作用的一种理论模式［1］。 从图式到图式理论的演变和发展这200多年的历史过程，凝聚了哲学家、心理学家、人工智能专家等诸多学者专家的心血。 二、国内图式理论研究的发展阶段 纵观国内研究内容，其发展大致可分为三个阶段：第一阶段（1980—1990年），理论介绍阶段。这一阶段发文量不多，研究内容主要是对图式的介绍和解读，涉及的主要的学科领域为哲学。 第二阶段（1991—2000年），理论介绍与应用并存阶段。人们除了对理论继续引进和介绍外，已意识到图式理论的应用问题，开始把图式理论应用到阅读、翻译等领域，但研究方法主要是思辨性的，涉及的学科领域已从哲学扩展到了心理学、认知科学和外语教学领域。 第三阶段（2001—2010年），理论应用阶段。这一阶段图式理论研究的发文量急剧增加，并且图式理论的研究逐渐从理论介绍走向理论的应用，尤其是在外语教学领域的应用，且研究方法趋于严谨。 三、国内图式理论研究的现状 自20世纪80年代以来，经过30年的发展研究，国内关于图式理论的研究已经取得了比较丰硕的成果。 （一）图式理论在哲学领域 图式理论起源于哲学，自20世纪80年代传入中国后，哲学领域首先给予了关注。纵观图式理论在哲学领域的研 · ·180
缓蚀剂地作用机理、研究现状及发展方向 1缓蚀剂地作用机理 缓蚀剂地作用机理概括起来可以分为两种,即电化学机理和物理化学机理[1].电化学机理是以金属表面发生地电化学过程为基础,解释缓蚀剂地作用.而物理化学机理是以金属表面发生地物理化学变化为依据,说明缓蚀剂地作用.这两种机理处理问题地方式不同,但它们并不矛盾,而且还存在着某种因果关系. 1.1缓蚀剂地电化学机理 金属地腐蚀大多是金属表面发生原电池反应地结果,这也是造成浸蚀腐蚀最主要地因素,原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1].如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中地任何一个或两个,原电池反应将减缓,金属地腐蚀速度就会减慢.把能够抑制阳极反应地缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应地缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应地缓蚀剂称为混合型缓蚀剂. 重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂.阳极型缓蚀剂对阳极过程地影响是：（1）在金属表面生成薄地氧化膜,把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]. 阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应地过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电地过电位抑制氢离子放电反应,例如,Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中地酸性物质,降低氢离子浓度,提高析氢过电位,使氢离子在金属表面地还原受阻,减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜,如有机缓蚀剂中地低分子有机胺及其衍生物,都可以在金属表面阴极区形成多分子层,使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中地溶解氧,降低腐蚀反应中阴极反应物地浓度,从而减缓金属地腐蚀. 混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程地影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物,这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀地作用,磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等地缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质,能够形成复杂胶体体系地化合物可作为有效地缓蚀剂,例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附,形成吸附膜达到缓蚀地目地,明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附,吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附,故都可以起到缓蚀地作用[2].
我国思维导图研究综述 天台县坦头镇中心小学课题组 [摘要] 通过统计 1985—2011年间我国学者在思维导图研究方面所发表的论文,归纳思维导图在我国研究的现状,指出国内思维导图研究的特点和不足以及在读图时代进一步研究的价值和意义。 [关键词] 思维导图;本体研究;教育;教学 思维导图(MindMap)是20世纪60年代初,英国学者托尼·布赞(Tony Buzan)基于对脑神经生理科学的研究，类比自然万物放射性性状，在分析了人们的笔迹习惯，以及在训练“学习障碍者”的实践中，逐渐形成的关于放射性思维及其图形表达的研究成果。1971年,这些成果被结集成书，广泛地应用于教育学习、商业决策等领域。如今英国已经把思维导图作为国民中小学的必修课程，新加坡、韩国、日本、德国、美国等国家的教育教学机构也已经开始对该课题进行研究和探索。 在我国,思维导图是一个相对较新的概念，读图时代的到来使它具有强烈的时代感和现实意义。“图”的使用使我们能大量快速地汲取信息，但同时它的魅影也遮蔽了我们对本真世界的深度认知，对“读书”还是“读图”的争论一直没有停止过。思维导图的出现，不仅是作为一种教学或认识手段，更重要的是作为一种知识和对象的新的存在方式，它衍生于对文本、思维想象的形象解读，反过来又影响着人们对文本、思维想象的再认识，弥合了文与图各自表达上的不足，使阅读成为一种创造性的思维活动，使“书”与“图”的对立统一于“思维导图”，体现了语言、文字、图像三者之间密切的关系内容。人们普遍认为，语言关乎逻辑，文字关乎语言，而图画则关乎意义，对“图”的过度推崇会削弱对语言文字的观照，进而削弱逻辑思维能力，思维导图的出现却说明，“图”不是人类逻辑思维的倒退，而是对人类逻辑思维的有力补充，有效地利用图形，可以系统、深化人类知识，不断创新，推动社会前进。 本文通过统计分析相关的文献,对思维导图在中国的发展状况做了一个简单的梳理。 1985 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 期刊论文 1 2 1 2 1 3 5 2 6 5 6 4 9 11 14 30 41 28 21 42 46 69 58 67 98 29 硕士论文 6 17 29 16 11 14 16 12 4 6 3 1 博士论文 5 7 6 3 3 3 2 2 3 5 1 会议论文 1 3 2 1 2 1
Engineering 3 (2017) 432–433 https://www.doczj.com/doc/8016634575.html,/10.1016/J.ENG.2017.04.027 2095-8099/? 2017 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of the Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.doczj.com/doc/8016634575.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). Editorial Challenges in the Mining and Utilization of Deep Mineral Resources Meifeng Cai a , Edwin T. Brown b ,c a Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China b Golder Associates Pty. Ltd., Brisbane, QLD 4064, Australia c The University of Queensland, Brisbane, QLD 4072, Australia As Mote et al. [1] have noted in this journal, advances in the fields of engineering science and technology have played an indispensable role in shaping the social and economic development of humankind. However, the continuing development of science and technology, along with the world’s ever-growing population, is consuming the earth’s resources, including its mineral resources, at what may ul-timately prove to be unsustainable rates. After