煤矿负碳高效充填开采理论与技术构想

矿山安全高效绿色低碳开采是永恒的主题,近零冲击地压、近零生态损害以及低碳、零碳、负碳的绿色开采将成为保障我国能源安全供应与绿色低碳发展的新要求。充填开采是实现这一要求的必然途径。然而,现有充填开采原理与技术装备体系难以突破高产高效、低碳开采的技术瓶颈,对充填材料及充填模式进行变革已势在必行。针对“千米深井资源开发和千万吨产能矿井充填(两个一千)”与“近零生态损害和近零冲击地压(两个近零)”的煤炭绿色低碳开采战略目标,提出了负碳高效充填开采技术全新构想,系统阐述了负碳高效充填开采的定义与科学内涵,提出和建立了由CO_(2)、矸石与快速胶结物混合而成的负碳高孔隙充填材料结构CGIF(CO_(2)Gangue Inorganic Framework)拓扑构型与强度理论以及CGIF混合物充填体固碳理论、快速黏凝胶结材料反应动力学理论、矿区充填开采防治冲击地压等负碳高效充填理论构想;提出了矸石快速高效胶结高孔隙充填材料制备技术、快速黏凝胶结材料绿色高效制备技术、CGIF充填体负碳高效充填开采技术、多面并采高效充填开采技术与工艺、全周期立体高效充填开采防冲技术等关键技术体系。在此基础上,明确了煤矿负碳高效充填开采“基础研究—技术攻关—工程示范”的“三阶段”发展规划,构建了煤矿负碳高效充填开采理论与技术体系构想;评估了煤矿负碳高效充填CO_(2)封存能力,可望实现煤炭负碳开采、低碳利用的煤炭开发利用全过程自身实现碳中和的新格局。

温阳化痰散积法对肝癌血管生成及相关蛋白的影响

目的:阴阳攻积丸为温阳化痰散积法治疗癥瘕积聚的明朝古方,本研究探讨其化裁后对肝癌细胞株体外肿瘤血管生成和相关蛋白的影响。方法:制备新制攻积丸大鼠含药血清,细胞计数试剂盒(CCK)8检测含药血清对肝癌细胞株HepG2SG的抑制率。蛋白免疫印迹法(Western blot)检测细胞肿瘤血管生成相关蛋白血管内皮钙黏蛋白(VE–cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、转化生长因子β2(TGFβ2)、Twist1和CD44的蛋白表达。细胞划痕实验和Transwell法检测HepG2SG细胞迁移侵袭能力。含药血清干预后HepG2SG条件培养基培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),分别检测HUVEC和HepG2SG细胞的体外成管。结果:新制攻积丸含药血清呈浓度依赖性抑制HepG2SG细胞增殖,含药血清组与对照组和空白血清组比较,各浓度抑制率均明显升高(P<0.01);与对照组和空白血清组比较,新制攻积丸含药血清组VE–cadherin,Vimentin、TGFβ2、Twist1和CD44蛋白表达均下调,差异有统计学意义(P<0.01);含药血清组HepG2SG的迁移侵袭能力、HUVEC管状结构生成和HepG2SG的血管生成拟态均较对照组和空白血清组显著减少(P<0.001)。结论:以温阳化痰散积为主的新制攻积丸含药血清可抑制HepG2SG细胞,降低肿瘤迁移侵袭能力,显著下调肿瘤血管生成相关蛋白的表达,可能抑制肿瘤血管生成。

直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明:页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°~180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°~90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类:层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值与试验结果的平均偏差率低于3%,能够定量表征黏聚力和摩擦系数的各向异性程度,合理评估页岩直接剪切强度对外加法向应力的敏感性,可推广应用于理论表征所有层状岩土材料的直接剪切强度。

