煤矿发明成果

⑴ 戴维的成就

就戴维一生科学贡献甚丰，其中较大的成果有：
（1）1802年开创农业化学。
（2）发明煤矿安全灯 ： 产业革命时主要能源是煤，当时煤矿设备简陋，常发生瓦斯爆炸。1815年（英）成立“预防煤矿灾祸协会”，当年戴维用了三个月的时间就解决了瓦斯爆炸问题——用金属丝罩罩在矿灯外，金属丝导走热能，矿井中可燃性气体达不到燃点，就不会爆炸。煤矿安全灯沿用到20世纪30年代（此后，被电池灯逐渐取代）。
（3）用电解方法得到碱金属等 1807年戴维用250对锌-铜原电池串联作为电源电解得到钠、钾，1808年电解得到镁、钙、锶、钡、硅、硼。
（4）确定氯为单质 戴维研究氢氯酸时发现其中无氧，从而怀疑安托万-洛朗·拉瓦锡的论点——酸中含氧。1774年瑞典的席勒藉MnO2和HCl反应制得Cl2，在安托万-洛朗·拉瓦锡观点影响下，因产物溶于水显酸性，他认为氯是“氧化盐酸气”。盖·吕萨克在气体反应简比定律中发现“氧化盐酸气”没有氧，但他坚信安托万-洛朗·拉瓦锡的观点。1810年，戴维分别用焦炭、硫、磷、金属和“氧化盐酸气”反应，均无含氧的产物生成，于是他宣称：只要没有水，“氧化盐酸”所发生的一切反应都不会产生氧，从而把它定为单质——氯。
（5）戴维本人认为，自己的最大贡献是发现法拉第。