hundreds of years of mining, the more accessible shallow mineral resources are being depleted, and some have now been completely exhausted. This means that the economic exploitation of more of the earth’s deeper mineral resources is now required in order to meet society’s grow-ing demand for minerals. This demand is not only for the traditional metallic ores and energy sources, but also for minerals such as rare earths, which are being used at an increasing rate with the advent of new technologies in the fields of communication, power generation, and power storage, among others. The efficient mining and utiliza-tion of deep mineral resources is not one of the Grand Challenges for Engineering that were identified in recent years by the US National Academy of Engineering, the UK Royal Academy of Engineering, and the Chinese Academy of Engineering (CAE), as listed by Mote et al. [1]. However, it is clear that traditional and newer mineral resources will be required in order to develop solutions to most of the Grand Challenges that have been identified. Exploitable mineral resources exist at great depth in the form of a number of orebody types in a range of geological and geometrical settings. The current seven deepest mines in the world mine tabu-lar or stratiform gold deposits in the Witwatersrand Basin of South Africa. The deepest of these mines are now around 4 km deep. The next deepest mines in the world are two base metal mines in Cana-da, which are about 3 km deep. For the purpose of this discussion, deep mining is taken to involve mining at depths of more than 1 km. The effective development and extraction of deep mineral resources face a number of engineering challenges arising from factors such as high in situ and induced stresses, and the responses of variable rock masses to these stresses; high in situ temperatures, and the associated ventilation and cooling requirements; the dif-ficulty and cost of exploring deep, and sometimes blind, deposits; the complex and difficult mining conditions that are often encoun-tered; safety concerns leading to the desirability of developing non-entry methods of mining; and methods and costs of handling mined ore at depth and transporting it to the surface. In some extreme cases, new, low-cost, and non-traditional methods of ex-traction will be required. Against this background, deep mining has been identified as an important topic for research under China’s State Key Research and Development Program, with several State Key Laboratories hav-ing been established under that program. This special issue of the CAE’s journal, Engineering , focuses on Efficient Exploitation of Deep Mineral Resources; it follows on from a China Engineering Science and Technology Forum on the same topic that was held in Beijing in October 2016, and was sponsored by the CAE. The proceedings of that forum will be published by Higher Education Press, Beijing, in September 2017 [2]. The Guest Editors are grateful to the CAE for this opportunity to assemble this special issue of Engineering ; we also offer our thanks to those who have provided contributions and to those who have taken part in the associated review and editorial processes. This special issue contains the following five papers by selected interna-tional and Chinese authors: (1) “Some challenges of deep mining,” by Charles Fairhurst: This stimulating paper by one of the world’s most distinguished mining engineers is written from the perspective of a reader who does not necessarily have a background in mining or rock engineering, and thus provides a valuable introduction to this special issue. (2) “Monitoring, warning, and control of rockburst in deep metal mines,” by Xia-Ting Feng and colleagues: As noted by Professor Fairhurst, the understanding and alleviation of rockbursts have long provided one of the major safety and rock engineering challenges for deep mining. This paper reports on some recent advances made in Contents lists available at ScienceDirect jo ur n al h om e pag e: w w https://www.doczj.com/doc/8016634575.html,/locate/eng Engineering Meifeng Cai Edwin T. Brown