项目名称： 煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治
基础研究
首席科学家： 姜耀东 中国矿业大学（北京） 起止年限： 2010年1月-2014年8月
依托部门： 教育部 国家安全生产监督管理总局
一、研究内容
（一）关键的科学问题
随着矿井深度和开采强度的不断增加，与浅部开采相比，深部采区的地质构造、应力场特征、煤岩体的破碎性质与动力响应特征、岩层移动以及能量的积聚释放规律均发生了显著变化，深部矿井动力灾害的致灾机理、触发条件、演化规律以及显现特征不同于浅部煤矿工程。目前，我国煤炭资源已转入深部开采，但相关的基础研究还不够系统深入，缺乏对深部开采条件下动力灾害的孕育-发生-演化机理、基础科学问题以及预警防治对策的系统研究，亟待在相关的基础理论方面取得突破，建立煤矿深部动力灾害综合防治的理论与技术体系。
针对国家能源的重大需求以及煤炭深部开采中存在的重大问题，本项目拟解决以下四个关键科学问题：
1、地质赋存条件对深部煤矿动力灾害的作用机制及量化分析方法
在长期的地质演变过程中深部煤岩体内蕴藏着巨大的变形能，其储能程度和原岩应力分布既取决于煤岩体的硬度、致密性和矿物成分，也取决于地质构造、断层、褶曲的程度。同时深部煤层开采时坚硬顶板(特别是厚层砂岩顶板)的运动失稳也是导致矿柱和采场巷道工作面发生瞬时冲击动力灾害的诱因。因此深部煤岩动力灾害与煤岩组分、断层、褶曲、原始应力场和构造应力异常密切相关，如何科学定量描述地质赋存条件的作用机制及其与煤矿动力灾害的相关性是一个共性科学问题。通过研究这一科学问题，揭示煤岩体的冲击倾向性、地质构造和原岩应力条件对煤矿深井动力灾害成灾的作用机制。
2、深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特征
深部煤岩体通常为含有节理裂隙的层状结构。深部煤炭的集中开采强烈扰动使得采场和巷道周围的煤岩体不可避免地发生变形和破坏从而形成断续结构。在多次开采扰动和长期的流变过程中，这种断续结构煤岩体会出现新的破裂和强度不断衰减的循环过程，从而导致大变形、强流变和超低摩擦效应，在一定条件下将会引起冲击地压、顶板大面积来压、矿震等煤矿动力灾害。在深部煤炭开采工程中，巷道围岩的破坏并不意味着巷道的失效，围岩的突发性动力破坏是由于断续煤岩体结构特征、外载荷作用、岩石卸压与能量释放的共同作用结果。因此通过探索深部断续煤岩体的变形破坏规律和工程动力响应特征这一科学问题，研究断续煤岩体结构特征及破裂后的变形破坏特征，研究允许围岩破坏但限制其变形发展的稳定条件，从而搞清楚巷道围岩破裂后（峰后）的力学响应、围岩失稳特性及其演化规律和动力失稳控制对策。
3、采动应力分布、能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理
开采前煤岩体处于深部三维应力平衡状态下，开采活动打破了原有的应力平衡，导致采场三维空间中的宏观应力场与能量场的重新分布，这种应力场与能量场的动态演化与发展必然为动力灾害的孕育、发生和发展创造条件。因此采动应力分布和能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理是本项目的重要科学问题。通过回答这一科学问题，揭示深部裂隙煤岩体在开采过程中的能量积聚与释放机制、能量场的时空演化规律以及动力灾变的能量触发条件，提出基于能量突变的深部煤岩体动力失稳的模型与判别准则和能量分析体系。
4、深部煤矿动力灾害的多参量监测预警与防治的理论与方法
在深部煤矿动力灾害孕育发展过程中，煤岩体中的应力状态将发生变化并同时伴随能量的释放，其中，微震、声发射、电磁辐射就是这种释放过程的物理效应之一。研究煤岩体在变形破坏过程中的应力、微震、声发射、电磁辐射等前兆信息规律，通过监测、分析井巷和采场附近煤岩体的应力变化及微震、声发射和电磁辐射活动等前兆信息的多参量动态变化趋势，就可以建立煤岩动力灾害监测预警系统进行预警预报和有效的防治。因此，研究深部煤矿动力灾害的前兆信息、多参数识别理论与预警模型，是进行灾害准确预测和有效防治的前提，是急需解决的科学问题。同时从冲击地压等动力灾害发生的条件入手，研究如何实现对煤岩体弹性能积聚与释放进行有效控制的开采方法与防治技术(如深孔断顶爆破、定向水力致裂等)，从而实现对深部煤矿动力灾害的有效预防。
（二）主要研究内容
围绕上述关键科学问题，具体研究内容如下：
1. 深部煤矿动力灾害的地质构造条件、原岩应力特征及相互作用机制
研究我国深部煤层地质构造特征，探索煤层、顶底岩层空间结构、宏观力学性质与动力突出之间的关系，从本质上把握煤、岩石的宏观力学特性及其冲击倾向性的内在属性；研究煤层断层褶曲构造特征与构造应力分布规律，建立地球物理信号精细探测响应特征和反演解释理论和综合探测方法；研究煤岩石矿物成分和细观结构与冲击倾向性的耦合关系和模型描述，构建煤、岩石组分和细观结构冲击倾向性的判别准则。
2．深部断续煤岩体的变形破坏规律及其动力响应特征
研究深部煤岩石在载荷作用下(包括加载和卸荷)破裂后演化（后破裂）规律及其力学特性，探索煤、岩石微结构、裂隙分布特性对岩石破裂及其演化的影响规律，获取岩石破裂后继续破碎过程中强度衰减的真实演化特征；研究断续煤岩体的结构变形破坏规律，探讨不同尺寸结构煤岩体的变形机制、结构面效应和破坏准则；研究断续煤岩体的结构面变形和断层错动过程中超低摩擦效应和动力响应特征，揭示深部煤矿动力灾害的致灾机理。
3．深部采动应力场时空分布规律及对动力灾害孕灾过程的控制机理
研究深部高地应力与强开采条件下覆岩破断方式、覆岩空间结构形式和运动规律，建立覆岩空间结构模式与动力灾害的关系模型；研究“覆岩空间结构-空间应力场-区域性冲击”与“局部应力异常-局部微震”的多尺度深部动力灾害的触发机制、孕灾过程及判别准则，建立覆岩空间结构运动与采动应力场耦合过程中的应力突变、能量激增的非线性动力学模型；揭示深部开采诱致覆岩运动与采动应力场时空分布对动力灾害孕灾过程的控制机理。
4．深部开采过程中能量场的时空演化规律与多因素耦合致灾机理
研究深部原岩应力场与动态开挖耦合条件下的煤岩体动力失稳破坏的机理及触发条件，揭示开挖过程中原岩应力场与能量场的变化规律、能量积聚与演化的时空规律以及多因素耦合灾变机理；从能量角度研究深部岩体动力失稳的力学机理、触发条件；提出基于能量突变的深部岩体失稳破坏的能量准则；建立开采扰动下深部岩体动力灾害的能量分析体系。
5．深部煤矿动力灾害的监测预警理论与综合防治方法
研究煤岩动力灾害发生的不同信息前兆特征及其耦合特征、变化规律和演变机理；探索煤岩动力破坏全过程的可测信息特征及变化规律；建立深部煤岩动力灾害的多参量前兆信息识别理论；研究优化开采设计防治煤矿深部动力灾害的理论和动力灾害解危技术方法，建立适合我国煤矿深部动力灾害综合防治的理论与技术体系。
二、预期目标
揭示深部煤矿动力灾害的发生机理，发展和完善深部煤矿动力灾害相关的矿山压力理论，探讨深部煤矿动力灾害的地球物理探测方法，建立深部煤矿动力灾害防治的理论体系和技术方法，为深部煤炭资源的安全、高效开发和我国深部煤炭工业基地的可持续发展提供科学依据和理论基础，促进相关学科基础理论的发展。
在国内外核心学术期刊发表论文150篇以上，其中SCI、EI收录论文100篇以上，有重要国际影响的论文20篇以上，出版著作3-5部。申请专利6-8项。在深部煤矿动力灾害预测与防治研究领域，取得一批具有国际影响的研究成果。培养博士后、博士生和硕士生70-80名，凝聚和培育国内一批高水平研究队伍，培养本领域的优秀科学家及创新团队。建立国内一流深部煤矿动力灾害研究平台，完成1-2个深部煤矿动力灾害监测与防治的示范工程，为我国煤炭工业的可持续发展奠定理论与技术基础。
