煤层群叠加开采覆岩裂隙演化及卸压瓦斯抽采研究

针对采动裂隙带卸压瓦斯抽采效果不佳导致的工作面上隅角瓦斯超限的问题。以赵家寨煤矿11210工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验方法,研究了煤层群叠加开采对上覆岩层采动裂隙的演化特征,并通过现场验证确定了瓦斯抽采的最优层位。结果表明:煤层群叠加开采过程中,在卸压区域外,形成了较大的应力集中,在卸压保护范围内,应力集中现象不明显,且应力峰值小于二1煤层原始应力;煤层群叠加开采引起了采场上覆岩层的叠加卸压,使上覆岩层的位移场发生了叠加变化,岩层最大下沉量进一步增加;煤层群叠加开采结束后,采空区上覆岩层中部岩层被压实,两端岩层裂隙较为发育,形成了一定范围的裂隙发育区。通过现场试验,确定了裂隙带定向长钻孔合理层位的选择,并在现场进行钻孔监测,验证了物理相似模拟结果的合理性。

便携式节点仪器维修工具套装的研究与探讨

“两宽一高”采集技术的普及催生了超大道数施工,国内很多勘探项目已实现了数万道采集。为了采集项目的高效运行,如何实现节点仪器维修工具快速转场以及更方便地辅助节点设备的维修、保养,成为本次研究的主题。本文对便携式节点仪器维修工具套装的设计给予初步探究,并基于有限元计算在跌落条件下对设计的工具套装进行机械性能校核。通过合理、统一的节点仪器维修工具管理,可以避免携带、运输过程中工具损坏及丢失,让节点维修过程更便携、高效。

“L型”疏放水系统构建及其在松散层防治水中的应用

矿井突水在矿井生产中始终是一个安全隐患,特别是对于顶板松散含水层,处理不当可能会发生溃水溃砂事故。为确保研究区薄基岩厚松散含水层下煤层的安全开采,采用疏降或疏干含水层水是一种有效方法,但井下疏放受松散含水层塌孔影响无法顺利实施。以赵家寨矿为例,通过“L型”顶板水疏放系统构建,将上覆新近系松散含水层水由顶板水转化为底板水,从井下巷道排出,解决了薄基岩厚松散含水层下煤层综放开采问题,实现了工作面的安全回采。该技术的成功应用,对类似水文地质条件下的煤层开采具有推广价值。

降雨对青山湖浮游细菌群落结构的影响

湖泊生态系统在区域和全球生物地球化学循环中起着至关重要的作用,而浮游细菌是生物地球化学循环的主要参与者和贡献者,对维持水域生态统多样性和湖泊生态系统的稳定性十分重要。2018年春季采用Illumina Miseq高通量测序技术对黄石市城中湖泊青山湖样品中的16SrDNAV3-V4区片段进行测序,来探究降雨对城中湖泊中浮游细菌群落结构的影响及其与环境因子的相互关系。结果表明:变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)均为雨前、雨后的优势类群,但雨后放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)数量相对于雨前明显增加,变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)数量相对于雨前明显减少;雨后的群落组成发生了明显改变,群落多样性增加;总氮是影响雨前雨后浮游细菌群落结构变化的主要影响因子。ANOSIM结果表明,青山湖雨前雨后浮游细菌群落存在显著差异(P<0.05,R=1)。由此可见,降雨对水域中浮游细菌生长繁殖以及水体环境的影响不可忽视,当人类对城中湖泊进行规划时,应当考虑降雨因素对湖泊生态环境的影响。

鄂东南典型湖泊超微型真核浮游生物多样性及其与环境因子的关系研究

采用高通量测序技术对2017年10月鄂东南典型湖泊龙感湖、太白湖和武山湖的超微型真核浮游生物群落组成及其与环境因子的关系进行了研究。结果显示,龙感湖、太白湖和武山湖均处于富营养化状态,TBH2和WSH3测站可能暴发了局部硅藻水华。三湖中检测到的主要类群为9门2纲2目,分别为:硅藻门、隐藻门、绿藻门、双并鞭虫目、纤毛虫门、金藻门、隐真菌门、甲藻门、壶菌门、领鞭虫目、卵菌门、硅鞭藻纲和网粘菌纲。硅藻门、隐藻门和绿藻门是三湖的超微型真核浮游生物优势类群,浮游生物组成在湖泊间的空间差异并不显著。研究表明,溶解氧、电导率、氧化还原电位和氨氮是龙感湖、太白湖和武山湖超微型真核浮游生物群落的主要环境影响因子。

