煤层瓦斯含量测定技术及装备研究进展

瓦斯含量是煤与瓦斯突出危险预测、煤层瓦斯资源量估算、矿井瓦斯治理工程设计的重要参数。围绕如何在大区域准确快速测定煤层瓦斯含量,依托国家科技重大专项、国家自然科学基金和煤炭企业联合基金等项目科技攻关,在取样、测试方面取得了一定进展。主要表现在如下4个方面:①煤层瓦斯含量测定取样经历了孔口接样、岩心管定点取样、压力引射定点取样和密闭取样4个阶段,密闭取样装备保压能力达到11.5 MPa,煤心直径达到38 mm;②针对不同煤层地质条件,发展形成了顺煤层定向长钻孔密闭取样、底板穿层钻孔密闭取样和顶(底)板梳状定向长钻孔密闭取样3种取样技术;③在河南焦作和山西晋城矿区硬煤层中,顺层定向长钻孔取样深度达到516 m,密闭取样法测得煤层瓦斯含量较常规取样法分别平均提高了0.44倍和1.04倍。在安徽淮南矿区碎软煤层中,穿层钻孔密闭取样深度达到209 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.26倍;在安徽淮北矿区碎软煤层中,顶(底)板梳状钻孔密闭取样深度达到484 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.19倍,密闭取样法在煤层瓦斯含量测定精度、探测范围上优于常规取样法;④在瓦斯含量测试方面,除了传统解吸法测试,发展了系列煤矿井下瓦斯含量快速测试装备,可实现最快30 min内测得煤层瓦斯含量,一般用于百米孔内的瓦斯含量测试。提出了煤层瓦斯含量测定密闭取样装备需向小型化、轻量化的方向发展,并能实现随钻密闭取样。在测试上,应根据实际情况确定合理的解吸终止限,并将测试装备和密闭取样装备进一步结合,以实现深孔瓦斯含量快速准确测定。密闭取样技术已成为煤层瓦斯含量大区域精准勘查、预测的主要手段,是煤炭安全高效开采的重要技术保障。

基于大口径高温固定点黑体的光谱辐射照度国家基准量值复现新方法

采用国际前沿的大口径高温固定点黑体新技术,中国计量科学研究院NIM(National Institute of Metrology)组建了大口径钨碳-碳WC-C高温固定点黑体辐射源,在3020.11 K的融化点温度,实现了250~2500 nm光谱辐射照度、相关色温和分布温度基准的量值复现。这是国际上首次将大口径高温固定点黑体技术成功应用于光谱辐射度基准复现领域。针对大口径固定点黑体熔化温坪曲线的特点、以及测量期间温坪曲线中间部分缺失的问题,提出了固定点熔化温坪拐点温度计算新方法,重构了缺失的熔化温坪曲线。采用光谱比较法,通过双光栅光谱比较测量系统将黑体的量值传递至光谱辐射照度副基准灯组,完成光谱辐射照度基准量值的复现和保存。新的量值复现方法将黑体温度的测量不确定度减小为0.36 K,缩短了量传链,实现光谱辐射照度最佳测量不确定度0.25%(k=2)。在250~2500 nm,基于固定点新方法和传统变温黑体法进行量值复现的平均偏差为0.42%,将两种方法相结合,最终实现我国光谱辐射照度基准的测量不确定度(k=2)为:250~400 nm,U rel=1.9%~0.43%;400~1000 nm,U rel=0.43%~0.25%;1000~2200 nm,U rel=0.25%~0.76%;2200~2500 nm,U rel=0.76%~2.4%。基于固定点黑体的光谱辐射照度量值复现技术已经应用于遥感仪器的辐射定标,用于提升仪器的测量准确度。

定点形变站网运行管理与产品服务平台设计与实现

定点形变站网以地壳形变作为观测对象,通过连续观测地壳水平变形和垂直变形,获取地壳应力应变的时变信息,为地震中短期和短临预测提供基础数据。在地震台站改革新形势下,为进一步提升定点形变站网产品产出自动化水平和定点形变产品在地震行业中的应用,2023年,中国地震台网中心联合湖北省地震局建立了基于B-S架构的定点形变站网运行管理与产品服务平台,该平台是定点形变观测的综合性业务平台,集成了原有的多个系统功能,实现了统一的在线数据处理、质量评估、产品发布及对外服务功能。平台部署至今,已逐步发挥成效,推动提升了站网运行管理规范化、信息化水平及产出服务能力。