三、研究方案
（一）学术思路
本项目以国家重大需求和学科前沿为导向，针对动力灾害多学科交叉的特点，以冲击地压、顶板大面积来压、矿震为重点研究对象，探讨深部动力灾害威胁煤层安全开采的重大科学问题。以岩层运动、矿山压力和地质力学思想为指导，以地球物理、数学、力学和灾变学为主要手段和方法，重点研究深部煤矿动力灾害的地质力学基础、采动环境下力学条件变化以及由此引发的煤岩体在“时间-空间-强度”方面的动力响应规律；在此基础上，研究这种动力响应规律在物理场、能量场以及相互作用效应的监测原理，为建立监测预警和控制技术体系奠定理论基础，总体学术思路见图2。
图2 总体学术思路
以深部煤岩结构在应力场、构造场以及震动波作用下的动力响应为基础，研究微震、声发射以及电磁辐射的前兆信息特征参数及其临界值，揭示前兆信息多参量与应力、煤岩结构的物理力学参数、能量耗散以及震动波强度之间的关系，形成煤岩动力灾害的多参量监测理论与预警技术。
（二）技术路线
本项目将采用现场调查、室内试验、理论分析、数值仿真和现场试验相结合的研究方法对深部煤矿动力灾害的灾变机制及其防护措施开展深入细致的研究工作。
应用地震勘探和测井理论与技术，建立地球物理信号精细探测响应特征和反演解释理论和综合探测方法，探索煤层、顶底岩层空间结构、宏观力学性质与动力突出之间的关系; 采用扫描电镜、工业CT、核磁共振、数字散斑等先进的观测手段, 考察深部煤岩体的微结构特征、裂隙特征和块系结构特征, 从本质上把握煤、岩石宏观力学特性及其冲击倾向性的内在属性；研究煤岩石矿物成分和细观结构与冲击倾向性的耦合关系和模型描述，构建煤、岩石冲击倾向性判别准则。
改变传统的以纯煤、顶底板岩石试样的物理力学性质为基础的研究方式，针对深部煤炭的集中开采强烈扰动下煤岩体断续节理结构的特点，研究岩石破裂后继续破碎过程中强度衰减的真实演化规律，考察断续煤岩体结构特征及破裂后的变形破坏特征，研究断续煤岩体的结构面变形和断层错动过程中超低摩擦效应和动力响应，揭示深部煤岩峰后力学响应、失稳特性及其演化规律和动力失稳控制对策。
深部煤矿动力灾害的孕育、发生和发展创造条件与采动应力分布和能量场的时空演化关系密切。冲击地压、顶板大面积来压、矿震发生的本质就是承受高地应力的采场巷道周围煤岩体内，积聚大量弹性能量突然释放的过程。从能量角度研究深部岩体动力失稳的力学机理，建立覆岩空间结构运动与采动应力场耦合过程中的应力与能量突变的非线性动力学模型，进而提出深部动力灾害的多尺度触发条件、失稳判别准则和能量分析体系。
以新汶矿业集团、开滦矿业集团和鸡西矿业集团等动力灾害矿井为对象，通过监测、分析井巷和采场附近煤岩体的应力变化及微震、声发射和电磁辐射活动等前兆信息的多参量动态变化趋势，研究煤岩体在变形破坏过程中的各种前兆信息及其耦合特征、变化规律和演变机理，建立深部煤岩动力灾害的多参量前兆信息识别理论与预警模型，研究优化开采设计防治煤矿深部动力灾害的理论和动力灾害解危技术方法，建立适合我国煤矿深部动力灾害综合防治的理论与技术体系。
总体技术路线框图（见图3）。
图3 总体技术路线图
（三）创新点与特色
本项目突出深部开采的空间范围大、强度高、扰动剧烈、动压危害大、介质属性复杂的特点，开展高应力、强卸荷、反复扰动共同作用下动力灾害孕灾过程的系统研究，成果体现形式既有机理层面的探讨、又有理论与方法层面的研究，同时还有应用层面的工程实践，不仅可推进相关学科的进展，也是我国资源开发可持续发展所迫切需要解决的重大问题。
本项目的创新点和特色具体体现在：
1. 从深部煤岩体动力破坏过程中能量积聚和释放的本质特征出发，针对深部煤岩体结构的断续属性，探讨采动应力与能量场的时空演化规律、相互作用及多因素耦合致灾机理，揭示深部煤矿动力灾害孕育和发生的能量积聚、传递、转化与释放规律，提出基于能量突变的深部煤岩体动力失稳破坏的判别准则；
2. 针对动力灾害诱发不同类型继发性灾害的特点，探索局部动力灾害诱发继发性灾害与顶板整体失稳的力学机理，揭示动力灾害激增机制及其与支护体系的互馈效应，建
立考虑动力灾害激增机制与支护体系互馈效应的深部矿井复合动力灾害的多参数分析模型；
3. 针对深部开采条件下覆岩空间结构运动与采动应力场耦合特点以及应力与能量突
变的动力学过程，建立“覆岩空间结构-空间应力场-区域性冲击”与“局部应力异常-微震”的深部动力灾害多尺度非线性动力学模型，从而揭示不同尺度、不同量级动力灾害相互耦合的孕灾过程和触发机制；
4. 借助数据融合中的主元素分析方法，通过监测不同地质条件下采动诱发的微震等
多参量前兆信息，建立前兆信息、致灾因子与动力灾害危险性关系的量化分析模型，提出煤矿深部动力灾害预测与主动解危的理论和方法，实现从被动救灾向主动防灾的重大转变。
（四）取得重大突破的可行性分析
1．学科与队伍优势
项目依托中国矿业大学、煤炭科学研究总院、四川大学、北京科技大学、辽宁科技大学、安徽理工大学和山东科技大学等相关研究领域的优势单位，集中各相关研究单位的优势共同研究深部煤矿动力灾害的基础理论，而且这些单位承担过本领域国家973项目、国家自然科学基金重大项目、国家科技支撑项目等一批国家重大科学研究计划。研究队伍集中了国内煤矿动力灾害的主要研究力量，对相关研究内容已经进行了长期的研究，取得了一系列研究成果。
项目依托单位拥有2个国家重点实验室和教育部等8个省部级重点实验室。项目组邀请了5位院士担任学术顾问（钱鸣高、宋振琪、周世宁、谢和平、彭苏萍）。研究队伍由30名学术骨干组成，其中教授/研究员20名，副教授/高工8名，博士学位获得者26人，并长期工作在科研、教学、实验室和工程现场一线。有国家杰出青年基金获得者2人、“百千万人才工程”国家级人选5人、“孙越崎青年科技奖”获得者7人、教育部“新世纪优秀人才支持计划”1人，部分研究骨干曾作为国家自然科学基金创新研究群体和3个教育部创新团队的成员。形成了一支多学科交叉、老中青结合、以优秀中青年科学家为骨干、具有良好合作基础的研究团队，为本项目的顺利实施提供了人才保障。
2．工作基础优势
（1）研究基础与工作积累
项目组人员长期从事煤矿工程灾害孕灾的地质构造条件、煤岩体力学特性、致灾机理、矿压显现规律以及监测预警与综合防治等方面的基础理论与工程应用研究，特别是近五年来，结合我国能源与煤炭科技的重大需求，通过参加和完成国家自然科学基金重大项目“深部岩体力学基础研究与应用”，973项目“灾害环境和工程扰动过程中应力传递与能量释放规律及自适应调控”、自然科学基金创新群体项目“矿山岩石力学基础理论研究与工程应用”、国家科技支撑项目“深部开采煤岩动力灾害多参量识别与解危关键技术及装备”等项目研究，在深部煤矿工程动力响应与动力灾害的致灾机理、深部煤矿岩层运动与采动应力场分布规律、深部煤矿动力灾害的监测预警与综合防治理论等方面取得了重要进展，在国内外形成了初步影响，完成了为完成本项目研究奠定了基础。
在深部煤矿工程动力响应与动力灾害的致灾机理方面，中国矿业大学（北京、徐州）、四川大学、辽宁工程技术大学等单位利用先进的科学实验手段和分析方
