矿业与安全研究生教育的发展——以西安科技大学能源学院为例

文章回顾了西安科技大学能源学院研究生教育的发展历程,分析了研究生规模的发展和师资队伍的建设状况,以师生比为主要指标说明了能源学院研究生教育处于快速的发展阶段,指出导师科研经费充足,可以满足当前的研究生培养要求。生师比较高,导师处于满负荷工作状态,加强导师队伍建设,注重研究生创新能力培养,保持合理的生师比是进一步提高研究生培养质量的关键。

当代大学新生心理健康教育现状探析——以西安科技大学能源学院为例

大学生心理健康状况是决定其大学学习和生活成功的关键。本文通过问卷调查方式,深入探究当代大学新生心理健康教育现状,分析特点与成因,提出对当代大学新生心理健康教育现状引导的重点策略,有助于心理健康教育工作者开展针对性教育,帮助大学新生更好更快地融入环境,健康成长。

高校学生工作的“七育人”机制的实践研究——以西安科技大学能源学院为例

“七育人”即教书育人、科研育人、实践育人、管理育人、服务育人、文化育人和组织育人，这是坚持全员全过程全方位育人、把思想价值引领贯穿教育教学全过程和各环节的重要内容，也是加强和改进高校思想政治工作中最具操作性的基本原则之一。高校学生工作具体负责日常大学生思想政治教育，涉及育人的方方面面，落实“七育人”将会成为其工作的一条重要脉络。

产教融合驱动双碳背景下高质量人才培养路径探索与实践——以西安科技大学为例

基于“双碳”高质量人才目标,溯源产教融合过程特点,从高质量人才特征、培养过程、实践效果等方面,综合剖析了双碳背景下的高质量人才培养思路与实践效果。梳理发现,产教融合过程中必须聚焦稳健性、微调性、震荡性、跃迁性4个典型动力学特点。基于产教融合,通过突出立德树人、需求导向、专业调整,形成“双碳”元知识体系,构筑契合“双碳”目标实现亟需的高质量人才培养模式。创新应用系列卓有成效的措施,大幅提高了高质量人才学术水平。通过对接国家重大战略和行业产业创新发展需求,以问题为导向,强化校企校地产学研深度合作,实习实训等项目实现科教融合,增强实践能力,赋能高质量,为产教融合驱动双碳高质量人才培养现实路径提供了有益借鉴。

从国家基金申获管窥基础研究与科技创新内涵发展——以西安科技大学为例

基础研究是实现科技创新内涵发展的源动力。国家自然科学基金(简称国基金)项目建设是提升基础研究的龙头。文中以西安科技大学为例,针对国基金申报建设特点,以国基金申请与获准(率)情况为出发点,从省内与煤炭领域同类高校对比、影响因素剖析和对策等方面进行阐述,以期对加强促进高校科技创新内涵发展、新工科研究与实践和西部一流大学建设等提供战略思路与决策依据。

“双碳”目标下赋煤区新能源开发--未来煤矿转型升级新路径

“双碳”目标下我国能源结构正加速转型升级,以太阳能、风能、地热能等为代表的新能源正逐步替代传统煤、油、气等化石能源。推动煤炭和新能源优化组合是实现“双碳”目标提出的新要求,也是未来煤矿绿色低碳转型的重要路径。分析我国赋煤区能源分布特点,发现以煤为主的化石能源分布区域,往往也是太阳能、风能、热能等新能源富集区,适宜于在赋煤区大规模开发新能源。研究结果如下:(1)提出了赋煤区全生命周期能源开发理念,将赋煤区能源发展历程划分为煤炭、煤炭与新能源优化组合、新能源3个阶段,并搭建了赋煤区新能源开发总体架;(2)在太阳能开发方面,基于赋煤区与太阳能资源富集区的重叠关系对赋煤区太阳能理论储量与开发潜力进行评估,提出了分布式/集中式光伏发电、太阳能热利用和太阳能制氢等光化利用耦合的太阳能分级综合利用方案,实现太阳能多元高效转化与利用以及与煤炭资源的协同开采;(3)在地热能开发方面,基于赋煤区与地热能资源富集区的重叠关系对赋煤区地热能开发潜力进行评估,结合矿井地热形成机理、分布规律和矿井采掘情况,构建深部矿产资源与地热资源协同开发系统,形成包含矿井热水型、岩温型、混合型的矿井地热能分级开采与热用户梯级利用的综合应用方案,实现矿井地热化“害”为“利”的战略转移;(4)在风能开发方面,基于赋煤区与风能资源富集区的重叠关系对赋煤区风能开发潜力进行评估,提出赋煤区风力发电、风力提水、风力致热技术的应用途径,构建了井上井下设施电力供应、水循环动力、供暖自足以及并网发电的风能利用框架;(5)考虑到目前煤炭地下开采普遍以垮落法管理顶板,垮落空间无法有效用于地下储能,提出“储能库超前规划→功能性储能库构筑→储释能运行管控”的矿井采空区储能技术路径;(6)针对赋煤区多能互补综合能源系统(MCIES)复杂多变特征,建立了赋煤区能源生产、供给单元的异质能量流耦合模型,统一了MCIES内部不同能源集线器的数学表达式,提出了赋煤区MCIES能源管理与优化逻辑方法以及运营模式。旨在探讨煤炭和新能源的组合路径,论证赋煤区规模化开发新能源可行性,赋予赋煤区全生命周期能源供给的功能,形成集“矿—风—光—热—储”一体化的煤炭企业能源产业发展新模式。