我国煤矿智能绿色开采技术现状与展望

智能绿色开采是推进煤炭生产方式和发展模式深层次变革的重要方式,在安全高效开采基础上避免或减轻采动损害,依靠智能化开采技术优化开采工艺,促进资源开采与生态环境保护协调发展,实现煤矿生产过程控制、设备健康管理、安全风险防控、生态环保等的最优化管控,以及煤炭规模开采的高利用、高安全、低排放和生态系统原态的高保真度。从广义资源和生态环境角度并结合智能化开采技术,论述智能绿色开采的内涵,提出了智能绿色开采技术总体架构,包括智能充填开采、瓦斯智能抽采、灾害智能预警、煤-岩-水-环智能一体化等绿色开采技术;其次从综采全过程少人或无人化角度,系统总结综采工作面的透明工作面创建、煤岩界面识别、智能控制、设备定位定姿、煤矿机器人、无线通信、大数据分析处理7个智能化技术以及掘进机自主定位导航、位姿检测、自适应截割等技术的研究现状。阐述煤矿智能绿色开采技术研究进展,为全面深入了解煤矿智能绿色开采技术的发展现状提供参考。

基于组合赋权和未确知测度采空区遗煤自燃风险评价

为了评价采空区遗煤自燃风险的大小,构建了采空区遗煤自燃风险评价模型,该模型基于未确知测度得到单指标测度矩阵,通过改进G1法、改进CRITIC法、离差平方和最大化计算包含主客观因素影响的组合权重,从而确定评价对象的综合测度向量,引入置信度和等级赋值判定评价对象的风险等级和排序。结合建立的模型,从5个方面建立了采空区遗煤自燃风险评价指标体系,确定了指标的未确知测度分布函数,计算得到了评价指标的组合权重和评价对象的综合测度向量,利用置信度和等级赋值判定了4个采空区遗煤自燃的风险等级和排序。评价结果分析显示:评价对象风险等级和排序符合实际情况,评价结果对煤矿防灭火具有指导作用。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的安全阀动态特性分析及优化

针对安全阀动态性能缺乏高精度预测模型和优化方法的问题,提出一种考虑阻尼因素及气体扩散因素的动态响应系统模型和基于改进NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ)算法的优化方法。通过安全阀动态响应系统模型建立仿真模型,对安全阀进行启闭过程动态特性仿真,与动态特性试验结果对比,验证动态响应系统模型的精确性;在NSGA-Ⅱ算法中引入一种权重向量设置方法和自适应变异算子,对安全阀结构参数进行多目标优化。优化后安全阀动态特性评价指标响应时间、振动幅值和稳定值与优化前相比分别缩短5.95%、减小68.29%和减小1.98%。结果表明,优化方法可提升安全阀动态性能。

基于社会力模型的煤矿井下分区域应急疏散优化研究

煤矿事故频发,如何确保矿工在井下各个工作区域安全避灾是应急疏散行为问题研究的重要环节。以河南某煤矿作为仿真场景,针对矿工井下避灾疏散路径模型存在疏散时间较长以及拥堵的问题,利用AnyLogic软件进行建模仿真,通过引入紧张因子与体力消耗系数改进原始社会力模型中行人的期望速度,使其更符合实际情况下矿工疏散速度,并针对拥堵区域提出分区域矿工井下引导避灾疏散路径优化方案。仿真结果表明:适度的紧张情绪能够提升矿工疏散速度;对矿工井下避灾疏散拥堵区域疏散路径进行分区域引流规划可有效缓解巷道拥堵现象,缩短矿工井下整体疏散时间,可为日后全井下分区域应急疏散方案制定与演练提供优化思路。