法研究了不同加载条件下冲击倾向性煤岩体的变形破坏规律以及细观破裂演化诱致煤岩体发生冲击失稳的机理；深部煤岩体的微结构特征、裂隙特征和块系结构特征，以及深部煤岩组合试件的拉伸、压缩响应、动力学特性和深部煤岩结构的变形破坏规律；深入地阐述了冲击地压发生的内在机理和条件；基于能量耗散与释放原理，从理论上探讨岩石变形破坏过程中能量耗散、能量释放与岩石强度和整体破坏（灾变）的内在联系。指出内部能量耗散与能量释放是控制岩石损伤至整体破坏的两个不同的物理力学过程，能量耗散使岩石产生损伤，并导致岩性劣化和强度丧失；能量释放则是引发岩石整体突然破坏的内在原因；给出了基于能量耗散的损伤与强度丧失准则和基于可释放应变能的整体破坏准则。针对工程扰动诱发冲击地压灾害的问题，利用实验和数值分析手段，研究了不同诱发因素下岩体失稳以及工程体的响应规律；提出了放炮震动诱发巷道围岩失稳的能量判别准则；模拟分析了不同煤层厚度、原岩应力和顶底板刚度条件下，采场煤岩体的应力场和弹性应变能的变化规律和分布特征；运用能量方法，提出了放炮震动诱发巷道围岩失稳的能量判别准则；基于能量耗散原理的煤岩体冲击地压机理与破坏分析，建立了基于非平衡态热力学的冲击地压失稳的判断方法; 在Lippmann 冲击地压基本理论的基础上，建立了冲击地压三维力学数学模型，分析了煤层整体突出前临界状态下的应力分布情况；得出了更合理的煤层突出范围度量指标以及煤层整体平动式突出倾向性的判定方法。
在深部煤矿岩层运动与采动应力场分布规律方面，北京科技大学、山东科技大学、煤炭科学研究总院、安徽理工大学等单位运用高精度微地震定位技术监测了深部开采条件下多种边界条件采场覆岩空间结构的运动规律和应力场迁移规律、岩体三维空间破裂规律，提出了长壁采场覆岩空间结构理论，并成功应用于评价冲击地压发生的可能性、预计矿井瓦斯涌出量、预计关键层运动及采场顶板压力；系统地研究了覆岩空间结构及其应力场分布特征；通过数值分析方法模拟研究了采场围岩结构工程响应特征、三维应力场分布特征，提出用采煤工作面三维“应力壳”观点来解释了采煤工作面周围的矿山压力显现规律。
在深部煤矿动力灾害的监测预警与综合防治理论方面，北京科技大学、中国矿业大学（徐州）、煤炭科学研究总院等单位研究了矿震构造活动型、顶板断裂冲击型和煤柱冲击型三种不同震源机制，分析了矿震孕育、发生与开采过程的关系；建立了开采扰动势模型，揭示了矿震发生及其规模与开采深度、开采量、断层构造和应力环境的关系，解决了定量预测矿震发生时间、空间和强度的难题；开发出采矿地球物理方法－电磁辐射预测矿井动力灾害技术，研制出“便携式电磁辐射冲击地压（突出）监测仪”，并成功地进行了现场试验和应用。采用微地震监测技术分析了煤矿冲击地压前兆信息，通过追踪岩石破裂在空间上的发展，成功地揭示了冲击地压发生的机理，为预测冲击地压、确定解放层参数等提供了依据；成功地实施了煤层卸载爆破、深孔断顶爆破、开采保护层、合理开采布置等技术来防治煤矿冲击地压，积累了丰富的经验。
项目组长期从事煤矿动力灾害研究，在新汶、徐州、兖州、大屯、鹤岗、华亭、平顶山、义马、邯郸、丰城、南桐、鄂尔多斯等地区开展了煤矿动力灾害的防治工作，为本项目研究提供了有利条件。
（2）实验室工作基础
中国矿业大学（北京、徐州）“煤炭资源与安全开采”和“深部岩体力学与地下工程”两个国家重点实验室具有较扎实完善的研究基础，实验室拥有一批高性能的先进设备，包括国内第一台可供固体样品微区分析的激光微探针-飞行时
间型二次离子质谱仪，可做正负离子及同位素组成微区分析；粉末X射线衍射仪和原子吸收光谱仪，可供物相、矿物的定量和伴生元素的测定；X射线荧光光谱仪，可供煤中主量和微量元素的测定；带能谱仪的扫描电镜、MPV-III显微镜光度计，精密偏光显微镜、高速离心机、显微FTIR光谱仪、微波消解仪等分析仪器。同时拥有Disp-24通道岩层失稳声发射监测系统、TDS-6微震信号采集系统、地应力测试系统、RIS K2地质力学探测雷达、钻孔红外成像仪、多波地震仪、瞬变电法仪等工程物探仪器和开发平台，由17套服务器和工作站与大型软件构成的煤矿高分辨三维地震资料处理解释系统等，可对深部煤岩材料变形破裂过程中的声发射、电磁辐射、微震等效应进行测试研究。工业计算机断层扫描系统（ICT）、EHF-EG200KN型全数字液压伺服实验系统、EHF-UG500KN型全数字液压伺服三轴实验系统、AutoGraph AGS-H5KN型精密电子万能实验机、1000吨级的多功能真三轴特大型试验机，三维多功能岩层控制实验系统、20MN高温高压伺服控制岩体三轴试验机、MTS815电液伺服材料试验系统、煤岩体水力致裂试验系统、SEM高温疲劳实验系统、SPM-9500J2型扫描探针显微镜、高速摄影机、TVS-8000KⅡ红外热成像仪、PhotoStress Plus System反射式光弹仪系统、大尺度激光表面粗糙仪、高性能并行计算机、HP8000图形工作站、DELL 1400SC 型服务器等高端计算机和虚拟现实开发及显示投影系统、先进的岩土工程数值模拟计算软件ANSYS、ABAQUS、FLAC3D、UDEC3D、PFC等为项目研究提供了良好的条件。
（3）项目组织与管理方式
以国内长期从事预防煤矿煤矿动力灾害技术及基础研究、并与国际同行具有广泛合作交流的中国矿业大学（北京、徐州）作为项目申报单位，联合我国本领域科研实力最强的煤炭科学研究总院、北京科技大学、四川大学、辽宁工程技术大学、山东科技大学和安徽理工大学等骨干单位，形成跨部门、多学科交叉的整体联合研究队伍。
项目将采取首席科学家负责制，实行首席科学家与课题负责人两级责任管理；设立学术咨询专家组进行指导和监督，建立定期检查制度。项目拟分为6个课题，课题负责人对首席科学家负责，并接受咨询专家监督。项目将设立专家工作组，由各课题负责人和国内外本领域知名专家组成，严格按照国家重点基础研究规划项目的管理条例实行动态管理，定期举行有本领域国内外知名学者参加的国际学术研讨会和课题负责人工作会议，确保项目内容的顺利完成。
四、年度计划
第一年度：项目启动协作阶段（2010年）
组建项目专家组和管理组，制定项目运作、协调和管理方案，完成课题及专题的详细论证，编制课题和专题的计划任务书，落实具体研究计划，全面启动研究工作。
针对各课题的研究需求，选择2-3个典型工程；开展相关资料的调研和分析，广泛汇聚煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治方面的研究资料，为全面开展研究工作做好准备。
研究我国深部煤层地质构造特征，探索煤层、顶底岩层空间结构、宏观力学性质与动力突出之间的关系；研究深部煤岩石在载荷作用下(包括加载和卸荷)破裂后演化（后破裂）规律及其力学特性，探索煤、岩石微结构、裂隙分布特性对岩石破裂及其演化的影响规律；研究深部高地应力与强开采条件下覆岩破断方式、覆岩空间结构形式和运动规律，建立覆岩空间结构模式与动力灾害的关系模型；研究深部原岩应力场与动态开挖耦合条件下的煤岩体动力失稳破坏的机理及触发条件；研究煤岩动力灾害发生的不同信息前兆特征及其耦合特征、变化规律和演变机理。
发表论文10篇。
第二年度：主要研究阶段（2011年）
掌握深部煤岩层的地应力状态和构造应力分布规律，研究深部煤岩体的微结构特征、裂隙特征，揭示深部煤岩层的构造特征、深部断层的地质特征、深部巷道和采场围岩的块系结构特征；获取岩石破裂后继续破碎过程中强度衰减的真实演化特征，研究断续煤岩体的结构变形破坏规律；研究“覆岩空间结构—空间应力场—区域性冲击”的深部动力灾害的触发机制、孕灾过程及判别准则；揭示开挖过程中原岩应力场与能量场的变化规律、能量积聚与演化的时空规律以及多因素耦合灾变机理；探索煤岩动力破坏全过程的可测信息特征及变化规律。
发表论文30篇，申请专利2项，培养博士后与博士生5名，出版专著1部。
完成项目的中期评估。
第三年度：主要研究阶段（2012年）
