基于切割路径树优化的三角化网格曲面自动切割

为了减少曲面展开后的变形和优化切割路径,提出了一种三角化网格曲面的自动切割算法.该方法将导入的曲面切割成带单一边界环的流形曲面,在高斯曲率较高的顶点和曲面边界之间生成切割路径.切割路径的生成有两个约束条件,即尽可能短而直,且尽可能经过曲面的棱边.曲面边界和众多的切割路径构成了初始切割路径树;在此基础上优化切割路径树,删除短小切割路径,并使优化后的切割路径树尽可能光滑;由优化后的切割路径树对曲面进行一次性切割,得到具有良好可展性的网格曲面.实验表明,该算法执行效率高、切割效果好.

基于决策树的焊缝缺陷类型识别研究

自动对射线底片图像进行分析和缺陷类型识别是无损探伤研究领域的一个热点。在对焊缝射线底片进行图像去噪和图像增强的基础上,对焊缝底片图像进行二值化处理,进而提取焊缝缺陷图像及其特征,再采用决策树方法建立焊缝缺陷特征的分类规则,并用这些规则对二值化后的焊缝缺陷图像进行分类识别。实验结果表明,基于决策树方法对焊缝缺陷图像识别的准确率高,而且所表达的知识易于理解。

改进的CART算法在煤层底板突水预测中的应用

针对基于传统CART算法建立的煤层底板突水预测模型存在运行时间较长、准确率不高等缺点,介绍了一种改进的CART算法决策树模型,并将其用于煤层底板突水预测模型的建立。实验结果表明,采用改进的CART算法建立的煤层底板突水预测模型运行时间由1.041 1s减少到了0.612 5s,突水预测正确率由88.78%提高到了95.54%。

事故树原理在分析煤层注水影响因素中的应用

根据事故树的基本理论,建立煤层注水事故树模型,反映出影响煤层注水效果相关因素和各因素逻辑关系。按基本事件的性质将其划分为4种类型进行分析,讨论它们对煤层注水效果(顶上事件)的影响,并提出应从研究注水煤层自身性质;探求有效且应用性强的水处理方法;建立工作面条件和施工参数对应量化关系体系;探索有针对性的钻孔、封孔施工技术和选择、设计符合现场条件的施工设备等方面统筹考虑各因素的影响,提高煤层注水效果。

支持可变分辨率的SPIHT编码算法

为了适应移动多媒体通信中终端设备显示尺寸多样性的要求,本文将图像缩放嵌入编码过程中,提出了一种基于线裁剪(seam carving,SC)的支持可变分辨率的多级树集合排序(set portioning in hierarchical trees,SPIHT)图像编码算法。该算法在构造新的基于根节点的空间方向树的基础上,利用SC生成基于块的线能量图来引导编码,获得空域可伸缩的码流;解码端仅需获取与终端设备显示尺寸相关的码流即可完成解码和图像缩放。实验结果表明,当编码和解码图像的分辨率一致时,本文算法的率失真(rate-distortion,R-D)性能逼近传统的SPIHT算法;当解码图像的分辨率可变时,本文算法在压缩码率与重建图像的主观质量上均优于传统的SPIHT算法。

“三软”煤层煤与瓦斯突出事故树分析

掌握煤与瓦斯突出危险性和主要影响因素对突出防治至关重要。运用安全系统工程重要的系统分析方法——事故树分析法对"三软"煤层煤与瓦斯突出危险性进行系统分析,构建了"三软"煤层条件下煤与瓦斯突出的事故树,进行了定性分析和定量计算。结果表明,煤与瓦斯突出发生的概率为0.216 5,导致突出的可能途径有24种,预防突出的可能方案有5种,并计算出了各基本事件的结构重要度、概率重要度和临界重要度,确定了"三软"煤层中影响煤与瓦斯突出各因素的重要程度。