用于定标海表测温辐射计的镓黑体辐射源

设计了镓黑体对海表测温辐射计进行定标。首先,介绍了该黑体的结构与工作原理,对黑体发射率进行仿真,并开展发射率的测量实验,讨论其不确定度的来源。然后,开展了电加热和水浴加热下镓的相变复现实验,讨论电加热功率对镓相变复现的影响。最后,通过红外海面温度自主辐射计实验对该黑体进行验证。结果表明:该黑体基于蒙特卡罗软件仿真的发射率优于0.9988,实验测得的黑体辐射源发射率结果与仿真结果较为吻合,测量重复性(标准偏差)达0.1%;相变温度坪台的复现性均优于±0.03 K;相变温坪附近时,红外海面温度自主辐射计和FLUKE 1524测温仪测得的黑体腔附近温度的数据差值均在±0.15 K以内。设计的镓黑体可以应用到海表测温辐射计进行校准,为发展自主知识产权的海表测温设备提供校准源。

单位圆内高阶非齐次微分方程复振荡与解及其任意阶导数的不动点

本文研究一类单位圆内有穷迭代级解析系数的高阶非齐次线性微分方程的复振荡与解及其任意阶导数的不动点问题,得到解的迭代增长级,迭代级零点收敛指数的更精细的估计,并得到解的不动点与解的任意阶导数的不动点分布的精确估计.所得结果是已有相关结果的推广.

补阳还五汤联合脊柱定点旋转复位手法干预颈型颈椎病的临床研究

目的 探讨补阳还五汤联合脊柱定点旋转复位手法对颈型颈椎病患者颈椎生理曲度及炎症因子水平的影响。方法 选取2021年2月-2023年2月收治的100例颈型颈椎病患者,随机分成2组。对照组采用牵引方法治疗,观察组在对照组治疗基础上联合补阳还五汤联合脊柱定点旋转复位手法治疗,均连续治疗4周。观察2组患者治疗前后中医证候积分、颈椎功能障碍(NDI)评分、视觉模拟(VAS)评分、颈椎生理曲度、颈椎各方向ROM、炎性因子指标改善情况,比较2组总有效率和治疗安全性。结果 治疗后,2组各项中医证候积分、NDI评分、VAS评分、各项炎性因子指标均降低,且观察组较对照组低(P<0.05);2组颈椎生理曲度及颈椎各方向ROM均升高,且观察组较对照组高(P<0.05);观察组总有效率(92.0%)高于对照组(76.0%)(P<0.05);2组均未发生治疗相关不良反应。结论 补阳还五汤联合脊柱定点旋转复位手法能够缓解颈型颈椎病临床症状,抑制患者体内炎症反应,改善颈椎生理曲度,提高颈椎活动功能,疗效明确,安全性良好。

一类分数阶q-差分方程广义反周期边值问题

考虑一类非线性Caputo型分数阶q-差分方程的广义反周期边值问题,用Banach不动点定理给出该广义反周期边值问题解的存在唯一性结果,并给出一个应用实例.

硬膜外阻滞复合脊柱定点旋转复位法治疗急性腰椎间盘突出症的效果

目的观察硬膜外阻滞复合脊柱定点旋转复位法治疗急性腰椎间盘突出症的临床效果。方法选取2021年5月至2023年5月河南科技大学第一附属医院开元院区疼痛科收治的急性腰椎间盘突出症患者90例,以随机数字表法分成试验组、手法复位组和硬膜外阻滞组,每组30例。试验组在行硬膜外阻滞的基础上联合脊柱定点旋转复位法,手法复位组仅接受脊柱定点旋转复位手法,硬膜外阻滞组仅接受硬膜外阻滞。记录3组患者治疗前后疼痛视觉模拟评分(VAS),采用日本骨科协会(JOA)评分评价其治疗结束后腰部疼痛及腰椎功能改善情况。结果3组患者经治疗后VAS评分均降低,且试验组VAS评分低于手法复位组和硬膜外阻滞组(P<0.05)。3组患者经治疗后JOA评分均提高,且试验组JOA评分高于手法复位组和硬膜外硬膜外阻滞组(P<0.05)。结论硬膜外阻滞复合脊柱定点旋转复位法可有效缓解急性腰椎间盘突出症患者的疼痛,提高其JOA评分。

非线性耦合分数阶微分方程组正解的存在性

利用格林函数的性质和Guo-Krasnosel′skii′s不动点定理,研究一类非线性Riemann-Liouville型分数阶微分方程耦合方程组边值问题,得到了该方程组正解存在的充分条件,并举例说明所得结论的适用性.

