爆破震动作用下高地应力巷道动力响应特征与稳定性研究

为了研究爆破震动作用下高地应力巷道的动力响应特征及其稳定性,以淮南潘三矿超前预裂卸压爆破扰动瓦斯综合治理巷为工程背景,通过理论分析建立了爆破作业扰动巷道围岩模型,并根据应力波传播理论及波前动量守恒定理推导出了爆破震动作用下巷道围岩振动方程。使用数值模拟研究了巷道围岩质点峰值振动速度(Peak Particle Velocity,PPV)的衰减特征,从应力分布规律的角度对理论分析进行了补充,并根据模拟结果对巷道围岩稳定性进行了分析。结果表明:巷道围岩振动方程显示,爆炸应力波入射角度的不同会导致巷道围岩不同区域的动态响应特征存在差异。随着爆心距增大,巷道轮廓面附近围岩PPV出现波动,并在自由面处获得最大峰值振速;地应力对巷道围岩PPV具有抑制作用,地应力越大抑制作用越明显,且不同位置围岩的PPV对地应力敏感度存在差异;随着地应力增大,爆破震动作用下巷道围岩受力状态从拉剪变为压剪,最大主应力和剪切应力也随之增大。研究认为随着埋深增加,在对爆破震动作用下巷道围岩的稳定性进行评估时地应力因素不可忽略。对于潘三矿超前预裂卸压爆破工程现场而言,除了巷道的直墙外,墙角、拱墙也是危险区域,应当着重予以加固并加强监测。

构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用

深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层顶板爆破相似模拟试验和数值分析,监测跨界面应力波传播和宏观三维裂隙演化形态,再现了爆破应力波传播和煤岩体内部损伤破坏过程。研究表明:(1)构造煤层爆破损伤范围主要集中在爆破孔和煤层上下煤岩交界面附近煤体;构造煤顶板爆破产生跨界面致裂卸压裂纹,爆破损伤沿爆破孔向四周岩体扩展,最后蔓延到煤层底板,爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重。(2)爆破应力波从构造煤层顶板传播到煤岩交界面时发生波的透射和反射,透射的压缩应力波破坏煤体;反射的拉伸应力波反作用于煤岩交界面区域岩体。(3)爆破累积损伤产生的跨界面交叉裂纹卸压,使顶板岩层裂隙和构造煤层裂隙贯通,有利于构造煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。现场应用表明,煤层顶板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,瓦斯抽采纯量从爆破前的0.07 m^(3)/min提高到1.73 m^(3)/min,体积分数从10.46%上升到68.50%,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部构造煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。

柱状聚能药管聚能罩角度对煤层爆破增透效果试验研究

为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对聚能爆破增透机制进行了分析。在实验室搭建了可从煤体宏观裂纹和应变数据多角度对试验模型进行分析的双向加载气固耦合爆破相似模拟试验系统,对含瓦斯煤体试块进行普通爆破和不同聚能张开角爆破模拟对比试验。结果表明,使用聚能药包相较于普通爆破能够有效引导裂纹在聚能罩开口方向上定向发育;随着聚能罩角度减少,聚能爆破后形成的裂纹在聚能方向上更加平滑,裂纹宽度也随之增加,试块剖面更加平整;根据超动态应变仪反演结果,1号测点60°、80°和100°聚能爆破的压应力峰值分别为普通爆破的1.52倍,1.26倍和1.08倍,且60°聚能爆破到达应力峰值的时间最短,表明随着聚能罩开口的减小,聚能方向上能量集中现象越明显。通过ANSYS/LS-DYNA软件对4种不同角度的聚能爆破进行对比分析。模拟结果中60°聚能爆破初始形成的聚能射流有效应力最大,聚能方向产生的裂纹最长。试验和模拟结果表明通过使用60°聚能药包可得到更好的爆破效果,研究成果对松软高瓦斯煤层聚能爆破增透有一定的参考意义。

河南省绿色技术创新体系的建设基础及制约因素分析

通过对河南省知识产权发展、能源结构和产业结构的相关数据进行分析可知,河南省在知识产权发展方面取得了一定成果,但仍需提升知识产权环境和加强绿色技术创新能力。河南省的能源结构以煤炭为主导,面临碳排放高、能源依存度高、生态治理严峻等挑战,需要加大非化石碳能源补充和可再生资源开发利用的力度。河南省的产业结构以农业、制造业和服务业为主,农业绿色化已获进展,制造业推进绿色化发展,服务业比重逐步上升。未来更注重绿色化的产业发展理念,将为绿色技术融资合作中心提供新的支撑和机遇。然而,河南省绿色技术创新发展仍面临市场化程度低、技术供求错位、转化率低、服务平台缺失、金融支持不足等制约因素。河南省具备绿色技术融资合作中心的建设基础,但仍面临挑战,需要进一步探索“绿色技术+金融”的系统方案,为成果转移、转化提供可复制、可推广的新选择。围绕这一目标,河南省绿色技术融资合作中心建设将为新时代的绿色技术创新体系提供科学参考和理论依据。