深地科学与深地工程技术探索与思考

21世纪的深地科学进入了新的发展阶段,深地科学规律尚未探明,深部工程活动普遍存在着一定程度的盲目性、低效性和不确定性,地球深部内源动力、结构演变规律、致灾机理等仍待进一步认知。因此首先从地球科学的视角定义了深地科学:以地球浅层以深的深层和超深层为研究对象,旨在探索地球不同层圈和不同赋存深度(深层和超深层)科学奥秘;理清了深地科学与地球科学的区别与联系:即深地科学是在已知地球科学知识体系上的延伸,是拓展科学视野、深化地球认知的国家战略科技方向,包含于地球科学;定义了深部与深地工程科学的本质:即针对现有浅部工程的科学规律与技术无法适用于深部工程的难点,探索深部工程相关科学规律,突破深部工程关键基础科学问题,匹配人类在深部工程活动中的地灾防控需求,进而指导深部资源安全高效绿色开发、深部工程空间有效利用。提出深地工程技术定义,即指人类为利用地球、开发地球所需要的工程实施技术与装备,为探索深地科学规律、开发深地工程必需的理论与技术手段。最后,进一步明确了深地科学的研究内容与规划,以及深地工程技术内涵与攻关方向(即深地工程岩土力学与灾变机理、超深井智能建造与能源资源高效开采、深地隧道与巨型洞室群智能建造、深地工程灾害智能防控与健康运维),以期促进深地科学领域的发展。

深部煤层原位保压取心技术原理与瓦斯参数测定研究进展

煤层原位瓦斯压力与瓦斯含量是深部煤矿安全生产与煤层气资源精准评估的关键参数。针对深部煤层原位瓦斯含量精准测定的技术难题,提出了原位保压取心与原位瓦斯含量和压力测试的全新原理,推导并建立了煤层原位瓦斯含量计算方法和考虑含水率及多气体组分影响的煤层原位瓦斯压力计算方法。根据矿井深部原位应力环境特点与多向取心工程需求,分别自主研发了重力式、弹力式和磁力式保压控制器,可实现任意角度保真取心。自主研制了集低扰动保压取心与样品含气量一体化测试技术与装备,可实现与保压取心器对接并解锁的原位样品转移、破碎与测试,解决了原位取心、样品转移过程中瓦斯量损失问题,大大提高了瓦斯含量测定的准确性,为精准测定深部煤层原位瓦斯压力及瓦斯含量提供了理论和技术支撑,以期降低瓦斯事故,提高高突矿井安全开采效率。

A型主动脉夹层术后急性肾损伤需CRRT的危险因素

目的:探讨A型主动脉夹层术后急性肾损伤(AKI)需连续性肾脏替代治疗(CRRT)的危险因素。方法:选取2020年6月-2022年1月赣南医学院第一附属医院收治的A型主动脉夹层患者210例,所有患者均接受孙氏手术治疗,统计两组术后AKI需CRRT情况,根据术后AKI需CRRT情况分为观察组(术后AKI需CRRT)与对照组(非术后AKI需CRRT),设计基线资料调查表,详细统计并比较两组基线资料,重点分析A型主动脉夹层术后AKI需CRRT的危险因素。结果:经评估,210例A型主动脉夹层术后AKI需CRRT有20例,占比9.52%(20/210);观察组体外循环(CPB)时间、主动脉阻断时间均长于对照组,观察组冠脉旁路移植术(CABG)、术前肝功能不全及术前心包压塞比例均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),组间其他资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05);经回归分析,结果显示,CPB时间长、CABG、术前肝功能不全、主动脉阻断时间长及术前心包压塞均是A型主动脉夹层术后AKI需CRRT的危险因素(OR>1,P<0.05)。结论:A型主动脉夹层术后AKI需CRRT发生率较高,CPB时间长、CABG、术前肝功能不全、主动脉阻断时间长及术前心包压塞均是A型主动脉夹层术后AKI需CRRT的危险因素。

海上环保型抗高温防塌钻井液体系研究与应用

针对海上环保、抗高温井的钻探需求,通过研选抗高温环保处理剂,研制了一套抗温200℃的环保型防塌钻井液体系,EC_(50)值为30300 mg/L,BOD_(5)/COD_(Cr)值为0.713。室内实验表明其在200℃下仍具有良好流变性能,高温高压失水控制在15 mL以内,页岩滚动回收率大于85%。在井深6297 m、垂深6004.27 m的渤海湾埕海区块X井进行了现场应用,实钻过程中钻井液性能稳定,井径规则,全井10次电测均一次到底,无任何井下复杂情况发生,创造了多项海上钻井记录,为海上超深井作业奠定了基础。