“双碳”目标下煤炭能源地位变化与绿色低碳开发

在发挥煤炭能源安全供给兜底作用的同时,实现煤炭资源绿色安全开采、清洁低碳利用,是关乎国家能源安全和发展全局的重要命题。分析了国际发展环境变化对我国利用国际市场油气资源的影响,研究了建设社会主义现代化强国对能源供给的刚性需求,立足于现阶段我国煤为主体的能源开发利用现状,遵循建设人与自然和谐现代化的根本要求,提出了在实现“双碳”目标进程中,煤炭工业绿色低碳发展方向及路径。(1)我国油气资源对外依存度分别超过70%和40%,油气战略储备不足,在国际形势深刻变化的背景下,利用国际市场油气资源的不确定性增加,国家能源安全外部风险有所增加。(2)建设社会主义现代化强国必然带动能源需求刚性增长,在新能源目前难以安全有效替代化石能源的情况下,化石能源的主体能源地位短期内难以改变。(3)对标“双碳”目标,“达峰前”煤炭消费占比呈现持续下降态势,消费总量将迎来拐点。而“达峰后”煤炭主体能源地位将弱化,但战略性矿产资源和煤基原料作用会进一步凸显。(4)在“双碳”目标驱动下,煤为主体的基本国情决定了煤炭将继续承担能源安全供给兜底的重大使命,进一步发挥战略性矿产资源的原料作用。但煤炭的高碳资源属性决定了煤炭开发利用将面临保供和减碳的双重压力。因此,科学服务经济社会高质量发展对能源安全保供和绿色低碳的重大需求,必须立足现阶段我国煤为主体、新能源为补充的能源生产和供给特点,以实现生态文明建设新进步为根本遵循,加大煤炭减损开采与生态碳汇、深部煤层与煤炭采空区CO_(2)地质封存和煤矿区新能源协同开发利用关键技术攻关力度,用技术创新支撑“双碳”目标下我国煤炭工业高质量发展。

西安灞桥科技产业园空气总悬浮颗粒物(TSP)浓度的研究

本文研究了西安灞桥科技产业园空气总悬浮颗粒物(TSP)浓度分布规律、环境质量评价及防治对策。

大学生课外科技创新活动长效机制的探索研究

为推进大学生课外科技创新活动的长期持续开展,促进大学生科技创新能力的提高,本文基于高校二级学院管理的工作实际,探索以经费投入为前提,师资保障为重点,学术氛围营造为抓手,创新基地为载体,品牌赛事为突破,项目培育为途径的大学生课外科技创新活动开展的长效机制,落实经费保障、师资保障和组织保障,完善大学生科技创新体系,推进大学生在科技创新活动中提高技能、开发潜能、拓展智能。

依托科技竞赛培养大学生创新实践能力

随着社会经济的不断发展,社会对人才的需要,已经越来越不局限于专业型,对综合能力,创新实践能力的要求不断提高。本文主要研究科技竞赛对于培养大学生创新实践能力的重要性、通过分析当前我国高校创新实践的现状,对高校如何利用科技竞赛更好的提高大学生的创新实践能力提出几点建议。

