全方位培养自主学习与实践创新能力的教学体系构建与实践

针对高校创新人才培养中存在的问题,如教育教学方法陈旧、实验教学条件有限和学生实践能力不足,缺乏创新意识等,提出并实施“五个环节”研讨式课堂教学方法,打造多层次、虚实结合的实验教学体系,开展“四化”实践教学模式,建立促进学生自主学习与实践创新能力的考核机制等针对性措施,从而全方位提高教育教学质量,培养学生自主学习与实践创新能力,促进新工科人才解决复杂工程问题核心能力的达成。

基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统

为更好地开展矿业安全类专业试验实践教学和培训,培养安全应急一流复合型拔尖人才,设计一种基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验教学系统。首先,采用3ds Max建立仿真模型,构建矿井火灾监测防治试验系统总体框架;其次,开展外因火灾监测与远程自动控制救灾风门应急处置、内因火灾监测与温控胞衣阻化剂防灭火应急防控等人机交互试验实训;最后,建立综合评测的试验评价体系用于考核评估。结果表明:该试验系统具备虚拟现实沉浸性、交互性、构想性的技术特点,利于打造井下三维虚拟仿真场景,逼真展示矿井火灾演变过程;在试验与实训方面,可以突破传统模式在时间、空间、安全、资源等方面的限制,提供自主学习与多元评价方式。

基于CiteSpace的国内冲击地压防治文献可视化知识图谱分析

为探究我国冲击地压防治领域的研究历程及进展,采用CiteSpace软件对1994—2023年间收录于CNKI数据库的2891篇该领域研究文献进行可视化知识图谱分析。首先探明文献在时间轴及发表期刊的分布情况,然后针对研究机构和研究人员进行共现分析,最后通过关键词的聚类、共现和突现分析,对国内冲击地压防治领域的研究文献进行分析总结。研究结果表明:我国冲击地压防治研究发展历程,可按时间划分为稳定发展期、爆发增长期和持续波动期;以《煤炭学报》《煤矿安全》《煤炭科学技术》《采矿与安全工程学报》等期刊为主要交流平台;主要研究力量包括窦林名、潘一山、姜福兴等核心作者团队及中国矿业大学、辽宁工程技术大学、煤炭科学研究总院有限公司等研究机构,且组织之间合作较频繁;“厚硬顶板、动静载、巨厚砾岩、能量耗散、围岩协同控制、水力压裂”等是研究领域的高频关键词;根据关键词突现,得到随时间变化的关键词演化图谱。研究结果以期为冲击地压防治领域的研究提供科学参考。

局部正压通风方法解决采面低氧问题的试验及模拟研究

针对浅埋近距离煤层群工作面易产生低氧现象的难题,以山西某矿3105工作面低氧问题为研究背景,采用理论分析、相似模拟及数值模拟方法进行了研究。分析得出煤层地质条件、工作面通风方式、大气压力变化和自然风压是工作面产生低氧现象的主要原因,并探究了采用局部正压通风方法解决采面低氧问题的可行性。结果表明:采用负压通风时,增加风速不能明显提高工作面上隅角区域的氧气体积分数,仍低于20%;采用局部正压通风时,采场内20%氧气体积分数等值线在通风风速达到1.6 m/s时,与工作面呈平行状态,增加风速能有效提高采面上隅角的氧气体积分数;采用局部正压通风回风巷增阻时,相较于单一的局部正压通风能够在更小的风速条件下解决采面低氧的问题,且一定程度上有利于防范采空区遗煤自然发火。利用COMSOL仿真软件,建立工作面采场气体运移模型,开展了不同通风方法、不同风速条件下的采空区氧气体积分数分布及运移规律研究,数值模拟结果与试验测定结果基本一致。3105工作面现场实践表明,采用局部正压通风回风巷增阻的技术措施能够有效解决工作面低氧问题,工作面上隅角及回风流的氧气体积分数由15%上升到20%以上,并始终保持正常水平,确保了工作面的安全生产。