绘中记:记忆的生成绘图效应

生成绘图的记忆功效主要在简单词语和复杂文本中被考察。以往研究虽发现生成绘图能促进词语自由回忆、再认和来源记忆,但未能稳定促进文本记忆保持。生成绘图对词语的项目记忆正确率,中值效应量d简单词语为1.06;对文本的项目记忆正确率,中值效应量d复杂文本则为0.57。绘图效应整合成分模型提供了一种成分观,认为生成绘图的精细、运动和图像成分有助于信息编码和提取;绘图建构认知模型提供了一种过程观,强调生成绘图中认知和元认知过程的积极作用。生成绘图的过程和成分可能是统一而非对立的关系。未来应深化生成绘图的作用机理研究,拓展其推广性研究并平衡其成本-效益研究。

车辆队列抗扰抗内切协同路径跟踪控制

本文研究过弯场景下车辆队列的抗扰抗内切协同路径跟踪控制方法。首先,基于前车直接跟随式方案,采用圆弧曲线跟踪路径代替一般直线跟踪路径,构建车辆队列过弯抗内切策略,以降低车辆队列过弯时的整体跟踪误差;其次,设计卡尔曼滤波器和龙伯格观测器,以解决跟随车位置状态噪声及航向状态噪声或不易量测的问题;然后,设计协同路径跟踪控制器,并基于李雅普诺夫稳定性理论导出系统稳定的充分条件,指导控制器参数设计;最后,通过数值仿真和实车试验验证控制器设计的可行性和有效性。

煤炭近零生态环境影响开发利用理论和技术构想

以煤炭资源组分和性质为基础,以能值为衡量基准,提出了煤炭近零生态环境影响开发利用的理念;论述了深部开采力学基础理论、煤炭超低损害开采理论、绿色高效开发理论、重大灾害防治基础理论、煤与瓦斯共采新理论、煤水双资源型矿井开采理论等开发理论,煤炭高效燃烧新理论、煤炭清洁转化理论、常规污染物深度脱除理论、二氧化碳捕集利用理论等利用理论;从近零生态损害的智能化无人开采、近零污染物排放的清洁低碳利用两大方面,凝炼形成了与"十三五"、未来15年和30年相适应的升级与换代技术(2020年前)、拓展与变革技术(2020—2035年)、引领与探索技术(2035—2050年),提出了煤炭开发的超低生态损害的信息化自动化开采、近零生态损害的智能化无人化开采、构建智慧能源系统的三个发展阶段和发展路线图,煤炭利用的超低排放、初步近零排放、近零排放的三个发展阶段和发展路线图,形成了系统的煤炭近零生态环境影响开发利用理论和技术构想。

山区河流水灾害问题及应对

全球重大自然灾害正深刻影响着人类的生存和发展,如何更有效地应对各类自然灾害尤为重要。2008年"5·12"汶川大地震后,"地球人都要有灾害意识,地球人都要有灾害教育"已深入人心,中国人的灾害意识和防灾技术水平均得到了较大幅度的提升。由于独特的区域地质构造、地形地貌和水文气象等条件,中国西部地区一直是水灾害频发的区域,防灾减灾工作已成为影响区域社会经济及国家整体发展的重要方面。作为国家布局在西部的高水平研究型综合大学,四川大学传承和创新了都江堰的治水智慧,在应对高坝泄洪与防洪安全、高坝工程结构安全、山洪泥沙灾害与滑坡防治、流域生态环境保护等山区水灾害方面进行了积极探索,取得了一系列重要成果。主要有:1)开发细观实验与模拟技术,揭示了高坝水力学复杂水流现象的细观机理,建立了更加可靠的判别准则和计算方法,形成系统的细观水力学体系,并创新地提出了多级泄洪原理与技术;2)原创性地提出了地质力学模型破坏模拟与综合法试验新技术,揭示了高坝工程整体结构安全响应机制,建立了能够准确反映受复杂地质环境及超标洪水等因素影响下高坝-坝基-库水整体结构安全评价体系;3)揭示了山洪与泥沙共同作用下"小水大灾"机制,提出了特大山洪泥沙灾害"降阶防控"技术,将山洪泥沙灾害致灾不确定性降到可防控范围;4)引入应用三维激光扫描仪等新设备与技术实现了滑坡变形监测从"点、线、面"拓展到三维空间整体,提升了水动力型滑坡的灾害监测预警水平以及灾害应急响应能力;5)针对滑坡-堰塞坝物质组成和结构特性变异性大的问题,提出了滑坡-堰塞湖分类应急处置与综合治理技术;6)针对西南地区地理、生态与环境特点,提出了生态需水配置和过鱼、梯级水库水温预测成套方法和低温水控制、高坝泄水总溶解气体(TDG)过饱和的预测与调控等一整套维护水生生物生境的关键技术,将生态环境保护研究从工程局部及单一水环境领域,拓展到山区流域整体系统并形成多学科领域交叉的综合科学技术体系。最后,针对中国西部山区河流水灾害的特点以及国家防灾减灾救灾的总体需求,提出了变化环境下的水灾害形成与演化、耦合致灾机理与临界判据、水灾害动力灾变机制与演化过程、突变河流的生境-生物相互作用机制、灾变河流的生态演变机制和新平衡态、水灾害监测预警和风险评估、基础大数据库与云平台、水灾害流域协同管理与灾后重建等一系列山区水灾害领域的重大前沿科学技术问题,有助于促进下一步防灾减灾相关学科领域研究工作的发展。