基于FTTB接入的固定电话网改造设计及实现——以陕西能源职业技术学院为例

固定电话是学校内外通信的第一渠道,固定电话网的稳定运行是信息及时传递的基础保障,每一部办公电话的畅通无阻是提高办事效率的必要条件。当前通讯领域的接入方式主要分FTTB/FTTH两类,将FTTB组网方式应用在校园的固定电话网改造中,能够为学校办公提供优质的语音通信服务。学校固定电话的光纤改造工程既是"光进铜退"在校园的具体实践,也是校园信息化建设的必要组成部分。

碳达峰碳中和约束下北方能源型城市低碳发展路径

应对“双碳”目标,国家鼓励突出区位优势,形成各具特色的地方低碳发展模式。作为北方能源型城市之一,榆林市面临碳排放基数大、生态治理形势严峻、重煤依煤度持续增长等问题。为此,通过剖析榆林市产业结构特征及影响,结果表明:榆林市2020年CO_(2)排放量2.11×10^(8)t,以电力(39.9%)、兰炭(24.0%)和煤化工(17.1%)行业为主,生态碳汇仅占排放量的6.5%,开发潜力较大;提出了“1个思路、6项工程”的碳中和实现路径,即优化管理思路,实施节能降碳技改,生物质碳转化利用,碳捕获、利用与封存,农林(草)业碳增汇,清洁能源开发利用和碳金融服务6项工程;基于“以废治废”理念,提出了将固体废弃物改性无害化处置后制备土壤改良剂,用于碳汇林(草)业建造及绿色矿山建设的行动方案。研究可以为北方能源型城市中长期碳中和政策制定提供参考依据。

煤炭原位开发地质保障

“双碳”目标下,面对“缺油、少气、相对富煤”的资源禀赋特征,煤炭在一段时期内仍占据中国的主体能源地位,但煤炭的低碳、清洁开发转型势在必行。地下原位热解、气化、干馏、制氢等方式有望成为未来煤炭开发的重要抓手。当前对煤炭原位开发已有较多探索,但地质选址和开发过程的地质安全性、可靠性和环保性仍是制约其规模化和商业化的科学难题。因此,煤炭原位开发地质保障的理论和技术研究亟待深入。秉持“安全、经济、环保、可持续”原则,从煤炭资源禀赋特征和地质条件出发,分析了煤炭原位开发研究现状;基于煤炭开发全生命周期的科学理念,提出了“煤炭原位开发地质保障”的科学内涵;在查明采前地质条件的基础上,从物理机制角度揭示深部原位开发过程中围岩地质体响应特征和损害规律,阐明原位开发中岩体工程地质力学行为,构建原位开发地质条件动态评价模型,形成原位开发减损保障策略和方法,提出原位开发空间的再利用途径,并以煤炭地下气化和地下热解2种开发模式为例阐述了原位开发阶段性,明确了原位开发区设计的地质条件要素,强调开发过程中实时动态监测和评价围岩地质体响应保证开发区密封性与安全性,实现地质条件时空演化的评价及地质风险可控性,此外注重协同开发深部热能与共伴生资源,实现残余资源利用和地下空间再利用。煤炭原位地质保障研究体现了资源赋存条件、地质环境约束、原位开发技术、地质风险防控、资源协同开发等层面的要求,突出了原位扰动条件下的地质条件变化,强调开发扰动与地质体结构的整体研究,理解原位开发时空效应范畴的多相场耦合损伤机制,从多圈层角度揭示原位开发扰动效应下地质风险模式,破解资源开发与地质环境制约之间矛盾,对于推动未来煤炭低碳开发,实现煤炭工业高质量发展具有重要的理论和实践指导意义。