研究煤层断层褶曲构造特征与构造应力分布规律，建立地球物理信号精细探测响应特征和反演解释理论和综合探测方法；探讨不同尺寸结构煤岩体的变形机制、结构面效应和破坏准则；研究“局部应力异常—局部微震”的深部动力灾害的多尺度触发机制、孕灾过程及判别准则；从能量角度研究深部岩体强冲击破坏和强流变失稳的力学机理、触发条件；建立深部煤岩动力灾害的多参量前兆信息识别理论。
发表论文40篇，申请专利2项，培养博士后与博士生20名，出版专著1部。
第四年度：主要研究阶段（2013年）
研究煤岩石矿物成分和细观结构与冲击倾向性的耦合关系和模型描述；研究断续煤岩体的结构面变形和断层错动过程中超低摩擦效应和动力响应特征；建立覆岩空间结构运动与采动应力场耦合过程中的应力突变、能量激增的非线性动力学模型；提出基于能量突变的深部岩体失稳破坏的能量准则；研究优化开采设计
防治煤矿深部动力灾害的理论和动力灾害解危技术方法。
发表论文40篇，申请专利2项，培养博士后与博士生25名，出版专著2部。
第五年度：研究成果汇集、验证和项目总结阶段（2014年）
构建煤、岩石冲击倾向性判别准则；揭示深部煤矿动力灾害的致灾机理；揭示深部开采诱致覆岩运动与采动应力场时空分布对动力灾害孕灾过程的控制机理；建立开采扰动下深部岩体动力灾害的能量分析体系；建立适合我国煤矿深部动力灾害综合防治的理论与技术体系。
发表论文40篇，申请专利2项，培养博士后与博士生40名，出版专著2部。
煤矿开采动力灾害防治研究及应用 发表时间：2016-11-09T15:30:41.700Z 来源：《低碳地产》2016年13期作者：方亮 [导读] 【摘要】煤矿动力灾害是地球内动力驱动地壳运动和开采扰动的共同作用所造成的结果。本文通过对海孜矿Ⅲ1011工作面回采期间动力灾害预测指标测定，研究煤矿动力灾害特性，从而制定动力灾害防治措施，通过这些措施的有效落实，保证了采煤工作面的安全顺利回采。 淮北矿业集团袁店二井煤矿安徽亳州涡阳 236800 【摘要】煤矿动力灾害是地球内动力驱动地壳运动和开采扰动的共同作用所造成的结果。本文通过对海孜矿Ⅲ1011工作面回采期间动力灾害预测指标测定，研究煤矿动力灾害特性，从而制定动力灾害防治措施，通过这些措施的有效落实，保证了采煤工作面的安全顺利回采。 【关键词】动力灾害；预测指标；防治措施；预处理措施；及时解危措施 煤矿动力灾害是地球内动力驱动地壳运动和开采扰动的共同作用所造成的结果，煤矿动力灾害主要发生在地质构造比较复杂、地应力较大、断裂活动比较显著的矿区。煤矿动力灾害的发生机理十分复杂，一般认为其机理为岩体储存的弹性能大于岩体破坏的塑性耗能，剩余能量以动能形式产生冲击波向周围传播。[1]随着煤矿开采深度的增加及地质情况的变化，煤矿动力灾害愈来愈突出，主要表现在煤与瓦斯突出和冲击矿压。我国主要采煤省区不同程度地受动力灾害的威胁。 本文通过对海孜矿Ⅲ1011工作面回采期间动力灾害预测指标测定，研究煤矿动力灾害一定的规律性，从而制定动力灾害防治措施，通过这些措施的有效落实，保证了采煤工作面的安全顺利回采。 一、工作面概况 淮北矿业集团海孜煤矿Ⅲ1011工作面为海孜煤矿Ⅲ101采区东翼第一个回采工作面，东到DF34断层，西至DF10断层，浅部为Ⅱ10113采空区，深部为预留煤柱（120m），收作线位置距DF10断层40m，见图1。工作面走向长468m，倾斜宽142m，煤厚1.4～6.9m，平均3.6m，可采储量31.2万吨，开采标高-630.7～-721.4m。 Ⅲ1011工作面整体为一NW向倾斜单斜构造，地层产状变化较大，一般在10°～21°之间，平均16°，根据巷道实际揭露情况：工作面断层较发育，揭露大小断层共计17条，落差在0.2～24m之间。回采范围内主要受4条断层影响，其中DF6在机巷为落差2.5m的正断层，在切眼为落差5.0m的逆断层；DF5正断层沿回采方向延伸，走向上影响约180m。同时工作面回采期间不排除揭露落差小于3.0m的隐伏断层。Ⅲ1011工作面上覆未发育火成岩。 工作面回采煤层为10煤层，煤种为焦煤，属煤与瓦斯突出煤层，实测最大原始瓦斯压力为1.8MPa，最大原始瓦斯含量8.53m3/t。经区域解突措施后最大残余瓦斯含量为3.47m3/t，最大残余瓦斯压力0.22Mpa（表压）。 工作面采煤方法为综合机械化采煤，直接冒落法管理顶板。支架选型为ZY6800/19/40。 二、提前准备工作 1、地面注浆充填 2015年7月11日至10月1日对上区段Ⅱ10113离层区实施了注浆充填，累计注干灰量33763t。形成了一定宽度的支撑带，达到了设计提出的预期目的。项目于2015年10月18日通过专家阶段成果评价。 2、地应力监测系统 于2015年10月8日开始安装，10月20日安装调试完成。分别在Ⅲ1011机、风巷各安装了7组共28个监测探头，每组间隔为25m，深浅结合，深孔10m，浅孔5m，初始压力5Mpa。 3、超前大直径深孔卸压 于2015年10月6日早班开钻，孔径133mm，孔深不小于90m，孔间距2m。截至10月28日已完成4018.7m/44孔，超前工作面118m。 4、动力灾害危险性评价 项目由中国矿业大学承担，于2015年8月提交《海孜煤矿Ⅲ1011工作面动力灾害分析与防治方案》报告，2015年10月18日集团公司组织专家进行验收，并通过。报告确定III1011工作面冲击危险性综合指数为0.38，等级为弱冲击危险。
项目摘要 项目名称：基于生物信息的药靶高通量筛选及功能研究 主要建议人姓名： 院士 院士 教授 教授 研究员 建议首席科学家姓名、年龄、单位： 40岁 37岁 经费预算金额：2800万元 摘要正文： 疾病对人类的健康和生存构成重大威胁，是世界各国面临的最重要的社会问题之一。当前和今后相当长的时期内药物将是疾病治疗的最主要手段，但由于历史、经济及观念等原因，与发达国家相比我国在药学相关基础研究，特别是创新药物的的基础研究和开发领域比较落后，导致医药产业基础较差，药品来源长期依赖于仿制和进口，每年进口药品达40亿美元以上。在中国加入WTO以后，一方面，由于知识产权保护的限制，药品仿制不可能再成为我国医药产业的中长期目标；另一方面，由于成员国之间的低关税，国外药品将会更多地进入中国市场。这不仅严重影响到我国人民的用药和健康问题，同时也将威胁我国医药产业的生存和发展，进而影响我国医药产业对国民经济的贡献度。因而，建立和发展我国自主的创新药物基础研究和开发体系成为当务之急，缺乏疾病特异性药靶是当前新药研究和开发的瓶颈。同时，对现有药物与机体相互作用机理认识的局限性是造成药物毒副作用的主要原因。因此，药靶的研究是新药研究和开发及临床合理用药中急需解决的重大科学问题。 当前比较成熟的药靶仅500个左右，远不能满足新药研究和开发的需求。估计人类基因中应该有3000-5000个可以作为药物的靶标。由此看来，药物靶标的研究不仅是必须的，而且有很大的探索空间。充分利用有效的靶标发现和功能验证技术，从现有大量的基因组学等信息资源中寻找重大疾病治疗药物的关键靶分子并分析其多态性对药物疗效和毒副作用的影响，为新药研究和开发提供靶标，并为临床安全用药提供理论依据是完全可能的。药靶的研究不仅具有重大的社会
煤炭基础知识