典型山地压覆煤层冲击地压与瓦斯协同防治技术研究

山地对其下部煤层冲击地压具有主导作用、对瓦斯赋存规律具有控制作用。典型山地压覆控制型冲击地压、瓦斯富集属于宽沟煤矿特有的冲击地压、瓦斯富集类型,其显现特征与地层结构具有密切的关联性。针对此类型,通过现场监测数据分析,采用Winkler弹性地基梁和渗流理论,探讨了山地对煤层埋深、应力、渗透率影响机制,分析研究了典型山地压覆煤层冲击地压与瓦斯赋存规律及其瓦斯涌出的相关性。研究结果表明:煤层受力特征、渗透率变化规律与埋深、地表标高变化表现出强相关关系;山地垂直压力作用下,煤层应力分布、渗透率分布表现出显著非线性特征,山峰正下方应力最大,渗透率最小;渗透率、煤层应力协同控制着煤层冲击、初始瓦斯含量值;协同防治技术应用效果显著,在工作面回采期间,无瓦斯异常涌出现象,上隅角瓦斯浓度低于0.50%,回风流瓦斯浓度低于0.22%。此外,工作面未发生106J级别以上的大能量微震事件,有效地解决了煤层冲击地压和瓦斯涌出异常的问题,确保了工作面的安全回采。

不同月份香椿不同部位叶片提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的分布规律及其降血糖活性

为探究不同月份香椿不同部位叶片提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的分布规律和降血糖效果,2020年8~11月,从3棵香椿树中采集36个样本,φ=50%乙醇提取α-葡萄糖苷酶抑制剂。分析香椿叶提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性、酶抑制动力学和荧光光谱特征。进而将不同浓度香椿叶提取物与质量分数为3%葡萄糖共暴露斑马鱼,研究在斑马鱼体内的降血糖效果。结果表明:香椿叶中α-葡萄糖苷酶抑制剂的时间分布规律为8月、11月抑制率较高,可达99%;空间分布规律为从上层到下层抑制率依次递减,α-葡萄糖苷酶的抑制活性在时间和空间呈现显著性差异。香椿叶提取物对α-葡萄糖苷酶抑制的IC 50为0.45 mg/mL,远低于阳性对照阿卡波糖5.05 mg/mL。香椿叶提取物的酶抑制类型为竞争性抑制,香椿叶提取物与酶的相互作用模式属于动态荧光猝灭。当香椿叶提取物暴露浓度为4 mg/L时,斑马鱼体内血糖浓度与高糖组有显著性差异。该研究为从香椿叶中大量提取α-葡萄糖苷酶抑制的采样方法设计及开发一种新型降血糖药物提供理论支持。

基于[火用]分析的能量梯级利用供热变工况运行优化研究

为了实现能量梯级利用,实现供热机组的变工况优化,建立了基于[火用]分析的供热经济性评价模型,研究了全厂[火用]效率、供热[火用]指数以及发电煤耗和供热煤耗的变化情况;基于热力系统集成优化软件搭建了仿真模型,研究了高背压供热机组的高低旁抽汽供热、高低旁抽汽-背压机供热、中排抽汽供热及中排抽汽-背压机供热变工况运行的经济性,结果表明:中排抽汽-背压机供热方式的最佳[火用]效率、[火用]指数、发电煤耗及供热煤耗指标均优于其他供热方式;基于[火用]分析方法得到的供热煤耗能够评价不同供热方式的经济性。研究结果可为能量梯级利用供热变工况运行优化提供支撑。

基于典型工况的混动汽车能量流测评与优化

基于典型循环工况,开展了混动汽车能量流测评与分析,研究了针对实际道路运行工况降低能耗的优化方法。首先,对比了循环工况下的整车能量流各效率特征参数;其次,按照不同的运行工况分段区间,得到了WLTC循环工况下发动机、发电机、驱动电机的输入输出功率和运行模式特征;最后,提出了基于工况特征参数挑选代表实际道路运行的典型循环工况实现能耗优化的方法。结果表明:发动机循环综合热效率最高达到了36.79%,市区循环的制动能量回收效率达到了87.04%;高速工况下整车综合效率29.72%,是车辆最节能的工况;针对代表实际道路运行的WLTC-LM典型循环工况进行了全局优化,基于仿真验证,整车百公里能耗降低了3.98%。