⑵ 刘泉声的主要科研成果

◆获奖：
①国家科技进步二等奖“复杂条件下地下工程开挖支护技术的理论方法与应用研究”，2000年度（排名第二）。
②国家科技进步二等奖“煤矿千米深部岩巷稳定控制关键技术”，2010年度（排名第一）；
③湖北省科技进步一等奖“煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护成套技术研究及应用”，2009年度（排名第一）
④湖北省科技进步一等奖“隧道激光定位与变形监测系统研发及应用”，2010年度（排名第一）；
⑤中国岩石力学与工程学会青年优秀科技奖金奖，2002年。
⑥中国岩石力学与工程学会优秀论文奖“岩石时温等效原理的理论与实验研究”2005年。
⑦湖北省优秀硕士学位论文指导教师奖“爆破荷载作用下岩质边坡动态相应的数值模拟研究”，2004年。
◆专利：
①发明专利“隧道无线激光放样装置”
②发明专利“大量程机械式多点位移计”
③实用新型专利“可控预应力超高强锚杆”
④实用新型专利“锚杆预应力控制装置”
⑤实用新型专利“增阻高强预应力锚杆”
⑥实用新型专利“大倾角厚煤层留小煤柱沿空掘巷支架”
⑦实用新型专利“微生物地下水渗流阻塞观测的装置”
⑧实用新型专利“气动锚杆安装装置”
⑨实用新型专利“一种软弱膨胀型围岩巷道支护装置”
◆软件著作权登记：
①钻爆法隧道爆破炮孔设计软件V1.0
②隧道变形监测系统V1.0
③隧道掘进自动定位系统V1.0
④围岩多场耦合分析建模系统V1.0
◆专著：
1、刘泉声，高玮，袁亮，《煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护技术及应用》，科学出版社，2010年1月；
2、高玮，袁亮，《基于仿生计算智能的地下工程反分析——理论与应用》，科学出版社，2009年5月；
◆主要论文：
1. Liu Quansheng, Xu Xichang, Wang Chongge, T. Yamaguchi, Time-Temperature Equivalence for Rocks, Vol. 306-308: 1397-1402, March 2006, Key Engineering Materials.
2. Liu Quansheng, Xu Guangmiao, Study on Basic Mechanical Behaviors of Rocks at Low Temperatures, Vol. 306-308: 1479-1484, March 2006, Key Engineering Materials.
3. Liu Quansheng, Hu Yunhua, On Stability and Support Measures of Rock Mass Surrounding A Diphead of A Coal Mine, Vol.326-328: 1611-1616, Sept. 2006, Key Engineering Materials.
4. Quansheng Liu, Guangmiao Xu, Xiaoyan Liu, Experimental and Theoretical Study on Freezying-Thawing Damage Propagation of Saturated Rocks, Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B.
5. LIU Quansheng, LIU Bin, GAO Wei, Study On the Damage Evolution Equation of Rockburst, Vol. 33-37:663-668, Mar. 2008, Advanced Materials Research.
6. Liu Quansheng, Xu Guangmiao, Wu Yuexiu, The Thermo-Hydro Coupled Model of Low-Temperature Rock in Consideration of Phase Change, Vol. 33-37:645-650, Mar. 2008, Advanced Materials Research.
7. Liu Quansheng, Zhang Chengyuan, Liu Xiaoyan, Numerical Modelling and Simulation of Coupled THM Processes in Task_D of DECOVALEX_Ⅳ, Vol. 25: 709-720, April 2006, Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.
8. Liu Quansheng, Xu Xichang, Tsutomu Yamaguchi, Mechanical Properties of TGP Granite in Dependence on Temperature and Time, Sept., 2001, Proc. 2nd ARMS, Beijing.
9. Liu Quansheng, Ding Duowen, Zhu Weishen, The Design and Effect of Anchoring Supporting for Weak Rockmass Surrounding Galleries, Ninth Int. Conf Assoc. for the Computer Methods and Advances in Geomechanics, Wuhan, China, Sep., 1997.
10. Quansheng Liu et al,Analysis on the Reinforcement of an Under-ground Civil-Defence Gallery beneath a Building, Proc. Regional Symposium on Sedimentary Rock Engineering, Taipei, Nov. 20~22, 1998
11. Q.S. Liu, X.Y. Liu & C.Y. Zhang, Numerical Simulation of THM Coupled Processes in Task_D of Decovalex_IV, part I, Proceedings of International Symposium on Engineered Barriers for High Level Radioactive Waste Disposal（ISEB-2005), pp178-184, 2005/9/8-2005/9/10, Tongji University and Ecole National des Ponts et Chaussee.
12. Q.S. Liu, X.Y. Liu & C.Y. Zhang,Numerical Simulation of THM Coupled Processes in Task_D of Decovalex_IV, part Ⅱ, pp185-193, 2005/9/8-2005/9/10, Tongji University and Ecole National des Ponts et Chaussee.
13. Q.Liu, C.Wang, Study on time-temperature equivalence principle for rocks, Geoproc2003, International Conference on Coupled THMC Processes in Geo-systems, KTH, Stockholm, Sweden, october 2003.
14. Quansheng Liu, Chengyuan Zhang, Xiaoyan Liu, A practical method for coupled THM simulation of the Yucca Moutain and Febex case examples for Task D of the DECOVALEX THMC project, Proceedings of the GEOPRC2006 International Symposium:2nd International Conference on Coupled THMC Processes in Geo-system, Nanjing, China, May, 2006
15. 刘泉声，张伟，卢兴利等，断层破碎带大断面巷道的安全监控与稳定性分析，岩石力学与工程学报，2010，29（10）
16. 刘泉声，白山云，肖春喜，高玮，基于现场监控量测的龙潭隧道施工期围岩稳定性研究，岩石力学与工程学报，2007，26(10)
17. 刘泉声，胡云华，刘滨，基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究，岩土力学，2009，30（2），
18. 刘泉声，张华，林涛，煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策，岩石力学与工程学报，2004，23（21）
19. 刘泉声，徐光苗, 光纤测量技术在岩土工程中的应用，岩石力学与工程学报，2004，23（2）
20. 刘泉声，张华, 对煤矿深部围岩稳定与支护几个关键问题的认识，岩石力学与工程学报，2003，增（2）
21. 刘泉声，陈刚, 花岗岩时-温等效原理的进一步验证，岩石力学与工程学报，2003，22（11）
22. 刘泉声，王崇革, 岩石时-温等效原理的理论与实验研究——第一部分：岩石时-温等效原理的热力学基础，岩石力学与工程学报，2002，21（2）,
23. 刘泉声，许锡昌，山口勉，长秋雄, 岩石时-温等效原理的理论与实验研究——第二部分：岩石时-温等效原理的主曲线与移位因子，岩石力学与工程学报，2002，21（3）
24. 刘泉声，许锡昌, 三峡花岗岩与温度及时间相关的力学性质试验研究，岩石力学与工程学报，2001，20（5）
25. 刘泉声，王志俭, 砂-膨润土混合物膨胀力影响因素的研究，岩石力学与工程学报，2002，21（7）
26. 刘泉声，许锡昌, 温度作用下脆性岩石的损伤分析，岩石力学与工程学报，2000，19（4）
27. 刘泉声，吴玉山，刘祖德，高层建筑深基坑工程在中国的发展，岩石力学与工程学报，1997，16（4）
28. 刘泉声，刘小燕，张程远，刘亚晨，核废料贮存裂隙岩体THM耦合研究进展与展望，国防科工委高放废物地质处置研讨会论文集，pp76-88，2005年8月，北京.
29. 刘泉声，张程远，刘小燕，DECOVALEX_IV之TASK_D THM耦合分析模拟专题中的研究进展，国防科工委高放废物地质处置研讨会论文集，pp125-132，2005年8月，北京.
30. 刘泉声，岩石时温等效效应及其在核废料贮存库围岩长期稳定性分析中的应用，国防科工委高放废物地质处置研讨会论文集，pp227-235，2005年8月，北京.
31. 刘泉声，许锡昌，岩石时温等效效应及其在核废料贮存库围岩长期稳定型分析中的应用，国防科工委高放核废物地质处置学术研讨会，2004年7月，北京.
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35. Chengyuan Zhang, Xiaoyan Liu, Quansheng Liu, An rock-physics-based complex pore-fluid-distribution model to seismic Dynamical response, Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B.
36.Xiaoyan Liu, Chengyuan Zhang, Quansheng Liu, Coupled THM Model and Simulation of the Yucca Mountain and FEBEX Case Study within DECOVALEX-THMC Framework, Vol. 33-37:639-644, Mar. 2008,Advanced Materials Research.
37.Chengyuan Zhang, Xiaoyan Liu, Quansheng Liu, Study on Uncertainty and Criterion in Model Optimization of Coupled THM Simulation, Vol. 33-37:1135-1140, Mar. 2008,Advanced Materials Research.
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60. 张秀丽 焦玉勇 刘泉声. 节理对爆炸波传播影响的数值研究. 岩土力学
61. 张秀丽，焦玉勇，刘泉声. 非连续变形分析(DDA)方法中的预应力锚杆模拟. 地下空间与工程学报
62. 焦玉勇，刘泉声，张秀丽. 岩溶地区隧道稳定性数值模拟研究. 第五届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会. 台北，2006，A9-1~A9-7
63. 张程远，席道瑛，刘泉声，快速模拟退火淬火反演研究，岩石力学与工程学报，2004，23（2）
64. 杨永香，刘泉声，焦玉勇，龙潭隧道的流固耦合分析，采矿与安全工程学报，2006，23（3）
65. 王崇革，刘泉声，刘双跃，蒋宇静，单轴应力下岩石的热-粘弹塑性模型研究，岩石力学与工程学报，2002，21（2）
66. 戴永浩， 陈卫忠，刘泉声，易小明，深部高地应力巷道断面优化研究，岩石力学与工程学报，2004，23（2）。
67. 朱维申，李术才，白世伟，刘泉声，施工过程力学原理的若干发展和工程实例分析，岩石力学与工程学报，2003，22（10）
68. 徐燕萍，项阳，刘泉声，吕爱钟，等参元逆变插值法的研究及其应用，岩土力学，2001，22（2）
69．Hu Yunhua，Liu Quansheng，Experimental study on mechanical properties of granite under repeated loading and unloading，Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B
70．Liu Bin，Liu Quansheng，Stress analysis of transversely isotropic cylinder under arbitrary axisymmetric load，Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B
71．WuYuexiu，Liu Quansheng，The analysis on dynamical response of transversely isotropic material under blasting load，Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B