煤炭基础知识 一、煤炭的生成 煤炭的生成。煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并在细菌的作用下，直到植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。这个过程，叫做泥炭化过程。这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。当泥炭层形成后。有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板）。被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。如果有更高的温度，最终可能变成石墨。成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件。（2）气候条件。（3）地理条件。（4）地壳运动条件。 二、煤炭的分类及各类煤的主要特征和用途 (1)煤炭按煤的用途分为：动力煤、炼焦煤、喷吹煤及无烟煤 凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于
动力用煤，简称动力煤； 作为生产原料，用来生产焦炭，进而用于钢铁行业的煤炭种，称为炼焦煤； 钢铁行业高炉喷吹用的喷吹煤； 无烟煤块煤主要应用是化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造锻造等行业；无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹。 我国约1/3的煤用于发电，目前平均消耗为标准煤（7000大卡）370g/kw.h。 (2)煤炭按粒度分类：经简单筛选后剩下的大块有烟煤,筛选常用通过网目大小来规定最小尺寸的块度。 块煤:﹥13mm,最大块不得大于300mm 主要分为三类混煤 末煤（助燃用）：粒度﹤13mm (3)煤炭按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类，具体分类如下： 1.褐煤（HM） 它是煤化程度最低的煤。其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐煤蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。 2.长焰煤（CY） 它的挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。
地质灾害文献综述 一、引言 2008年5月12日14时28分，四川汶川发生里氏8.0级强烈地震。汶川大地震不仅震级高、释放能量大、破坏力强、波及面广，而且由于强震发生在四川盆地西部地质环境原本就比较脆弱的中、高山地区，因而触发了大量的崩塌滑坡地质灾害，其数量之多、分布之广、类型之复杂、破坏之巨大，举世罕见。我国是世界上地质灾害最严重的国家之一。每年因地质灾害造成的直接经济损失占自然灾害总损失的20%以上，直接影响了人民的生活，制约了社会的可持续发展。 1976 年，前国际工程地质协会主席Arnould 教授在发表的题为“地质灾害—保险和立法及技术对策”一文中提出了“地质灾害(geological hazard)”一词，他把滑坡、崩塌、泥石流、地震灾害看成是一种地质灾害。1987 年12 月11日第42 届联合国大会通过的第169 号决议把20 世纪的最后十年确定为“国际减轻自然灾害十年”(International Decade for Natural Disaster Reduction，IDNDR)行动计划之后，地质灾害一词频繁出现于专业文献及新闻媒体。地质灾害一词共有三种表达方式:geological disaster，geological hazard，geo-hazard。地质灾害是自然灾害的一种，地质灾害是指造成人类生命财产损失和环境破坏的地质事件，上世纪中叶以来，我国工程地质灾害发生的数量、发生频率以及地质灾害造成的经济损失等都呈明显上升趋势。 二、国外地质灾害研究概况 20世纪60年代以前，地质灾害研究方法及理论不很成熟，地质灾害工作主要局限于灾害形成机理、分布规律及趋势预测研究，重点调查分析灾害的形成与活动过程，具有浓厚的工程地质色彩。基本以地质灾害调查及风险评价居多，重点通过地质历史背景，地质灾害详细情况分析研究地质灾害形成条件及形成机理；由地质灾害历史及地质灾害遗迹恢复地质灾害发生的时间演化规律及其影像范围。 70年初期，法国专家提出了ZERMOS法进行滑坡危险性分区研究，该理论认为滑坡的空间分布不是单因素所能控制，因此需要两个及两个以上的因素控制其发育，并利用两种主控因素建立了滑坡分区的数学模型，对法国局部山区进行了滑坡危险性分区研究。 20世纪70年代以后，随着地质灾害的频繁发生以及对社会安定及经济的严重影响，国外一些发达国家，在灾害研究方面拓展了研究领域，在继续深入研究地质灾害形成机理的基
2007年6月军事运筹与系统工程Jun.2007 第21卷第2期M ilitary Operati ons Research and Syste m s Engineering Vol.21No.2 论武器装备体系的配套建设 袁良斌,孙琰,张卓 (军械工程学院,河北石家庄050003) 摘 要:科学优化武器装备体系,加强装备配套建设,是适应一体化联合作战要求的重要举措,是军事斗争准备的重要内容,是打赢信息化战争的重要前提。武器装备的体系配套建设,是一项涉及武器装备需求论证、体系优化、研制生产以及装备调配、管理、训练、人才培养等多方面、多层次的系统工程。 关键词:武器装备;体系优化;配套建设 中图分类号:E917文献标识码:A文章编号:1672-8211(2007)02-0074-04 20世纪80年代后期,针对高技术局部战争的特点,许多武器装备论证专家强调用大系统的观点和方法研究武器装备建设问题,提出了武器装备体系的概念。在现代高技术条件下,作战一方要想获胜,不但要有“杀手锏”武器,更要有体系配套的武器装备作支撑,科学配套的武器装备体系可以使武器效能倍增。装备体系配套是指装备体系结构合理、组织健全、系统完整、功能完备、层次均衡、协调紧密,涉及到装备技术层、武器系统层、装备体系层、作战能力层和保障能力层,关系着部队战斗力的形成、保持和提高,关系着军队现代化建设水平和国防资源利用效率,是一项涉及武器装备需求论证、体系优化、研制生产以及装备调配、管理、训练、人才培养等多方面、多层次的系统工程。在战争由机械化向信息化转型的关键时期,适应打赢未来信息化战争的需要,探索信息化战争条件下武器装备作战需求,开发适用于信息化战争的高新技术,加速武器装备体系配套建设,逐步实现武器装备信息化,是我军武器装备发展的主要方向。 1 加强武器装备体系配套建设的必要性 1.1 加强装备体系配套建设是信息化建设的必由之路 军队信息化建设是世界新军事变革的关键。目前我军武器装备现代化水平虽然有了明显提高,但总体水平与世界发达国家军队武器装备水平还有较大差距,加速信息化建设已成为我军的当务之急。武器装备机械化阶段的体系健全、配套完善恰是军队信息化建设的发展基础。众所周知,军队信息化建设的目标是建设以C4I SR系统为核心、以信息化、智能化和一体化为基本特征的信息化武器装备体系。而信息化武器装备体系建设需要对现有的武器系统进行全面改造或改进,使其具备通用性、联动性、组合性,从而提高所有武器装备和作战系统的整体效能。武器装备的配套建设是解决装备体系结构优化建设的必由之路,也是利用信息技术对整个军事系统进行改造的必由之路。 1.2 加强装备体系配套建设是信息战体系对抗的必然要求 根据美军信息化建设的经验分析,装备体系配套建设是一项长期战略任务,也是武器装备形成整体作战能力的关键所在。为了使军队实现整体作战能力,美军在以军事理论创新为先导,以军事需求为依据,改革武器装备的研发体制,从论证到生产,充分考虑武器装备适应信息化作战的体系化特征,大力加强体 收稿日期:2007-01-22 作者简介:袁良斌(1965-),男,博士研究生,主要研究方向为军事装备学.