变分不等式解集和半压缩映射有限族公共不动点集的公共元的强收敛定理

在Hilbert空间中,针对变分不等式问题和不动点问题的公共元,构造了一种惯性黏性迭代算法。在适当条件下,采用映射半闭定义和投影算子技巧,证明了所构造算法产生的迭代序列强收敛于伪单调变分不等式解集和半压缩映射有限族公共不动点集的公共元。数值实验结果说明了该算法的有效性。所得结果改进和推广了已有文献的一些结果。

具有限族半压缩映射的修正惯性同步算法的强收敛性

研究一个新的具有限族半压缩映射的修正惯性同步算法。在希尔伯特空间框架下,结合压缩映射,在适当的条件下建立一些强收敛定理。同时,给出了一个数值例子来说明所建议的算法的有效性。

一类耦合交错的Hadamard型分数阶微分方程组解的存在唯一性

利用Banach压缩映射原理和Leray-Schauder抉择原理,研究了一类具有耦合交错的Hadamard型分数阶微分方程组边值问题,并获得了该问题存在唯一解和至少有一个解的充分条件,给出的两个数值计算例子说明了结果的应用性。

新见十九祀免簋历日与王年考

据新见十九祀免簋铭文“隹王十又九祀,正月既生霸庚戌”之记载,可知该器是一件王年、月份、日干支及月相四要素俱全的西周时期重要青铜器。文章在学界判定该器为西周中期之器的基础上,以月相定点说,采用“四分历”的古天文历术为技术手段,考定免簋所载王年与历日应当是:周穆王十九年(前988)正月十五日,正月初一朔日为乙未,实际用历司历应取为丙申朔。

腰椎定点旋转手法操作中拇指推力的有限元分析

背景:腰椎定点旋转手法操作过程中需要医生双手协同操作,进而输出旋扳力和拇指推力,通过对椎间盘产生位移和调节应力分布来治疗腰椎间盘突出,但是对于拇指推力的力学作用及其加载方向对手法效应的生物力学影响目前尚不清楚。目的:比较拇指不同推力方向下,腰椎定点旋转手法治疗腰椎间盘突出的生物力学差异。方法:构建L3-5正常三维有限元模型并进行有效性验证,然后参考椎间盘退变Pfirrmann分级,通过修改L4/5椎间隙高度、髓核体积以及纤维环、髓核、韧带材料参数来模拟椎间盘退变,最终构建L4/5椎间盘中度退变伴左旁中央型突出病理模型;然后以病理模型为研究对象,模拟手法向右侧旋扳,以改变拇指推力方向为条件,建立3种操作模式(M1:拇指向左推;M2:拇指向右推;M3:不施加推力),对比3种操作模式下突出物的位移和椎间盘应力,以及小关节软骨的应力、应变。结果与结论:①L4/5椎间盘突出物最大位移值:M1位移为2.6723 mm,M2为1.1561 mm,M3为1.8264 mm,M1>M3>M2;②L4/5椎间盘最大Von Mises应力:M1为1.8467 MPa,M2为0.4190 MPa,M3为1.2579 MPa,M1>M3>M2;③L4/5双侧小关节软骨均产生了不同程度的接触应力变化:M1为0.4855 MPa,M2为0.0267 MPa,M3为0.4414 MPa,M1>M3>M2;右侧软骨接触力:M1为0.0005 MPa,M2为0.0259 MPa,M3为0.0013 MPa,M2>M3>M1,左侧大于右侧,M1数值最高,软骨的应变与接触应力变化现象一致;④提示不同的手法操作模式均会对病变节段椎间盘及附属结构产生一定的生物力学影响;M1操作模式下突出物位移、椎间盘应力以及左侧关节软骨接触的应力、应变最大,能更好地促进椎间盘位移、平衡应力分布及复位小关节紊乱,故操作更优。

煤炭地下气化注气方式与能量回收效率

研究不同注气方式煤炭地下气化(UCG)能量回收情况,有利于发展更高效的UCG工艺。设计并实施了固定和移动注气点UCG模型实验,基于化学计量学和碳平衡法计算了气化煤耗总量及速率,对比分析了2种注气工艺对煤气组成和热值的影响。在此基础上,分析了不同注气方式下煤气产量和有效气体组成的变化,评价了2种注气工艺实验的能量回收效率。结果表明,固定注气点实验中提高O_(2)净注入流量可改善煤气热值衰减的现象,但随着气化空腔的扩大,提高O_(2)净注入流量对气化反应的促进作用逐渐降低;分3次提高O_(2)净注入流量,煤气热值分别提高2.01、1.27和1.10 MJ/Nm^(3),气化效率(煤气的热值与碳的燃烧热之比)分别提高14.64%、9.45%和7.73%。移动注气点位置,可实现煤气热值和气化效率的短时间快速回升,分4次移动注气点位置,每次移动距离为300 mm,煤气热值分别提高2.95、3.32、3.37和2.54 MJ/Nm^(3),气化效率分别提高17.99%、21.04%、27.88%和13.92%。2种注气工艺实验分别气化了72.49 kg和91.47kg的煤,平均煤耗速率分别为0.97和1.27 kg/h,气化效率和煤耗速率呈同步突变,这一现象在改变气化剂注入条件和移动注气点位置后更为明显,表明气化效率与煤耗速率具有一定关系。相比固定注气点实验,移动注气点位置可有效改善气化效果,相同的气化剂注入条件下,有效气体组分和气化效率分别提高12.5%和23.23%。