无人机技术在海事监管领域应用研究

受限于船艇航速、吃水、主机能耗等因素,传统的海事巡航执法手段无法全面满足海区巡航高覆盖率和高频度的执法要求。无人机技术可进一步完善海事监管体系,提升海事监管能力,满足水上交通安全治理体系和治理能力现代化的要求。通过归纳无人机在海事巡航执法方面的探索与实践,为海事无人机的全面化、系统化运行提供借鉴。

基于紫外敏感器的地月转移轨道慢旋探测器自主导航算法

针对地月转移轨道的慢旋探测器,提出一种基于紫外敏感器的自主导航算法。探测器对日定向,生成初始姿态。紫外敏感器具有大视场特性,绕横轴旋转一周可以实现对全天球70%左右空间的覆盖,因此有很大的机会在地月转移轨道实现对地球和月球的观测并获得地心方向和月心方向的测量值。本文首先对紫外敏感器的环形视场进行分析,利用解析方法推导出敏感器对月/地可见条件。其次研究由地心方向和月心方向单次测量来确定轨道参数的初始估值。最后研究如何利用每个自旋周期分别对地心方向和月心方向最多各一次的测量数据,估计探测器轨道参数的方法,并给出数学仿真结果。

基于能观度分析的信息融合自主导航算法

基于能观度分析,提出一种地月转移轨道的自主导航算法。以成像敏感器提供的地心方向和月心方向作为两种观测量,该算法将转移轨道分为若干段,计算每段轨道内两种量测模型对应的能观度。根据计算结果,利用模糊逻辑系统和信息融合技术产生每段轨道的优化量测模型,进而通过扩展卡尔曼滤波算法确定探测器轨道。文中给出的月球探测仿真算例,验证了所提导航算法的有效性。

玻璃熔窑温度的模糊控制算法和实现

讨论玻璃熔窑生产特点 ,提出适合玻璃熔窑温度的自整定模糊PID控制方案 ,详细研究模糊控制器在温度控制中的应用。实际运行结果表明 。

PEX250×1000型细碎复摆颚式破碎机主要机构的优化设计

以PEX250×1000细碎复摆颚式破碎机为研究对象,根据"多碎少磨"的理念,把综合指标作为目标函数,调用MATLAB优化工具箱中的算法,在合理设定的约束条件下,求解得到颚式破碎机机构优化后的参数,优化后机构的运动特性较优化前有较大改善,并在同等电能功耗情况下,破碎生产率得到显著提高。

地月转移轨道自主导航算法研究

本文给出一种地月转移段的自主导航算法。以紫外敏感器输出的月心像素和月心距等信息为观测量,利用基于UD分解的扩展卡尔曼滤波算法确定探测器的轨道。仿真结果表明,基于紫外敏感器的地月转移段自主导航是可行的,引入单程多普勒测速的组合导航算法可以有效地提高导航精度与收敛速度。

一种非线性不确定系统的鲁棒H_∞滤波方法研究

考虑EKF滤波方法的线性化过程对估计误差的影响,提出一种非线性不确定系统的鲁棒H∞滤波方法.基于H∞理论,该算法将滤波模型和观测模型在线性化过程中所产生的误差作为系统的不确定部分,力求此误差对导航精度的影响最小,并且利用李亚普诺夫方法证明了该滤波算法的稳定性.利用所提算法对月球环绕段自主导航系统进行滤波估计,仿真结果证实了算法的有效性.

煤厚异常区煤-瓦斯两相流传播特征试验研究

为充分认识地质构造带煤厚异常区煤-瓦斯两相流的传播规律,该试验借助多场耦合大型真三维液压加载煤与瓦斯突出模拟试验系统,研究煤厚异常区瓦斯突出后冲击气流的动力特征以及煤粉的运移规律。试验结果表明:在瓦斯突出前期,煤-瓦斯两相流的传播特征呈现湍流脉动特性,围绕平均值上下波动;在突出阶段,异常区煤体内部瓦斯积攒的膨胀能得到释放,冲击气流通过曳力作用携带煤粉向管道中运移,气流在管道中扰动时间持续6s左右,冲击压力呈现出先增大后减小的趋势。距离突出口越远,冲击气压峰值衰减幅度越明显,出现压力峰值的时间越是滞后。煤-瓦斯两相流在运移过程中只有少部分气流发生扩散,该部分气流冲击气压峰值远小于主巷道冲击气压峰值,携带煤粉能力也较弱;突出发生后,高速气流携带的煤粉以射流状向管道中运移,煤粉的运移速度分为初期加速和后期衰减两个阶段,煤粉的速度越大,在管道中出现分层现象越明显。突出管道中堆积的煤粉整体近似处于正态分布,中部区域堆积大量煤粉,占管道中总煤粉的68.8%,前后区域煤粉分布较少。