⑶ 何学秋技术研究

何学秋教授专注于煤矿安全和安全科学理论与技术研究，主持完成多项国家级与省部级重要科研项目，为煤矿瓦斯灾害防治做出了重要贡献。在理论领域，他首次提出“流变假说”与“安全科学的统一理论——安全流变-突变论”，在技术层面则创新性地研发了预测含气煤岩灾害动力现象的技术和装备，证明了外加电磁场强化煤层瓦斯流动的新途径，并提出研究阻隔、惰化爆炸的新方法。

何教授的科研成果丰硕，获得国家发明、实用新型专利6项，出版《含瓦斯煤岩破坏电磁动力学》、《含瓦斯煤岩流变动力学》和《安全工程学》等6部专著，发表论文130余篇，其中SCI收录2篇，EI收录65篇，ISTP收录31篇。这些研究成果在多个领域获得认可，包括2002年国家科技进步二等奖、1993年国家自然科学四等奖、2001年中国高校科学技术进步二等奖、2001年中国煤炭工业科技进步一等奖等。

此外，何学秋教授在江苏省煤炭科技进步一等奖、2000年国家煤炭工业科技进步二等奖、1999年河南省科技进步三等奖等项目中也取得了显著成绩。他的研究不仅在理论层面提出了创新观点，在实践应用中也实现了技术突破，为煤矿安全和瓦斯灾害防治提供了有力支持。