一种求解混合变分不等式的带有扰动项的神经网络方法

通过构建带有干扰项的新型神经网络求解混合变分不等式问题.主要将已有的固定时间收敛的前向-后向-前向神经动力学网络进行推广,构建出带有扰动项的神经网络模型.证明了所构建的神经网络的平衡点是固定时间稳定的,并给出了稳定时间的上界.最后通过数值实验证明了该方法的有效性.

基于Isight的增程式电动汽车定点控制策略优化

基于专家经验和工程经验制定的传统规则能量管理策略并不能适应当前增程式汽车复杂的行驶工况,为了更加精确地控制增程式汽车,使其获得更好的燃油经济性,考虑到增程器中发动机定点控制策略的发动机工作点切换规则影响,采用Cruise建立整车模型、Isight对其参数进行优化的方式探究发动机工作点切换规则对油耗的影响,比较其百公里油耗。研究结果表明,优化后NEDC工况、WLTC工况、混合工况的百公里燃油消耗量分别降低了3.51%、7.3%、8.5%,为增程式汽车定点控制策略优化提供了一种新方法,并验证了其可行性。

具有完全非线性项的非局部梁方程正解

该文研究了两类具有完全非线性项的梁方程,其边值条件含有Stieltjes积分,应用Gronwall型不等式给出三阶导数项的先验估计,通过在适当开集中的不动点指数方法,获得了正解的存在性结论.非线性项中的三阶导数具有二次增长.

风荷载下伸臂桁架-ATMD组合系统最优伸臂桁架位置研究

基于虚拟激励法和最优控制理论,提出伸臂桁架-主动调谐质量阻尼器(ATMD)组合系统的风振最优控制模型。首先推导伸臂桁架主体结构与ATMD耦合后的控制运动微分方程组并基于虚拟激励法求解该方程组,发展新的伸臂桁架-ATMD组合系统数值简化模型。基于新提出的组合系统数值简化模型,应用固定点理论求解ATMD最优控制力,获得伸臂桁架-ATMD组合系统的最优控制力模型。将新提出的伸臂桁架-ATMD组合系统数值简化模型和最优控制力模型进行有效数值组合,构建该组合系统的整体最优控制模型。将本文提出的基于固定点理论的最优控制模型与基于线性二次规划方法的最优控制模型、被动最优控制模型和无控制模型进行对比分析。最后应用基于固定点理论的最优控制模型对伸臂桁架-ATMD组合系统的最优伸臂桁架位置进行单参数敏感性分析,研究最优伸臂桁架位置对不同结构影响因素的敏感性以及ATMD对不同类型伸臂桁架系统的抗风控制效果。研究结果表明:主体结构伸臂桁架系统类型不同,不同控制方案的作用效果不同,且主动控制方案对加速度响应的控制效果优于对位移响应的控制效果;与纯伸臂桁架系统相比,风荷载作用下主动调谐质量阻尼器对组合系统的最优伸臂桁架位置影响不大,且最优位置对伸臂桁架刚度、核心筒刚度和外柱与核心筒间距离都有非常高的敏感性;风荷载作用下主体结构中的阻尼会限制ATMD对结构响应控制作用的发挥。

佛山地区固定献血屋与流动献血车献血工作成效分析

目的 分析固定献血屋与流动献血车在佛山地区无偿献血工作中的成效。方法 随机抽选佛山市街头流动献血车与献血屋各4个,对其2022年8月—2023年8月各类调查数据进行分析。结果 固定献血屋单点日均采血量为(59.63±5.54)U,固定献血者比例为(22.45±1.31)%,均高于流动献血车的(50.17±5.13)U、(18.03±1.25)%(P <0.05);献血不良反应发生率为(0.21±0.05)%,低于流动献血车的(0.95±0.12)%(P <0.05);工作人员对固定献血屋总满意度为100%,高于流动献血车的85.71%(P <0.05);献血者对固定献血屋总满意度为97.88%,高于流动献血车的89.64%(P <0.05)。结论 佛山地区无偿献血工作中固定献血屋与流动献血车相比单点日均采血量与固定献血者比例均更高,且工作人员与献血者满意度也更高,因此日后需要对献血屋和献血车进行改进,提高固定献血率。