第4卷第11期 中国科技论文在线Sciencepaper Online 2009年11月795煤矿煤岩瓦斯动力灾害预防理论与技术进展 聂百胜1,2，何学秋1,2 （1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 100083 2.中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083） 摘 要：煤矿煤岩瓦斯动力灾害包括煤与瓦斯突出、瓦斯（煤尘）爆炸、冲击矿压和大面积冒顶等，严重威胁着煤矿安全高效生产和矿山工作人员的生命安全。煤矿煤岩瓦斯动力灾害还没有得到有效预防，急需在理论和技术方面进行研究。叙述了作者在本领域的主要工作。在应用基础研究方面，开发了煤样高压瓦斯等温吸附装置，设计了进行含瓦斯煤体CT动态加载实验装置，进行了加载过程中煤体裂隙扩展的CT动态探测；研究了煤岩变形破裂过程的电磁辐射规律，研制了煤岩动力灾害非接触电磁辐射监测预警技术及装备；实验研究多孔吸波吸能材料抑爆，提出瓦斯多次爆炸和连续爆炸的阻隔爆技术；研制了利用前混合式磨料水射流进行工作面安全强制放顶和防止上隅角瓦斯积聚的技术及装备；研制了高压脉动注水防治煤与瓦斯突出的技术及装备。通过上述理论、技术及装备研究可以为煤矿瓦斯和煤岩动力灾害预防提供基础。 关键词：矿井；CT技术；煤岩动力灾害；煤与瓦斯突出；预防 中图分类号：TD713文献标识码：A 文章编号：1673－7180(2009)11－0795－7 Prevention theory and technological progress of coal-gas dynamic disasters in coal mines Nie Baisheng1,2，He Xueqiu1,2 (1. School of Resource and Safety Engineering, China University of Mining & T echnology(Beijing), Beijing 100083, China; 2. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining & T echnology (Beijing), Beijing 100083, China) Abstract: Coal-gas dynamic disasters in coal mines include coal and gas outburst, gas (and coal dust) explosion、rockburst and large roof fall, etc, and threat seriously the safety and high production efficiency of coal mines and the lives of mine workers. These disasters in coal mines have not been effectively prevented and the theoretical and technological progress in this field is in urgent need. This paper presents the authors’ main achievements in this area. For the application of basic researches, high-pressure gas isothermal adsorption device for coal samples was developed and dynamic loading apparatus for coal containing gases was manufactured and cracks propagation in loaded coal samples was measured with real-time computerized tomography (CT) technology. The rules of electromagnetic emission (EME) during the deformation and 基金项目：国家自然科学基金(50427401, 50874110)；国家重点基础研究发展计划(973计划) (2005cb221502)；国家“十一五”科技支撑计划(2006BAK03B0303)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-07-0799)；北京市科技新星计划(2006A081)； 霍英东高等院校青年教师基金(111053)；教育部科学技术重点项目(108135) 作者简介：聂百胜(1973－)，男，博士，教授， bshnie@https://www.doczj.com/doc/e615476287.html,
登记序号：计划类别： 分类代码：项目编号： 科技项目计划设计任务书 项目名称：黄芪对腹膜透析效能及腹膜间皮细胞与腹腔免疫功能的影响 承担单位： 单位地址：邮编： 项目负责人：电话： 职务职称： 主管部门：南京市卫生局 填报日期：2002年04月26日 江苏省科学技术厅 二OO一年制
一、立项依据： 1、国内外研究现状、发展趋势及理论实践依据： 随着腹膜透析（Peritoneal Dialysis，PD）技术的不断提高和透析理论的日趋完善，尤其是1976年Popovich提出的连续非卧床腹膜透析（Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis，CAPD）治疗方法带来了腹膜透析的空前繁荣。近年来的流行病学资料表明接受腹膜透析治疗的终末期肾功能不全（End-Stage Renal Disease，ESRD）患者正以每年7.5%的比例迅速增长，目前全球已有超过120000的患者在接受腹膜透析治疗。腹膜透析因其相对于血液透析更高的生活质量、显著的残余肾功能保护、优于或等于血液透析的生存率以及较少的资金花费，故有作者提出，腹膜透析应该是肾脏替代疗法的首选[1,2]。 然而，随着腹膜透析患者寿命的延长，腹膜透析的远期并发症腹膜功能衰竭已成为ESRD患者透析技术性失败的最重要的原因[3]，并成为制约腹膜透析发展的“瓶颈”。资料显示约1/3的腹膜透析患者6年后因腹膜功能衰竭而退出透析治疗。腹膜功能衰竭与长期腹膜透析后腹膜结构和功能破坏进而导致腹膜超滤失败以及溶质转运功能障碍密切相关[4]。腹膜透析液的生物不相容性是导致腹膜功能衰竭的首要原因，腹膜间皮细胞作为腹膜组成部分在这一过程中扮演着重要角色。近年来随着人腹膜间皮细胞标准培养方法和腹膜透析动物模型的确立，腹膜功能衰竭的机理得以初步阐明。腹膜间皮细胞在长期非生理性透析液刺激下，转移生长因子β（TGF-β）mRNA过度表达，TGF-β作为细胞增殖与细胞外基质合成的重要调节因子，导致细胞外基质合成增加和腹膜纤维化[5]，最终导致腹膜超滤失败和溶质转运功能障碍。同时TGF-β也是调节细胞凋亡的重要细胞因子，组织病理学证实腹膜功能衰竭的重要特征表现为腹膜间皮细胞的丧失，过多的TGF-β表达将增加间皮细胞的凋亡，导致间皮细胞的完整性受到破坏，研究表明完整的间皮细胞层可以显著延缓腹膜纤维化的进程。其次，腹膜透析的主要并发症腹膜感染也是导致腹膜功能衰竭的重要原因,反复的炎症刺激使腹膜局部高水平TGF-β持续存在致使腹膜发生纤维化和硬化[6]。目前公认长期腹膜透析时腹腔细胞免疫功能抑制是导致腹膜反复感染的主要原因,尤其是被认为是腹腔细胞免疫功能最重要组成部分和腹膜抵抗细菌感染第一道屏障的巨噬细胞功能的明显抑制。研究表明，腹膜在长期非生理性透析液的刺激下，巨噬细胞功能受到抑制，当腹膜发生感染时透析患者腹腔巨噬细胞功能指标包括吞噬指数、白细胞介素1（IL-1）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）水平显著降低，如果改用更符合生理条件的透析液则可以使腹腔巨噬细胞功能得到明显增强，从而增强腹膜对感染的抵抗能力，减少腹膜炎的发生[7]。最近，腹膜血管在腹膜功能衰竭中的作用也得到重视，充足的血流除了能有效增强腹膜的抵抗力减少腹膜炎的发生外[8]，也是维持长期腹膜透析患者腹膜转运功能的重要因素。腹膜血管血流量减少时腹膜溶质转运和腹膜超滤率均显著下降[9]，研究显示长期腹膜透析患者腹膜血管内皮细胞依赖的血管舒张因子显著减少，从而影响腹膜透析的效能，而如在腹膜透析液中添加扩血管物质硝普纳则能有效提高腹膜透析患者的透析效果。