安全一流学科多层次创新能力培养实验教学体系的构建与实践

基于更好培养学生创新精神和实践能力的需要,有效支撑安全“双一流”学科建设,文章构建了“基础+选修+研究+拓展”融合的安全一流学科多层次创新能力培养的实验教学体系。采取个性化、研讨式实验教学的培养模式,采用案例实战教学和竞赛引导式教学法,实现了分层次阶梯培养和一流学科科研反哺教学;注重学生个性发展,培养学生自主学习和实践创新能力。实践证明,该创新实验教学体系明确了学生在实验教学中的主体地位,显著发挥了学科交叉优势,并在教学方式方法的改革及创新型人才培养模式的形成与发展中起到了促进作用。近年来,实验实践教学取得了良好的成效。

基于叶面特征的烤烟中部叶采收成熟度量化初探

【目的】推进烤烟采收成熟度数字化判断的实现。【方法】以云烟87中部烟叶为试验材料,将采集的746个烟叶样品按照欠熟、尚熟、适熟和过熟4个档次进行分类,利用模糊DEMATEL分析法对烤烟的农艺特征、颜色特征以及纹理特征3方面的叶面特征指标进行权重赋予,初步得到不同成熟度烤烟的得分区域,之后采用偏最小二乘判别(PLS-DA)法简化烤烟采收成熟度量化模型,并对该模型的鲁棒性进行验证。【结果】(1)欠熟档次的最终得分确定区域为[0.0,81.0)分,尚熟档次确定区域为[81.0,85.0)分,成熟档次确定区域为[85.0,91.0]分,过熟档次确定区域为(91.0,100]分;(2)所构建的成熟度识别模型的正确率达到89.04%。【结论】通过采集鲜烟叶的叶面特征可以对烤烟的进行成熟度量化。

大气物理参数测量仪校准实验

大气物理参数的准确测量是通风流体实验研究的基础,其测量仪表的科学校准是保证测量精度的关键。实验教学重在培养学生观察能力、操作能力和分析处理数据的能力。在“中学生走入大学实验室”实践活动中,设计了一组大气物理参数(风速、气压)测量仪校准实验,利用闭式环形风洞实现了各类风速仪表的校准,利用气压检定箱实现了各类气压仪表的校准。校准实验方法科学实用,满足开展相关仪器仪表校准需要,保证了测量数据准确性。实验操作性强,有利于锻炼学生的实践动手能力,培养学生的创新能力与科学素养。

矿井复杂风网火灾风烟流应急调控技术及应用

针对复杂通风网络井巷火灾预防和应急救援较困难现状,分析了风流场、温度场、烟流浓度场的风流扰动、热量传递、烟流扩散等规律。根据不同火源位置的烟流演化规律,提出一种能够同时满足排烟风量和采场风量需求的火灾风烟流应急联动调控方案。以鄂尔多斯转龙湾煤矿为应用案例,建立了转龙湾煤矿火灾烟流应急联动调控系统。为分析其控风排烟效果,结合实际的井巷和通风参数,基于Ventsim软件构建了其复杂通风网络三维可视化模型。运用VentFire模块对其不同火源位置火灾场景的风烟流蔓延效果进行模拟。分析了采取应急调控方案前后的排烟效果和风量分配情况。结果表明:当不同位置发生火灾时,及时启动应急排烟方案,在满足排烟风量的基础上其他各关键地点的风量仍能保证正常通风时的90%以上,能够满足转龙湾煤矿灾变期间的控灾、救灾需求。

响应面法优化烤后烟叶回潮技术

为优化装烟回潮工艺,以湘烟7号为试验材料,回潮协调度为评价指标,通过对照试验分别对装烟密度、回潮时间、回潮湿度进行优化筛选,随后以回潮协调度以及回潮均匀性为评价指标,通过响应面法优化参数。结果表明,在装烟密度为50 kg·m-3、回潮时间为14 h、回潮湿度为77%的工艺参数条件下,回潮效果最优,此时烟叶的回潮协调度为98.95%,回潮均匀性为97.24%。本研究基于响应面法通过多次回潮试验,得出最优工艺参数,为烤烟回潮工艺的制定提供理论依据。