中国矿业大学教授、博士生导师，国家安全生产监督管理总局规划科技司副司长。

⑷ 世界上第一台蒸汽机~

世界上第一台蒸汽机的诞生

内燃机是19世纪60年代发明的，经历了煤气机、汽油机以及柴油机3个发展阶段。1860年法

国人勒努瓦(Lenoir)研制成功了煤气机，出现了世界上第一台实用的内燃机，1876年德国人奥

托(Otto)按等容四行程循环的原理制成第一台四冲程煤气机，1883年德国人戴姆勒(Daimler)研

制成功汽油机，1893年德国人笛塞尔(Diesel)发明了压燃式内燃机的工作原理，1898年笛塞尔

研制出以煤油为燃料的压燃式内燃机。内燃机诞生到现在，经历了100多年的发展，而且每年都

有重大的技术进步。

在今天看来，蒸汽牵引机笨重、难看，但就是这种庞然怪物帮助人们把布法罗的草原变成

了美国的早餐。

美国国家历史博物馆展出的这台胡贝尔蒸汽牵引机是1920年生产的，它结实耐用、巨

如恐龙，还没出厂就已经过时了。然而，这台有着巨大的轮子、顶部挂着艳丽的红色饰穗的胡

贝尔却是19世纪到20世纪初期美国扩张的辉煌遗迹。正是蒸汽牵引机拉着铧犁和脱粒机完

成了征服大平原的重任。它们轰隆隆地运转着，把布法罗的草原变成了美国的早餐。那片土地

曾经被认为是很难、甚至不可能耕种的，而蒸汽牵引机帮助人们在那里扎下了根。

离这件展品不远处，还有一台1924年生产的约翰·迪尔D型内燃拖拉机（“拖拉机

”一词正是为这类机器发明的）。本世纪20年代初，像迪尔这样的汽油和煤油内燃机，在赚

取农民的美元的竞赛中已几乎获胜。可是，美国与蒸汽的罗曼史可不是那么容易结束的。说到

底，是蒸汽为工业革命提供了动力，蒸汽机的笛声也激发了许多年轻人的想象力。很多人从童

年时期就梦想着成为一名脱粒机手，驾驶着大机器为自己买不起机器的农民收割、耕耘。

脱粒机手们季节性的到来带来了突然的兴奋、繁重的劳动，还有家制食品的大会餐。男人

们驾驶着机器来到一个又一个农场，春耕秋收。几十年来，他们成了美国农村的一道风景线，

而他们的蒸汽牵引机则像喧闹而又友好的怪物，成了人们敬畏和惊叹的对象。

这些牵引机确实堪称巨大，有些重量超过20吨。这台胡贝尔重约10吨，长16英尺，

仅仅算是中等大小。最大的几种型号只用来耕耘最坚硬的土地——这些土地由于被杂草覆盖了

几个世纪，变得无比坚硬，任何人拉或者马拉的犁都无法将它耕耘。西部各州的土壤和气候适

于种粮食，可是只有大规模生产粮食才能赢利，而且收获时需要大量的劳动力。那里平坦宽广

的旷野跑得开这些巨大而笨重的机器。

19世纪的美国发明家和制造商们常常考虑到大草原地区农民的需要，所以他们发明了数

量惊人的农业机械。从1790年通过第一个专利法到1899年，注册的农机具专利达4万

个。

但是当19世纪进入下半叶的时候，动力仍然主要依靠马和牛。有时候，近40匹马被编

成一队，套在巨大的铧犁或者收割机上，在不断扩张的西部田野中劳作。养一匹马大约需要5

公顷土地，马匹还需要精心照管。它们拉犁需要挽具，而挽具是要维修的。在一个工作日中，

马队至少要替换一次以便轮流休息，有的时候还要替换两三次。因此发明家们一直努力地改进

设计，试图在这片土地上使用蒸汽动力，特别是用蒸汽动力来牵引沉重的收割机。

内战以后，小型蒸汽机确实进入了脱粒的过程，但是它们必须由马匹拉到已经收割完的粮

食跟前。直到19世纪70年代，才开始成批生产第一种自己开动的蒸汽拖拉机。它们还不能

达到耕地的需要，刚开始主要是用于脱粒。但是到了90年代，有了贝塞麦钢和更加坚硬的齿

轮，这才使制造每天能耕耘75公顷土地的新型大机器成为可能。把它们从一个农场转移到另

一个农场引起了不小的骚动。马看见这种大机器的时候常常会狂奔起来。1897年，俄亥俄

州的报纸报道说，一位亚伦·艾米克的马遇到一台蒸汽牵引机后，拖着轻便马车飞奔而去。

“艾米克先生被从马车里甩出来，车里的一桶苹果和其他物品撒了一路。那匹马拉着马车奔进

城里，撞在了一根电线杆上。”