穿层树状钻孔煤层增透技术在深部矿井的应用试验

针对深部开采矿井低透煤层瓦斯抽采过程中抽采半径小,抽采效率低的问题,以平顶山矿区首山一矿己15-17-12110抽放巷为试验地点,开展了穿层树状钻孔增透技术的试验研究。试验采用自进式水力喷射树状钻进工艺,在工作面低抽巷共施工了34组穿层树状钻孔,每组7个,共238个钻孔。试验结果表明:与水力冲孔钻孔相对比,穿层树状钻孔在深部低透煤层的瓦斯抽采应用中,抽采影响半径明显增大;平均瓦斯抽采浓度提高了1.30~1.80倍,且高浓度抽采周期延长;单孔平均日抽采纯量为3.47~5.30m^3/d,是水力冲孔钻孔的1.58~3.66倍。穿层树状钻孔煤层增透技术在深部矿井工作面穿层条带预抽中,应用效果显著,为平顶山矿区深部低透煤层的瓦斯抽采提供了增透技术储备。

深部突出煤层顶板稳定性评估

为评估深部突出煤层顶板稳定性,采用事故树——层次分析法对东庞矿2号煤层回采过程中危险有害因素进行风险识别。根据风险识别的影响因素绘制事故树并求得最小径集和结构重要度。对影响因素进行归类,结合专家意见,建立东庞矿煤层顶板稳定性影响因素的层次结构模型,再依据事故树评价结果与专家评判结论,对基本层各元素进行两两比较,利用MATLAB软件算出各级权重指标,最终对评价结果提出针对性措施。使用事故树——层次分析法将两种评价方法的优点结合起来,使定性和定量结果相互补充,让评价结果更加科学、合理。研究结果表明,顶板管理制度落实、遇断层破碎带、顶板监控情况、顶板松软程度占各类风险因素的主导地位,针对此结论提出相应的风险控制措施。

三软煤层大断面煤巷快掘快支技术研究

为提高三软煤层煤巷大断面掘进速度,针对三软煤层煤巷快速掘进作业线设备配置及支护工艺存在的问题,以口孜东矿111307工作面机巷为例,分析了煤巷综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,以及软岩巷道变形破坏特点,研究了掘、支、运3大工序对大断面煤巷快速掘进的影响,对3大工序之间进行了优化配置,改善了辅助运输模式。结果表明,煤巷月单进水平提高了45%,实现了三软煤层煤巷快速掘进施工与支护技术新突破。

基于PSO-GBDT综采工作面初次来压预测研究

综采工作面来压状况作为制定采掘工程支护设计的重要参考因素,准确地预测综采面来压趋势,不仅能辅助设计人员制定合理的井下支护方案,对于煤矿安全高效生产也有着极大的帮助。构建了一种基于PSO-GBDT综采工作面初次来压预测模型,通过选取大同矿区近浅埋煤层与综采工作面来压有着显著影响的8个完整性好的因素作为特征,以初次来压步距和强度作为输出,结合粒子群优化算法,通过GBDT构建近浅埋煤层初次来压预测模型。首先对数据集进行可视化数据分析,随后以GBDT集成学习方法构建初次来压预测模型,然后通过粒子群优化算法对训练好的GBDT进行超参数优化,最后以各个特征对所构建的预测模型的影响权重进行排序,为来压机理分析提供参考指标,并与GBDT或Adaboost人工调参建模方法进行对比。试验结果表明,PSO-GBDT在预测近浅埋煤层初次来压步距和强度时,RMSE和R^(2)性能评估指标均取得了更好的结果,相较于GBDT人工调参建模方法,PSO-GBDT在构建以初次来压步距和强度为输出的模型中,R^(2)指标分别提高了7.2%和6.8%, RMSE指标分别降低了39%和42%。除此之外,PSO-GBDT与Adaboost人工调参建模方法对比试验结果表明,PSO-GBDT建模方法的预测性能优势显著,该方法以高性能和多因素的特点计算综采面初次来压步距和强度,为准确地预测综采面初次来压趋势提供一种新的解决方案。