煤矿充填固碳理论基础与技术构想

在国家“双碳”目标背景下,如何减少煤炭行业的碳排放、实现碳封存已成为亟待解决的难题。煤炭行业作为高碳化石能源生产者和主体碳排放源提供者,在生产和消费过程中引发的大宗固废堆存、大型采空区形成和大量CO_(2)排放是制约煤炭可持续开发利用与绿色健康发展的瓶颈所在。为协同解决二氧化碳封存与矿山固废消纳问题,将大宗固废处置、固废高值化利用、CO_(2)封存、采空区利用有机结合,提出了二氧化碳充填的理念,从碳汇能力评估角度界定了二氧化碳充填的3种类型。具体开展工作包括:①分析了CO_(2)充填料浆输运过程和矿化反应过程涉及到的基础理论,给出了各个过程的数学方程以及碳封存量计算公式,指出了温度、湿度等因素对矿化反应机理、碳封存量和充填体强度的影响规律。②总结了现阶段CO_(2)矿化的工艺方法、主要碱性工业固废的CO_(2)封存能力和CO_(2)矿化强化措施。在此基础上提出了基于直接湿法矿化和间接矿化的2种CO_(2)充填材料制备工艺,满足矿井充填的流动性、凝固特性和强度要求。③针对CO_(2)充填过程中的CO_(2)物理封存问题,提出了窄条带式胶结充填和综采架后胶结充填2种技术路径,前者通过在弱充填条带中构筑多贯通孔隙的充填体CO_(2)物理封存,后者借助充填支架和链式自行充填挡板在长壁工作面采空区中间断构筑充填带,控制顶板垮落,形成CO_(2)物理化学封存空间。④为了评估CO_(2)充填的碳平衡效果,依据全生命周期法界定了CO_(2)充填中碳足迹及碳消纳的计算边界。然后,梳理了CO_(2)充填过程中的碳足迹及碳消纳,分别考虑了CO_(2)的来源、用量、损耗、转化等因素。给出了包括原料运输、充填料浆制备、井下注入与充填等过程中的碳足迹及碳消纳计算方法。研究成果有望降低CO_(2)封存的能耗及成本,对煤炭绿色开采及其可持续开发利用具有深远的意义。

“双碳”目标下煤炭绿色低碳发展新思路

在“双碳”目标背景与当前技术条件下,“煤”“废”“碳”构成了煤炭的“不可能三角”,严重制约着煤炭行业的绿色低碳可持续发展。秉持“以废治废”“从哪里来到哪里去”的原则,着眼“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用、“碳”的低碳化处置三维视角,探索“煤”“废”“碳”协同发展路径,为破解煤炭“不可能三角”和推动煤炭绿色低碳发展提供全方位解决方案。具体包括:①阐明了“煤”的减损化开采科学内涵,明确了生态脆弱区含(隔)水层空间组合特征、采煤减损技术应用下的覆岩移动规律和覆岩采动损伤下的地表变形规律等减损化开采科学问题,提出了面间煤柱“掘-充-留”一体化、窄条带式充填开采和综采架后充填开采等减损化开采技术;②阐明了“废”的功能化利用科学内涵,明确了固废功能化利用的科学问题,包括镁-煤基固废原材料改性方法与机理、多元固废协同作用机制、全固废充填材料性能调控理论3个方面,形成了以固废原材料改性、固废基胶凝材料研发、全固废充填材料制备为核心的固废功能化利用关键技术体系;③阐明了“碳”的低碳化处置科学内涵,提出了“碳”的低碳化处置科学实践框架和实施路径,厘清了在“碳”的低碳化处置过程中关于矿化材料制备、封存空间构筑、CO_(2)封存机理与调控、CO_(2)封存长期环境效应和储库稳定性等方面的科学问题,明确了碎胀空间CO_(2)封存、煤矿CO_(2)固碳充填等关键技术,形成了利用煤矿采空区实现CO_(2)低碳封存的新模式。立足煤炭绿色低碳可持续发展,协同推进“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用与“碳”的低碳化处置,对推动煤炭行业“双碳”目标实现具有重要意义。