可怜的马儿确实值得同情。那些机器有时候每小时开两三英里，一路上轰隆作响，还喷烟

吐雾。为此有些州要求，当他们在公路上行驶时必须由马拉着，以免把迎面而来的马吓惊了。

这样的法律使蒸汽拖拉机手们大为不悦。1900年，《脱粒机手评论》杂志就辛辣地讽刺道

：“普通的州议员对驾驶蒸汽牵引机的了解，就像猪对主日学校的了解一样多。”

在脱粒的过程中，蒸汽牵引机的附近几乎总有稻草，机器冒出的火花常常引起火灾。蒸汽

牵引机在很大的压力下运行，这就需要懂行的人不断地留意。火箱里必须加上适量的燃料（煤

、木头或者稻草）；还必须注意锅炉里的水位，否则锅炉就会爆炸。据说，在1911年，平

均每天发生两起锅炉爆炸事件。“声音震耳欲聋，后果非常可怕，”在一次爆炸后俄亥俄州的

《阿什兰报》报道说，“尘土和蒸汽形成的巨大云雾笼罩了一切……巨大的发动机和锅炉被抛

到20英尺高处，碎片散落得到处都是。”操作机器的人被抛到142英尺以外。

尽管有此类事故发生，大型蒸汽牵引机的生产还是稳步增长，到1900年每年平均生产

5000台。但是逐步改进的内燃机威胁到了它们的存在。查尔斯·哈特和查尔斯·帕尔通常

被看做是汽油拖拉机之父，他们于1902年造出了第一种型号的拖拉机。内燃拖拉机往往更

小、更轻，可以靠一箱燃料运行一天。不用点火，操作者也不必时常给饥渴的机器加水。到1

920年，已经有166家生产拖拉机的公司，每年生产20多万台拖拉机；而蒸汽牵引机的

产量则不断减少，直到几乎停产。

史密森学会收集的这台胡贝尔到1930年才找到买主。从它的情况判断，它只干过一些

轻活，很可能是在锯木场牵引传动带。许多20年代生产的蒸汽牵引机都装上了宽大的轮子，

用来修路，所以又产生了一个新词“蒸汽滚轧机”。1927年胡贝尔公司制造的最后一台蒸

汽牵引机，就是一台蒸汽滚轧机。

然而，蒸汽牵引机的罗曼史还没有完全结束。有收集癖好的人们精心保养着几百台这种庞

然大物，并举行全国性的展览会。在展览会上，他们满怀深情地给这些机器点上火，让它们趾

高气扬地四处轰鸣。在这些场合，最好还是把您的马留在家里呀！

⑸ 薛俊华的主要科研成果有哪些

薛俊华，男，1963年8月出生于江苏省泰州，是一位工学硕士，拥有教授级高级工程师头衔。他在中国矿业大学采矿工程专业完成了1987年7月的学业。目前，薛俊华担任深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室的常务副主任。

在专业领域，薛俊华是活跃的学术领导者，他在中国岩石力学与工程学会担任理事和副秘书长，同时还是地下工程分会的副理事长。在安徽省岩石力学学会，他担任副秘书长。在煤炭工业方面，他是中国煤炭工业协会煤矿支护专家组的重要成员，并在安徽理工大学指导硕士研究生。

薛俊华的科研生涯专注于煤矿开采、瓦斯、地压和地温工程的应用理论和技术研究。他主持并完成了多项国家级重大项目，如“矿产资源综合利用与安全监测科学问题”、“资源高效开发关键基础研究”等，以及“十一五”和“十二五”国家科技支撑计划项目，涉及矿井深部开采安全和科技装备开发等。

在科研成果方面，薛俊华拥有丰富的专利，包括“高瓦斯煤层群开采沿空留巷Y型通风卸压瓦斯抽采方法”、“沿空留巷综合支护装置”和“松软煤层下向钻孔抽采卸压瓦斯施工方法”等二十多项发明和实用新型专利，其中发明专利超过十项。他的研究成果发表在《煤炭学报》、《Advanced Materials Research》、《采矿与安全工程学报》等国内外知名期刊上，论文数量众多。

薛俊华的贡献不仅限于理论研究，他的实践成果对于煤炭开采行业的科技进步和环境保护具有深远影响。他的工作得到了国家的认可，享受国务院特殊津贴，体现了他在煤炭开采领域的杰出贡献和影响力。