[医学]973标书-确有疗效的有毒中药科学应用关键问题的 基础研究-叶祖光 项目名称: 确有疗效的有毒中药科学应用关键问题 的基础研究 首席科学家: 叶祖光北京中研同仁堂医药研发有限 公司 起止年限: 2009.1至2013.8 依托部门: 国家中医药管理局 一、研究内容 (一)(总体设想 “有毒中药的毒性具有一些固有的特点～中药毒性及其评价与功效、证候密切相关～其毒性可以被认知、控制和驾驭～并可以被安全、有效地在临床中正确使用”。“是药三分毒”～因此～中药毒性是其作为“药物”的一种客观表现。中药的毒性及其安全性评价既有和化药雷同之处～同时也有中药毒性特有规律和评价方法学。中药的毒性与功效和证密切相关～因此～中药毒性应当放在功效,适应症,和中医的”证候”中间进行综合评价和认知～不能孤立地“就毒性论毒性”。由于中药成分的复杂性、有效成分的模糊性、配伍的整体性～增加了对中药毒性的研究和认知的难度～然而只要:一方面认真研究和抓住有毒中药的中医药特点～另一方面～在中药安全性评价中积极引进毒理学先进技术和手段～并建立符合中医药特点的中药毒性评价的新思路、新方法。只有这样～有毒中药的毒性是可以被认知、可以被控制和驾驭的,在上述基础上～有毒中药在临床实践中可以更加安全、更加合理、更具疗效的应用。 (二)(拟解决的关键科学问题
1 有毒中药的毒性表现特点、规律、物质基础、体内过程、作用机理。 2有毒中药的“毒性—功效—证候”的关联特性。 3有毒中药的科学控毒方法学研究。 4基于中医特点的中药肝、肾毒性评价的新技术新方法研究和中药毒性预警体系建设。 (三)(研究内容 ,一,、有毒中药毒性特点与毒性规律研究: 1、有毒中药毒性发生学研究 研究制备能代表有毒中药质量的标准化全成分提取物、临床常用的煎剂以及组分、部位和成分等不同样品～在不同剂量水平进行毒性的连续,10天、20天、1月、2月、3月……,监测观察研究～以发现肝、肾等毒性发生的“时-效、量-效”关系和中毒靶器官～及不同提取物的毒性表现～并同时进行生化与组织学的机理研究～辅以代谢组学研究～阐明其毒性发生过程～探讨毒性机制及敏感“预警”指标。 2、有毒中药毒性物质基础的化学表征研究 通过与药效和毒理学相配合的研究～采用毒性、药效为导向的化学成分的分离～确定毒效部位、组分或成分～为深入研究及药材、饮片的安全质控标准的制订提供依据。 1 3、有毒中药毒性发生影响因素研究 1,采收与不同加工方式对毒性的影响:选取GAP种植基地样品～研究采收时间、生药加工、干燥方式等对效-毒的影响。 2,炮制对毒性的影响:不同临床常用饮片和剂型的毒性作用比较。
露天矿山崩塌地质灾害的形成机理及防治措施 摘要：对于露天开采的矿山，崩塌地质灾害是极为普遍的类型之一，尤其是现 阶段，许多露天矿山未按开发利用方案设计台阶开采，造成高而陡的开采掌子面，存在崩塌隐患。因此，露天矿山的崩塌防治尤为重要。崩塌防治时，首先是要掌 握崩塌出现的原因以及演化规律，从而找到关键点，并充分按照防治目的以及矿 山的现实情况，采取一切有效的防治崩塌的措施。 关键词：露天矿山；形成机理；防治措施 引言 自新时期以来，矿产资源的开发进入到了一个井喷时期，矿山的数量和规模 都在不断增加，为国家经济建设工作的开展作为了巨大的贡献。但是，近些年来，社会经济正处于一个转型发展的时期，因此矿产资源过度开发后造成的问题也开 始凸显出来，其中由于部分问题较为严重，甚至对当地的城市建设和经济发展带 来了一定的影响，使生态环境也受到了巨大的破坏，由于矿山过度开发导致的问 题有水土流失、各种形式的地质灾害以及水资源污染和生态环境破坏，因此在绿色、节能、环保的时代发展理念下，加强对矿山地质环境的保护，并对存在问题 的地质环境进行恢复都是非常重要的举措。 1常见矿山地质灾害类型的危害及形成原因分析 1.1边坡崩塌、滚石 边坡崩塌是最为常见的矿山地质灾害类型，其也被人们称为矿山塌方，它主 要发生在高陡边坡上，因为受到重力的影响，斜坡上的岩石或者泥土就会顺着山 体滑落，进而造成滚石下跌的现象发生，而且这种滑落方式是脱离母体而进行的，滚石跌落到山脚下，就会造成滚石堆积的情况发生，基于滚石堆积的规模大小， 可以将边坡崩塌矿山地质灾害分成四种类型，即小型、中型、大型、巨型边坡崩塌，其对矿山地质环境造成的破坏程度依次升高。造成矿山发生崩塌的因素主要 有地震因素、江河的冲刷、平时的降雨等，当然人类过度的开采作业造成矿山地 质疏松情况，也会促使矿山发生地质灾害的可能性急剧升高。 1.2地表裂缝 根据相关调查可知，矿区开采可能会造成的地表裂缝。裂缝宽度从几厘米到 数米甚至上千米，裂缝的可视深度一般为0-3m，裂缝的分布与矿区开采强度相关，开采强度越大形成的地表裂缝数量越多，通常情况下，采煤塌陷形成的地表裂缝 与工作面回采方向相互垂直，在工作面不同地位的地表裂缝展布呈现出不同的特征。采矿区形成地表裂缝之后要及时关注，定期解释裂缝的发育规律。 1.3山体滑坡 矿山地质灾害发生的另一种表现形式是山体滑坡，这种矿山地质灾害的发生 机制主要是山体受到自然力的影响，比如山体上的岩土体因为受到地下水的影响 而顺着某一软弱山体表面而向下滑动。除此之外，矿山上的岩土体还会因为受到 地震波影响而顺势往下滑动，滑动的形式有两种，一种是分散下滑，另一种是整 体下滑。根据山体滑坡的危害程度和其规模大小可以将其分成巨型滑坡、大型滑坡、中型滑坡以及小型滑坡，这四种山体滑坡对矿山地质环境造成的危害程度依 次递减，其中巨型山体滑坡对周围环境造成的危害程度最大，而小型山体滑坡对 周围环境造成的危害程度最小。 2矿山开采中的环境破坏问题 （1）对土地资源的破坏，在进行开矿之前需要先将矿区的植被挖走、树木砍
973标书 2009CB941300-抑郁症和阿尔茨海默病的神经发育基础研究
项目名称：抑郁症和阿尔茨海默病的神经发育基础 研究 首席科学家： 起止年限： 依托部门：
一、研究内容 拟解决的关键科学问题： 基因组蓝图和外界环境因素共同决定着神经网络的结构和功能及其可塑性修饰，最终通过神经网络中高度协调的神经活动实现脑高级功能，如记忆、情绪等。这一复杂而精细的过程，经过突触联结的形成、可塑性修饰、衰老等环节，在一生中持续发育演化。早期发育的异常可能与抑郁症的发生有关，而晚期持续发育的异常则可能导致AD。神经发育的这些环节的关键分子细胞机理及其在神经网络和整体行为层次的表现，是本项目要研究的关键科学问题。在此基础上，我们将探索记忆、情绪等脑高级功能的神经发育机制以及抑郁症和AD的神经发育基础和可能的小分子调控途径。 主要研究内容： (1) 利用几千种果蝇突变体，筛选与神经发育和衰老密切相关的基因和验证学习记忆的损伤模型。 (2) 结合遗传学、电生理、行为学等方法研究神经发育和衰老的细胞分子机制，重点研究胰岛素信号通路在Aβ诱导的AD病理进程中的细胞分子和行为药理规律。 (3) 建立多种果蝇模型，进行小分子化合物作用靶点的分析。并进一步研究相关基因在哺乳动物模型中的作用和小分子化合物调控途径。 （4）利用人类原代培养神经元为实验模型，研究雌激素和雄激素对Hsp70的调节方式，并进一步探讨Hsp70对胞内Aβ毒性抑制作用的分子机制及通路。