内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查数据集

2011年内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查数据集是对内蒙古自治区地质调查院承担的“内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查”项目提供的钻孔抽水试验成果(12个钻孔点)、地下水水化学成果(40个水样)、岩土样试验成果(102个岩土样)、地下水位统测(35个测试点)四组数据整理而得。其中,钻孔抽水试验成果数据主要包括水位埋深、静止水位标高、水位降深、涌水量、渗透系数、导水系数、矿化度等;地下水水化学成果数据主要包括游离CO2、H2SiO3、溶解性固体、总硬度、总碱度、Ph值等;岩土样试验成果数据主要包括给水度、含盐量、颗粒组成等;地下水位统测主要包括取水层位、含水层顶底板埋深、水位埋深、水位标高、水利性质等内容。通过校核和验证,所有结果均在误差范围之内。对于地表水资源贫乏地区,围绕该地区对水资源的需求,以选择供水水源地为勘查目的,为科学合理的利用地下水资源提供依据,保证经济和生态环境的可持续发展。为了更好地利用这些数据,采用国内规范的数据处理方法和原则,对试验数据进行整理和质量控制。

基于幅度概率分布的高速铁路无线通信电磁抗扰度性能评价

高速铁路专用无线通信承载大量列控信息传输业务,是高速铁路系统安全高效运营的关键。当无线通信传输受到电磁骚扰影响时,骚扰信号和无线通信信息传输误差之间的定量关系一直是研究的难点。基于骚扰信号幅度概率分布测试结果,通过定量分析无线通信信息的传输误差,提出一种预测无线通信抗电磁干扰性能的方法。仿真和实测结果表明,该方法可以实现无线通信抗电磁干扰性能的准确评价;同时,提出的方法与无线通信采用的调制方式和编码无关,具有更广泛的应用前景。

彩色稻对稻纵卷叶螟的发生危害程度及其卵寄生蜂寄生行为的影响

【目的】应用彩色稻进行田间彩绘是创意农业的重要组成部分,但这可能影响水稻病虫害的发生和危害。本研究旨在探明彩色稻对水稻主要食叶害虫稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)及其卵寄生蜂的影响,为创意农业稻田稻纵卷叶螟的防治提供理论依据。【方法】比较稻纵卷叶螟在紫色稻、黄色稻和常规稻(对照)上的生物学特性,包括幼虫及蛹的历期、幼虫及蛹的存活率、蛹重和性比等;比较稻纵卷叶螟成虫在彩色稻和常规稻之间的产卵选择性;比较稻纵卷叶螟的重要卵寄生蜂螟黄赤眼蜂(Trichogramma chilonis)和稻螟赤眼蜂(T.japonicum)对彩色稻和常规稻上稻纵卷叶螟卵的寄生选择性,并在大田条件下调查彩色稻稻田和用紫色稻写字的创意稻田中稻纵卷叶螟的发生情况。【结果】室内试验结果表明,稻纵卷叶螟趋向于在彩色稻上产卵,在彩色稻上的产卵百分比达60%以上,显著高于常规稻,同时稻纵卷叶螟在彩色稻上的生态适应性高于常规稻,用紫色稻和黄色稻叶片饲养的稻纵卷叶螟幼虫存活率和蛹存活率均显著高于常规稻。彩色稻对稻纵卷叶螟的发育历期、蛹重和性比无显著影响。不同赤眼蜂对不同水稻品种上稻纵卷叶螟卵的寄生选择性有差异,螟黄赤眼蜂偏向寄生紫色稻上的卵,对黄色稻的选择性最低,但寄生率无显著差异;而稻螟赤眼蜂偏向寄生绿色常规稻上的稻纵卷叶螟卵,对紫色稻上稻纵卷叶螟卵的选择性最低。3种水稻同时存在的情况下,稻螟赤眼蜂对常规稻上稻纵卷叶螟卵的寄生率是紫色稻上的4.3倍,是黄色稻上的2.1倍。在大田情况下,紫色稻和黄色稻稻田中稻纵卷叶螟卷叶率和幼虫密度显著高于常规稻田,紫色稻的稻纵卷叶螟卷叶率最高,为15.3%,是常规稻的10.9倍,黄色稻的3倍;紫色稻和黄色稻的稻纵卷叶螟残虫率分别为4.5%和3.3%,也显著高于常规稻(1.1%)。以紫色稻进行田间彩绘时,紫色稻上的稻纵卷叶螟卷叶率均在6%以上,显著高于常规稻田(4%以下)。【结论】彩色稻相对于常规水稻更易于吸引稻纵卷叶螟危害,且稻纵卷叶螟在彩色稻上的生态适应性高于常规稻,而稻螟赤眼蜂对紫色稻上稻纵卷叶螟卵的选择性最低,不利于紫色稻上稻纵卷叶螟的生物防控。在利用彩色稻进行创意农业稻田彩绘时应充分考虑其负面的生态影响,并制定针对性防治策略。