岭南新型冠状病毒肺炎临床表现的初步分析

文章分析了中山大学附属第三医院截至2020年2月1日收治的5例新型冠状病毒肺炎患者四诊资料,其中1例高龄患者是危重患者,这一点与其他地区表现一致,而其余4例病情相对较轻,其病机特点是湿热并重,未表现为风寒湿。这5例患者初期均未表现风寒征象,临床仍以湿邪缠绵难愈,病势迁延为主。

基于“深地-地表”联动的深地科学与地灾防控技术体系初探

地球是已知的唯一适合人类生存的行星,揭示地球深部奥秘对于人类生存与发展具有重大意义。随着人类社会的快速发展,地震地质灾害频繁发生,深地工程动力灾害事故更加凸显,且机理不清,难以预测和有效防控,其根本原因在于,人类无法准确认知地球科学基础规律及地球深部过程与浅表层过程的耦合关系;现有地球深部基础科学研究已滞后于人类深部工程实践活动,传统地质灾害信息的浅表监测存在较大局限。在此基础上,开展深地科学探索与地质灾害防控联动技术研究对解决资源保障、生命演化与可持续发展等重大科学问题具有重要意义。“深地-地表”联动战略体系以深入理解深地科学与地质灾害内在联系,进行深地科学与地质灾害领域的超前战略谋划为核心目标,通过基于典型深部工程的“深地-地表”联动科学研究平台,充分关联中国广布的地表灾害信息监测群和纵深的深地科学实验室、矿区及深地工程示范基地,借助区块链大数据技术,建设“深地-地表”智慧中心,统筹不同区域、不同类型、不同深度研究平台;最终,在此基础之上,以“深地-地表”联动为核心,建设“深地-地表”地灾防控联动探测大科学系统,全面构建深地科学规律及重大地质灾害孕灾机制战略研究体系,服务全国乃至全球的深地科学前沿探索、深地工程的安全与长期稳定性、重大地质灾害预警与防控,助力中国领跑世界深地科学和地质灾害的相关领域研究。

指尖上的学习:触屏学习的作用

触屏学习是通过触屏软硬件设备呈现学习内容,并以手势触屏交互方式获取知识或技能的过程。目前触屏学习基础性研究处于探索阶段,在有效性上,研究发现触屏学习本身可能是有效的,但在相对优势上结果具有较大异质性;在学习后效上,触屏学习有助于提高学习动机,但没有稳定地促进知识保持、知识理解以及二维到三维的学习迁移。针对触屏学习的促进或阻碍作用,以往研究分别从具身认知或认知负荷等理论视角给予解释。学习者、学习材料、学习环境等可能是影响触屏学习效果的重要因素。广泛地将触屏设备应用于学习或课堂场景为时尚早,呼吁未来研究从理论建构、影响因素、特点分析及行为/神经机制角度考察触屏学习的作用。