急倾斜深埋巨厚煤层掘巷冲击地压前兆特征及其灾害防治

随着冲击地压矿井逐渐向深开采,其巷道掘进伴随的冲击显现愈发强烈。针对巷道掘进过程中的冲击地压有效防治问题,以新疆乌东煤矿急倾斜煤层矿井为例,运用微震监测对巷道掘进的冲击地压时空前兆特征加以分析。结合巷道掘进的应力与能量变化数值模拟分析,揭示巷道掘进的冲击地压发生机理,提出急倾斜巨厚煤层巷道冲击地压防治策略,并完成现场工程实践验证。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层巷道掘进的冲击地压发生前第2~5天出现微震总能量极低值,或存在至少4 d的能量潜伏期;冲击地压发生前5 d普遍存在3 d以上的最大能量占比高频波动期。冲击地压发生前存在明显缺震现象,发生位置集中分布在距离掘进工作面较近的微震能量极小值区间范围内,或位于微震能量极值区间附近的微震频次极小值区间范围内,且冲击地压事件位于冲击变形能指数较高区域。急倾斜巨厚煤层水平分段综放开采的坚硬覆岩结构不易破断,使得巷道掘进存在上水平采空区两侧“双翼型”应力集中,掘进工作面前方与巷道底部受顶底板岩层相互挤压的应力集中分布且能量积聚显著,随着巷道掘进深度增加其应力集中与能量积聚进一步增强,容易诱发冲击地压等动力灾害。综合分析形成急倾斜巨厚煤层巷道掘进的工作面爆破卸压、巷道钻孔卸压与补强支护、复杂区域架蓬的冲击地压防治策略。结合冲击地压时空前兆异常为及时加强卸压力度提供时机。通过工作面与巷道卸压使得掘进期间未发生单日累计1×105 J以上微震能量,在对支护优化调整与复杂区域重点防护后,巷道掘进日均微震能量降至2.2 kJ,其1 kJ以上微震事件占比下降且巷道断面整体平整。研究结果为急倾斜巨厚煤层巷道安全掘进提供了科学依据。

覆岩导水裂隙带发育高度动态演化规律研究

为了研究覆岩导水裂隙带发育高度动态演化规律,以小保当矿区2^(-2)煤层为研究对象,通过理论分析、相似模拟实验及实例验证的方法,对导水裂隙带动态发育高度进行研究;借助概率积分法预计其上部岩层移动变形的理论公式,给出了1种基于覆岩曲率变形的导水裂隙带动态发育高度预计方法。研究表明:导水裂隙带上部岩层下沉系数是1个与挠度及下部自由空间高度相关的分段函数,上部岩层曲率变形大小是决定导水裂隙带发育高度的关键因素;导水裂隙带发育高度与工作面推进长度相关;理论预计小保当矿区2^(-2)煤层导水裂隙带发育高度为160.8 m,相似模拟实验发育高度为155 m,现场实测发育高度为152.01~175.57 m。

新能源领域人力资源管理问题与对策

在新能源领域快速发展的背景下,结合当今“双碳”发展目标与趋势,从碳减排和新能源机遇的角度分析企业人力资源管理的现状。现如今新能源领域企业发展中最重要的管理内容之一为人力资源管理,也是企业成本支出的主要方面,其对于企业成本控制具有积极作用。本文将从人力资源管理角度切入进行论述,对新能源领域企业发展中存在的问题进行分析与展望。

王洼煤矿水库坝体下工作面安全开采高度研究

为解决水库坝体下开采安全性,提高煤炭资源回收率,以王洼煤矿水库坝体下110505工作面为研究背景,通过物理仿真模拟、数值模拟及理论分析等方法对覆岩裂隙发育规律及导水裂隙带高度展开研究。为避免矿井开采对地表水坝与水体破坏,针对导水裂隙带高度分析结果,提出了110505工作面限高开采方案。结果表明:工作面开采后地表形成“凹”型盆地,并产生拉伸裂隙,致使地表水位下降78%;现场实测导水裂隙高度为170.76 m,物理仿真模拟试验、数值计算、传统经验公式得出三者的导水裂隙带高度分别为162,164 m和120.57 m;方差修正系数对经验公式做出修正后,反推出限高开采的安全开采高度为2.6 m。研究揭示了工作面覆岩导水裂隙带高度发育规律及水库水体受采动影响的规律,为王洼煤矿后续此类条件下安全措施的制定提供了依据。

富水沟谷区浅埋煤层导水裂隙演化特征

富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂。为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙−渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践。结果表明:开采扰动下裂隙−渗流场模型呈“梯台”结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个渗透区域范围,并根据计算结果对矿井的稳渗区域采取注浆措施。工作面回采至沟谷区段,覆岩裂隙域形态呈现“拱形-梯形-复合梯形”的扩展演化特征,裂隙纵向发育高度达到163 m,并与沟谷区地表贯通。随工作面推进,地表裂隙依次经历“滑移-挤压-撕裂”过程;沟谷区域位移云图呈现出滞后开采“高位梯形”破断形态,在沟底处下沉位移最大,达3.47 m。针对开采导致的裂隙大范围扩展贯通,提出在地面进行采动裂缝注浆处理,在工作面上覆岩层进行注浆封堵,实现过沟谷区开采“井上−井下”联合防治,保证安全开采。该研究结果可为浅埋煤层的过沟谷区开采、采动裂隙防治及富水区“保水采煤”提供新的科学依据。