基于相空间重构和回声状态网络的舰船摇荡预报

为了改进利用传统回声状态网络(Echo Stale Network,ESN)方法预报非线性舰船摇荡时历时预报精度不足的问题,提出将相空间重构和回声状态网络相结合的方法,在依托海军某型舰实船采集摇荡数据的基础上,采用相空间重构技术提取舰船摇荡时历的内部结构信息,获取摇荡时历的相空间特性,对时历数据进行可用性筛选,然后将重构后的数据输入到回声状态网络进行学习训练,用于预报舰船极短期的摇荡姿态。利用实船数据进行不同预报时长条件下的试验仿真,并按照均方误差、均方根误差等误差标准对仿真结果进行误差分析。试验结果表明:所提方法对于舰船摇荡的预报具有精度高及稳定性强的优点,预报值与真实值相比从摇荡值和摇荡相位上都具有较好的精度,证明了该方法的可行性。

新近系含水层下厚煤层综放安全绿色开采及水资源清洁利用

煤炭开采在支撑国民经济和社会高质量发展的同时,也对矿区安全、生态环境造成严重影响。为加快推进绿色矿山建设进程,基于安全绿色开采与可持续发展理念,对新近系含水层下采煤的安全性进行了区域划分,提出了将顶板水转化为矿井水的井上、井下联合贯通疏放水及利用技术,解决了松散含水层水害威胁问题,实现了安全高效开采。分析了综放开采地表响应特征,阐明了地表动态演化规律,得到了地表动态移动变形参数;通过对沉陷区破坏程度进行区域划分,以工程复垦与生态复垦相结合的原则,对开采沉陷区实施了土地复垦措施;结合水资源与清洁能源综合利用理念,以全寿命周期理论为基础,建立了矿井供热方式的全寿命周期成本模型,分析研究了合理的矿井热源供应方式。结果表明:疏干排水解放了5.99 Mt的水体下压煤资源,且为覆岩含水层水资源的清洁利用提供了丰富的矿井水余热资源,以不同供热方式的全寿命周期成本进行分析,确定了余热利用是矿井热源供应的最佳方式,具有运行成本少、高效节能、绿色环保等特点,实现了清洁能源的高效利用;同时,以地表移动变形角量参数指导沉陷区土地复垦不仅提高了土地生产力,而且有效改善了矿区生态环境,加快了绿色矿山建设进程。

基于共享体验的人工智能厨房设计研究

研究人工智能技术在智能厨房的交互及应用方式,设计基于共享体验的智能厨房系统。理论与文献研究、案例分析和设计实践等方法。共享型智能厨房不仅需在功能分区、厨房形式和橱柜尺寸考虑共享概念,同时需满足厨房电器和智能橱柜之间的功能协调,以及使用者间的多元化交流方式。通过对现有的人工智能技术在厨房系统中的应用研究,运用设计实践方法针对年轻群租人群设计一款共享型智能厨房,同时建立智能化厨房产品管理系统。

基于应用型本科人才培养的工业设计工作室平台T型教学模式研究

为顺应我国应用型教育转型,把实践融入课程教学,有效解决学生的就业问题与社会适应能力,以应用型本科人才培养为目标,以工作室模式为载体,研究建立T型的工业设计教育平台体系。以文献研究为基础,为案例,分析工业设计工作室制的研究理论和现状,讨论工业设计T型平台教育模式,以及教育平台管理模式、工作室制的考核方式及运作模式。以应用型本科人才培养为目标,不断完善工业设计工作室教学体系,并从工作室课程设置、跨工作室多元化培养,形成"学做创"为一体的教学模式。同时对工作室导师和学生综合评价考核,执行末位淘汰制度,加强工作室的良性运转。