医患双重角色体验式教学方法在综合性大学中医学临床见习教学中的应用

目的:评价医患双重角色体验式教学方法在综合性大学本科生中医学临床见习带教效果。方法:选取2015年6月-2018年6月在我院中医科见习的中山大学临床专业本科五年级学生68例,随机分为对照组与研究组各34例。对照组采取常规带教模式,研究组采取医患双重角色体验式教学方法带教。结果:研究组四诊信息收集与辨证论治分析能力以及见习过程中的积极性和参与度均明显高优于对照组。结论:医患双重角色体验式教学方法具有较好教学效果。

医患双重角色体验式教学方法的设计与应用初探

目的在主动学习模式背景下,探寻符合西医学高等院校中本科生及境外留学生中医学需求的教学方法。方法结合目前医学教育发展方向、波兰波兹南医科大学留学生相关教学方法以及自身教学经验,提出医患双重角色体验式教学方法。结果在中山大学本科生及留学生中医教学实践中的初步应用显示该教学方法可有效提高学生学习的兴趣和主动性。结论医患双重角色体验式教学方法具有较好的教学效果,值得进一步推广。

注意引导和认知加工:眼动榜样样例的教学作用

认知如何影响眼动一直以来得到研究者高度重视,而近年来研究者开始通过眼动榜样样例反过来直接考察眼动如何影响认知。作为一种新颖的教学样例,眼动榜样样例能够有效引导注意,即促进信息的选择、组织和整合加工,并提高眼动轨迹一致性,但并没有稳定地促进教学效果。研究者从信息缩减假说、多媒体学习认知理论、认知学徒制理论等视角进行了积极的理论预期和解释。未来研究需从边界条件、作用机制、眼动轨迹预训练、专长发展、合作学习及神经基础等角度进一步考察眼动榜样样例的教学作用。

煤炭革命新理念与煤炭科技发展构想

从重大科学发现对能源科技发展重大促进作用的视角,研究煤炭科技革命的科学基础与技术演进趋势,提出了煤炭开发利用一体化、矿井建设与地下空间利用一体化、煤基多元清洁能源协同开发和煤炭洁净低碳高效利用四大煤炭革命理念;提出了近零生态损害的科学开采、近零排放的清洁低碳利用、矿井建设与地下空间一体化利用、深部原位流态化开采四大领域的全产业链煤炭技术革命路线图。结合我国煤炭开发利用的现状、资源空间分布以及能源结构随时间的变化规律,提出了煤炭革命3.0,4.0和5.0三个发展阶段构想,给出了每个阶段的战略目标;系统阐述了不同阶段实现目标需要突破的重大理论和前沿技术,形成了我国未来30年煤炭革命的技术路线及战略蓝图。

煤矿地下空间容量估算及开发利用研究

以煤矿地下空间科学利用为主线,以提升煤矿地下空间综合利用为目标,系统调研分析了我国煤矿地下空间容量,首次绘制了全国生产煤矿井下可利用空间分布图、距地级市50 km内煤矿可有效利用的地下空间分布图、全国煤矿有序退出井巷可利用地下空间分布图,并由此建立了煤矿地下空间的判识和估算方法,对煤矿采空区可利用地下空间进行了估算。进行了不同开发利用功能的围岩适建性研究,提出了煤矿地下空间开发利用的六大设计原则和四大设计理念,系统提出了煤矿地下空间利用的方向、技术及构想。结合京西煤矿地下空间可利用容量、关停顺序和内外部建设条件提出了合理的开发利用规划目标,作为典型案例设计了京西煤矿地下空间开发利用的构想。

一图抵千言:多媒体学习中的自我生成绘图策略

自我生成绘图是指学生使用可视化的学习方法绘制一幅能反映每一段文字中重要观点的图画,通过图文结合的方式来促进学习的一种策略。综述以往研究发现,先前研究通过操纵文本、动画等学习材料来考察自我生成绘图在学习中的作用,发现自我生成绘图的效果并不稳健:一方面它可以通过提高学生的认知和元认知能力、激发积极的情感状态而提高学习效果,得到了绘图建构生成理论和多媒体学习认知理论的支持;另一方面也可以通过增加认知负荷而阻碍学习,得到了认知负荷理论的支持。整体而言,自我生成绘图策略还是有利于学习的,已有研究在学习效果上的效应量中值为d_(保持)=0.13, d_(理解)=0.46, d_(迁移)=0.38。未来的研究仍需要关注自我生成绘图策略的材料操纵、效果评定以及潜在变量等等。