矿井智能通风联动调控理论与供需匹配实验研究

鉴于矿井通风系统动态匹配自动化调节的现场需求,分析了风量供需匹配原理与联动调控方法,建立了多元特征融合的主通风机调频、关联分支调阻及联合调节的数学模型.提出了通风网络分支供需匹配调控模型和稳定性判定方法,基于有毒有害气体涌出(排放)预测的需风模型,开发了矿井通风供需偏离的智能化应急调控软件.实现了通风供需失衡选择变频调节时,自动计算通风机最佳工作频率;选择关联分支风阻调节时,运用元胞自动机模型计算出最佳调节巷道,并通过风网反演计算模型获取调节风阻值;当单一调节方式失效时,生成风机变频与分支调阻联合调控方案;通过风网超前模拟分析实现风量供需匹配的可靠调节.运用典型矿井通风系统建立了风网分支需风量自动化调节实验模型,以现场有毒有害气体超限统计规律为分支需风量调控导向模型开展调风稀释实验,结果表明:三种调节方式下分支风量严格按照调控理论模型变化,调风过程中CO_(2)浓度变化延时明显,风机变频调节的风网波动较小,分支风阻调节对局部风网影响大,联合调节风网波动性大.实验验证了矿井通风供需匹配智能化调控系统的实用性和可行性,为矿井通风联动调控提供理论和应用指导.

膝关节液炎性因子IL-1β、TNF-α表达水平与膝关节骨性关节炎K-L分级的关系

目的探讨膝关节液炎性因子IL-1β、TNF-α表达水平与膝关节骨性关节炎(KOA)K-L分级的关系。方法收集KOA患者250例,根据膝关节正侧位X线片及K-L分级分为Ⅰ级组、Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组。采用双抗夹心酶联免疫吸附(ELISA)法检测4组患者膝关节液标本IL-1β和TNF-α的表达水平。分析KOA的K-L分期与膝关节液炎性因子的关系。结果KOA患者膝关节液IL-1β和TNF-α的水平随K-L分级的增高显著增加(P<0.05);非参数检验表明,除Ⅰ、Ⅱ级组IL-1β表达水平之间,其余组间的IL-1β和TNF-α表达水平均有显著差异(P<0.05)。结论KOA患者膝关节液中IL-1β和TNF-α的水平较高,且其表达水平与K-L分级密切相关。

马坑磁铁矿石高压辊磨—湿式中磁预选—阶段磨选工艺试验

为探索采用高效碎磨工艺处理福建马坑铁矿石的可行性,进行了高压辊磨—湿式中磁预选—阶段磨选工艺流程试验。结果表明:较常规碎矿工艺,高压辊磨破碎获得的产品细粒级含量显著提高,能够满足湿式中磁预选的粒度要求;磨矿条件相同时,高压辊磨产品相对传统颚式破碎产品新生成-0.074 mm粒级含量高,相对可磨度高;高压辊磨产品(-5 mm)经湿式中磁预选—两阶段磨矿弱磁选,可在磨前抛出38.88%的合格尾矿,并可获得铁品位为66.75%、磁性铁品位为65.95%、铁回收率为80.21%、磁性铁回收率为96.25%的铁精矿,精矿铁品位较现场提高了2.66个百分点、铁回收率提高了0.30个百分点,可作为马坑铁矿节能降耗、提质增效改造设计的依据。

煤矸石的综合利用技术探讨

煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,弃之为害,用之为宝。文章主要论述了煤矸石的综合利用途径,并指出煤矸石的综合利用是从根本上消除矸石危害,变废为宝的必由之路。

锁定加压钢板内固定治疗老年桡骨远端骨折

目的探讨锁定加压钢板(LCP)内固定治疗老年桡骨远端骨质疏松性骨折的初期疗效。方法从2005年5月～2007年10月,应用LCP内固定治疗老年桡骨远端骨质疏松性骨折15例,结果术后随访3个月～2年,最终采用Jakim功能评分判定功能:优9例,良4例,优良率为86.7%。结论LCP内固定是一种治疗老年桡骨远端骨折的理想方法。