爆破载荷作用下高地应力巷道PPV衰减规律研究

为研究深部高地应力条件下巷道围岩质点峰值振速(Peak particle velocity, PPV)衰减规律,以淮南潘三矿超前卸压预裂爆破扰动瓦斯综治巷为工程背景,使用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对不同地应力下巷道围岩的PPV衰减规律进行研究。使用理论分析与数值模拟相结合的方法,从动应力、振动能量的角度对地应力与PPV之间的关系做出了解释。结果表明:随着爆心距增大,PPV整体上呈指数型衰减;在相同爆心距下,地应力越大,PPV越小且衰减速度越慢;随着爆心距增大,地应力对PPV抑制作用减弱;由于爆炸应力波的反射叠加效应,巷道迎爆侧围岩PPV衰减曲线出现反复波动,在自由面处获得最大峰值;迎爆侧围岩仍然遵循地应力越大PPV越小的规律。研究结果对深部高地应力爆破作业方案优化设计及深井爆破振动安全判据、构筑物动力响应特征的研究具有指导意义。

基于紫外敏感器的慢旋探测器自主导航系统设计及可观度分析

针对地月转移轨道的慢旋探测器，本文提出一种基于紫外敏感器的自主导航算法。探测器对日定向，生成初始姿态。本文首先对紫外敏感器的环形视场进行分析，利用解析方法推导出敏感器对月／地可见条件，其次研究如何利用每个自旋周期分别对地心方向和月心方向最多各两次的测量数据，估计探测器轨道参数的方法，最后利用误差椭球分析导航系的可观度，并根据映射原理计算误差的上界。

皖南浙西地区下奥陶统沉积相及岩相古地理演化

通过对下奥陶统岩性组合、古生物、岩层厚度、沉积特征的研究,表明研究区在早奥陶世发育开阔台地、台缘浅滩、台缘斜坡、浅海陆棚及盆地等五种主要的沉积类型;古地理演化表明早奥陶世研究区为一个海退过程;沉积格局显示,早奥陶世华夏古陆的边缘应当在皖南浙西江绍断裂更远端,早奥陶世研究区不存在江南古陆。

桥梁预防性养护效果-成本-寿命集成优化

应用多元回归和微粒群算法,构建了桥梁预防性养护效果、养护成本、耐久性寿命延长这3大目标综合集成控制的优化模型;建立了桥梁预防性养护全寿命周期费用模型和基于构件劣化的桥梁预防性养护耐久性寿命延长及养护周期数学模型;运用SPSS计算出养护效果对耐久性寿命延长年限和养护成本的多元回归方程,利用微粒群算法求得最优解,实现了桥梁预防性养护这3大目标的集成控制。实际工程验证表明:研究结果可为桥梁预防性养护时机和成本的选择提供参考和借鉴。

用于月球软着陆最优轨迹跟踪制导过程的模糊神经网络控制方法(英文)

软着陆过程的制导控制已经成为月球探测中一个具有挑战性的问题。神经网络与模糊逻辑都是处理不确定性(受控对象缺乏精确的数学描述或具有非线性的复杂性)问题的有效手段。本文根据终端着陆条件和性能指标,以由Pontryagin’s极大值原理得出从近月点到月球表面的最优着陆轨迹为基础,给出一种基于模糊神经网络的非线性最优控制策略,使被控系统能够通过模糊神经网络的非线性映射能力实现某种最优的闭环制导控制。最后通过数学仿真验证了该控制策略的可行性与有效性。

瞬时转速在多缸柴油机断油故障诊断中的应用

通过测量WD615柴油机转速传感器接头电压的变化情况获得瞬时转速信号,采用滑动平均数字滤波方法对瞬时转速进行信号处理,进而实现汽车发动机不解体情况下的断油故障的诊断,并对发动机各缸的动力均衡性和总体动力均衡性做出评价。通过对WD615发动机的测试和分析证明,该方法可靠、快捷和实用。

变论域自适应模糊控制及其在Chua's混沌电路中的应用

本文研究输出反馈自适应变论域模糊控制方法.变论域模糊控制通过自适应调节伸缩因子,生成大量规则,提高了系统的控制精度.由于状态的不完全可测,本文首先通过构造状态观测器实现输出反馈控制.然后,为了抑制外部扰动和参数变化,通过监督控制将系统的状态约束在给定的范围之内,从而提高了控制器的精度和鲁棒性.进而利用Lyapunov函数证明了观测器-控制器系统的稳定性;在所有状态一致有界的前提下,整个自适应控制算法保证闭环系统的稳定性.最后将所提算法应用于Chua s混沌电路,仿真结果证明了控制方法的有效性.

南祁连哈拉湖地区中奥陶世花岗岩地球化学特征及年代学意义

哈拉湖地区奥陶纪花岗岩相对富钠(Na2O>K2O),具有中钾-高钾钙碱性系列特征,岩石类型以辉长闪长岩和花岗闪长岩为主。岩石稀土及微量元素特征均显示物质来源有地幔物质参与,构造环境判别图显示形成于大洋俯冲的环境。利用LAICP-MS进行锆石U-Pb同位素年龄测定,样品锆石206Pb/238U年龄加权平均值为466±4 Ma,限定该花岗岩的形成时代为中奥陶世,该时期北祁连洋发生双向扩张俯冲,南部中祁连陆块遭受俯冲挤压,导致地幔物质上涌,同时陆壳部分熔融,岩体为两者混合形成的产物,该岩体年龄的确定为祁连洋的多阶段俯冲提供了新的证据。