此研究的结果有利于对Hsp70细胞保护机制的探索，并为寻找早期AD的发病机制及可能的预防措施提供新的依据。 (5) 建立神经网络的结构和功能动态发育的离体实验系统，利用分子生物学、电生理、光学影像等方法，研究神经网络回响活动的动态性质，并分析其形成与演化中可塑性修饰及其稳态调控的细胞分子机制。 (6) 利用电生理、药理学、行为学方法，研究CXZ-123、镁离子等小分子化合物对突触传导、可塑性修饰以及网络功能的影响。 (7) 建立神经网络和行为学模型，检测若干小分子化合物对突触联结形成、神经网络动态演化的影响，从而分析其对抗抑郁症或AD的作用机理。 (8) 利用分子生物学、电生理、光学影像等方法，研究神经发育可塑性关键期，阐明其细胞分子机制，并研究“再年轻化”干预对神经发育关键期的影响及相关调控途径。 (9) 利用电生理、光学影像、理论分析等方法，研究镁离子等“再年轻化”因子对突触密度和可塑性的调节机制，并探索突触密度调节的对神经网络功能和计算特性的影响，为神经网络的再年轻化调节提供理论基础。
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项目名称：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机 制 首席科学家：尚永丰北京大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标： 1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上 发表论文25篇以上。
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附件：973计划2013年立项项目清单 项目编号项目名称项目依托部门项目第一承担单位项目首席科学家 2013CB126900 主要农作物生殖发育的分子机理及调控技 术 教育部武汉大学孙蒙祥 2013CB127000 作物特殊营养品质的评价、形成机理与分子 改良 中国科学院、上海市科学 技术委员会 中国科学院上海生命科学 研究院 黄继荣 2013CB127100 果实采后衰老的生物学基础及其调控机制中国科学院中国科学院华南植物园蒋跃明 2013CB127200 畜禽重要病原菌抗生素耐药性形成、传播与 控制的基础研究 教育部中国农业大学沈建忠 2013CB127300 猪利用氮营养素的机制及营养调控江苏省科学技术厅、教育 部 南京农业大学朱伟云 2013CB127400 肥料养分持续高效利用机理与途径农业部中国农业科学院农业资源 与农业区划研究所 周卫 2013CB127500 农作物重要病原线虫生物防控的基础研究云南省科学技术厅云南大学张克勤 2013CB127600 天敌昆虫控制害虫机制及可持续利用研究教育部、浙江省科学技术 厅 浙江大学陈学新 2013CB127700 小麦重要病原真菌毒性变异的生物学基础教育部西北农林科技大学黄丽丽 2013CB127800 主要粮油产品储藏过程中真菌毒素形成机 理及防控基础 农业部 中国农业科学院农产品加 工研究所 刘阳 2013CB227900 西部煤炭高强度开采下地质灾害防治与环 境保护基础研究 教育部、江苏省科学技术 厅 中国矿业大学缪协兴
项目编号项目名称项目依托部门项目第一承担单位项目首席科学家 2013CB228000 中国南方海相页岩气高效开发的基础研究中国石油天然气集团公司中国石油集团科学技术研 究院 刘玉章 2013CB228100 生物质制取高品位液体燃料基础问题研究教育部、浙江省科学技术 厅 浙江大学周劲松 2013CB228200 源-网-荷协同的智能电网能量管理和运行控 制基础研究 教育部清华大学张伯明 2013CB228300 工业余热高效综合利用的重大共性基础问 题研究 教育部西安交通大学何雅玲 2013CB228400 基于多元燃料和新型热力循环的内燃机燃 烧理论和技术的基础研究 教育部、天津市科学技术 委员会 天津大学赵华 2013CB228500 化石燃料燃烧排放PM2.5源头控制技术的 基础研究 教育部清华大学姚强 2013CB228600 深层油气藏地球物理探测的基础研究中国石油天然气集团公司中国石油大学（北京）王尚旭 2013CB328700 介观尺度下光子行为及新型信息光子器件 研究 教育部北京大学龚旗煌 2013CB328800 新型高分辨率三维显示器件与系统的基础 研究 工业和信息化部北京理工大学王涌天 2013CB328900 支撑微波能高效工业应用中的新型微波源 基础问题研究 教育部、四川省科学技术 厅 四川大学黄卡玛 2013CB329000 智能协同宽带无线网络理论基础研究教育部清华大学陆建华2013CB329100 智慧协同网络理论基础研究教育部北京交通大学张宏科
煤岩动力灾害发生机理及监测方法 【摘要】通过对冲击矿压具体煤岩灾害的发生分析，总结煤岩灾害发生的一般机理，针对灾害发生的情况，现行的微震监测、地音监测、电磁辐射法、光纤光栅等各种监测方法在监测过程发挥的作用。 【关键词】煤岩动力灾害，冲击矿压，机理，监测 引言 近年来, 随着煤矿采掘深度和强度的不断加大, 煤岩动力灾害愈发严重。据1999 年统计, 在全国595处国有重点煤矿中, 有高瓦斯突出矿井347处，冲击地压矿井120余处。据国家安全生产监督管理总局统计，2007- 2008年我国煤矿发生了210次事故, 死亡1374人,仅2012上半年全国煤矿先后发生７起重大事故，死亡９８人，其中包括冒顶事故、煤与瓦斯突出等。由于这些动力灾害具有突发性、瞬时震动性和巨大破坏性等显现特征, 常常造成较大的人员伤亡和资源浪费。因此, 研究煤岩动力灾害的发生机理和监测方法对防治煤岩动力灾害发生具有实践指导意义。 1、煤岩灾害发生机理规律的一般性分析 煤岩动力灾害是煤岩在外界高应力作用下短时间内发生的一种具有动力效应和灾害后果的现象, 其孕育、形成、发生始终与煤岩体应力状态及能量的积聚和释放密切相关。煤岩动力灾害主要包括：煤与瓦斯突出、冲击矿压、顶板大面积来压、突水等一系列地质灾害，是煤矿生产中面临的巨大的灾害之一。 在进行地下采掘活动的过程中,随着开采场所的不断变更，原岩应力发生改变,煤岩体原有的应力平衡状态遭到破坏，煤岩处于一种动力平衡状态,当应力超过煤岩的强度极限时,聚积在煤岩体中的能量突然释放,以求达到新的平衡状态，动力平衡条件就会被破坏,从而引发煤岩动力灾害。在煤岩体动力灾害发生过程中都伴随着煤体或岩体的破坏，煤岩动力灾害也是煤岩体自身能量聚集释放的一个过程，煤岩动力灾害也取决于煤岩的物理性质，由于岩石在受压状态下，发生的应力应变，包含五个阶段:
973项目标书工业生物技术的过程科学基础研究 年度：2007-2011 首席科学家：谭天伟 【研究内容】 ·学术思路 过程工程科学问题是我国生物技术产业化的关键。本项目将以可再生生物质为原料进行大规模生物转化合成大宗化学品为主线，研究从细胞 群出发放大到工业化生产的工业生物过程基础科学。 工业生物过程与传统化工过程的根本区别，在于工业微生物细胞具有生理活性及代谢的多样性。因此工业生物反应过程面向的是复杂、多相的生物转化体系，工业生物分离过程面向的是组份多、结构类似物多的生物分离与纯化体系。为此，本项目将从细胞群体、单元过程和系统优化三个层次进行工业生物过程的深入研究，如图9所示。第一层次主要关注细胞群的群体效应现象、多相复杂生物体系的生化、生理特性分析及物质和能量传递规律，以及过程放大的基本原理和策略研究，着重进行新现象、新规律和新机理的发现和认识；第二层次主要进行基于细胞群体效应的直接放大、生物/化学方法耦联的系统优化以及多产物联产目标的全局调控研究，着重进行反应器直接放大、生物/化学方法耦联、多目标联产以及反应/分离单元耦合等新技术和新方法的创新研究；最终通过生物发酵过程和生物分离过程的集成优化，实现整个工业生物过程的系统集成与全局优化。 ·技术路线 本项目所涉及的技术途径下图所示。以工业生物过程从微观到宏观的放大为主线，由实验分析手段结合分子模拟计算，完成工业生物过程从小到大、从细胞群培养到大规模工业化生产中所涉及的关键科学问题的认识与研究。 利用化学信号分析与分子鉴定技术，研究工业生物放大过程的细胞群体效应现象；利用流场测试与物性分析技术，进行生物体系的传递与模型化研究；