高瓦斯易自燃采空区瓦斯与煤自燃耦合模拟研究

以高瓦斯易自燃111811综采工作面采空区为对象,研究了无抽采和瓦斯立体抽采条件下采空区瓦斯抽采治理效果及与浮煤自燃的耦合影响。通过建立理论模型,结合现场观测,计算得出了分段渗透率范围并建立了采空区渗透率三维控制方程。模拟结果表明：无抽采条件下,采空区瓦斯积聚严重,在可能自燃带范围内存在瓦斯与煤自燃共生致灾危险区,必须加以处置;而在采用了采空区留管及高抽巷等瓦斯立体抽采措施后,有效治理了采空区瓦斯积聚问题,抽采负压4.5 k Pa时,上隅角处的瓦斯体积分数降至0.5%,满足要求;可能自燃带范围内的瓦斯体积分数下降至0.48%~4.69%,有效消除了瓦斯与煤自燃共生致灾危险,保障了安全生产。但瓦斯抽采作用会造成采空区漏风量增大,可能自燃带范围扩大,采空区自然发火危险性有所增加,应加强观测。

新建煤矿矸石山自然发火的数学模型及其模拟分析

煤矿矸石山自燃是导致矸石山自燃爆炸灾害事故和造成矿区周围环境污染的主要原因。将矸石山看作一大体积多孔介质,运用多孔介质流体渗流理论并结合达西定律和渗流连续性方程,建立了煤矿矸石山自然发火的数学模型,并在此基础上对新建煤矿运输区矸石山内部漏风风流的流动规律进行了研究,提出了矸石山自然发火的防治途径。

基于虚拟现实的通风参数测定实训系统设计与开发

针对通风参数测定实训条件不足、日常真实环境下难以开展的问题,自主设计开发了矿山通风参数测定虚拟仿真实训系统。该虚拟实训系统以矿井通风参数测定工程实践为蓝本,构建矿井三维虚拟生产和通风环境,创建了三维互动式的虚拟仿真实训平台。主要包括测定介绍、测定仪器、准备工作、参数测定、数据处理和网络解算六大模块,通过文字、图片、动画、虚拟现实等方式将通风基础理论与工程实践相结合,以虚拟仿真技术和三维动画演示,将通风参数实测场景完美地转移至虚拟仿真平台中,满足实训人员不受时间和地点限制实时开展实验实训。实践证明,该平台能有效提高通风技术人员实训效果和实践积极性,强化技术人员实践能力培养,达到了提升实训有效性的目的。

印度尼西亚某红土镍矿还原焙烧—磁选试验

印度尼西亚某低品位红土镍矿含镍1.57%、含铁21.67%,其中镍主要以硅酸镍形式存在。为将该矿石的镍含量提高到6%以上以符合印度尼西亚政府对出口红土镍矿的规定,以硫酸钠和碳酸钠为助熔剂,进行了还原焙烧—弱磁选试验。试验结果表明,当煤用量为25%、硫酸钠+碳酸钠的配比和总用量分别为3∶1和20%、焙烧温度为1 200℃、焙烧时间为60 min、磨矿细度为-0.074 mm占85%、磁场强度为96 kA/m时,可获得产率为22.06%、镍品位为6.05%、镍回收率为85.03%、铁品位为65.74%、铁回收率为66.92%的镍铁精矿,其镍品位超过印度尼西亚出口红土镍矿的品位下限。

高校涉气类实验室电气安全风险评估

由于涉气类实验室中存在易燃、易爆、易腐蚀等物品,极易对该区域的电气设备产生影响,甚至会导致实验室爆炸等严重后果。已有的实验室安全管理方法不能很好的解决该问题,也无法对具体的危险系数进行定量评价。因此,类比石化工业的相关规定对实验室进行安全区域划分,采取隐形风险进行区域化管理。在此基础上,使用Delphi和CVM组合赋权的方式对不同量纲的指标进行最优权重分析。最后,使用改进型ALARP进行风险分级并建立相应的风险矩阵评估方法,实现了涉气类实验室复杂安全问题的定量分析,对实验室安全具有重要意义。

煤自燃特性综合实验仪器的研制与教学应用

该文研制了煤自燃特性综合实验仪器,并应用于教学。通过实验平台,结合煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法,实现了少煤样对煤炭自燃过程的模拟,仪器体积小、实验耗时短,适用于实验教学的开展。实践表明,通过开展程序升温条件下煤自燃特征参数Tcpt、Co2值及指标气体浓度实验,非常有助于加深学生对理论知识的理解和实验动手能力的培养,激发专业学习热情,显著提高学生创新实践能力与水平。