冲击地压多参量智能化监测分析及预警研究

针对张双楼煤矿冲击地压成因复杂、预警监测单一造成的预警准确率低的问题,基于冲击地压智能化预警平台,对张双楼煤矿冲击地压现状及监测预警效能进行分析。在智慧矿山理念背景下,以“应力场-能量震动场-变形场”为监测预警框架,从引发冲击地压的内因和外因两个维度出发,提出了以应力、震动波、钻屑量和地音值为参量的多参量监测预警方法,结合参量分析技术对冲击地压发生前各监测数据变化特征进行系统全面评价,为张双楼煤矿冲击地压预警与科学及时解危提供依据。现场应用结果表明,多参量监测预警方法的综合预警能力及准确度显著优于单一指标预警系统,为矿井安全开采和智能化矿井建设提供了参考借鉴价值。

长距离高落差GIL多参量集成监测研究与应用

针对气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Transmission Lines, GIL)外壳振动、温度、应变等多参量通过分布光纤传感技术完成数据采集,并针对采集数据进行研究和应用。通过振动、应变、温度监测试验和数据分析,系统可准确测得光纤感知的振动、应变和温度数据,数据准确可靠。经测试系统测温精度≤±0.5℃,温度空间分辨率≤±0.6 m,定位精度≤±0.3 m;系统应变测量精度≤±20με;系统振动定位精度≤±2 m,振动定位精度≤±2 m。通过对GIL外壳振动、温度、应变等多参量进行集成监测研究,在减少传感设备数量的前提下探索GIL运行规律。

掘进巷道分区特征多参量联合监测与防冲实践

根据掘进巷道冲击地压分区理论,研究了迎头滞后区域不同分区(塑性圈动态演化区与塑性圈稳定区)的冲击特征。提出了监测分区特征的多参量联合监测方案,并以纳林河二号矿井31120沿空掘进巷道为工程背景,展开现场实测。联合监测结果表明,31120工作面沿空掘进巷道迎头后方0~150 m,巷道围岩结构处于破裂调整状态,将此范围划分为塑性圈动态演化区;迎头后方150 m范围外,围岩结构趋于稳定,将此范围划分为塑性圈稳定区。进一步,选取与掘进关联性高的塑性圈动态演化区内的地音数据,对31120沿空掘进工作面合理推进速度展开分析。分析结果表明,31120工作面沿空巷道掘进期间掘进最大进尺不应超过15 m/d。研究成果可指导掘进巷道冲击地压监测及防控。

航空重(磁)多参量梯度探测与反演技术研究进展

航空重磁梯度、张量梯度测量能有效地减弱环境噪声的干扰,更高分辨率地描述地质体的分布并突出浅部地质体,随着测量装备的成熟,已经在油气与矿产资源勘查中得到应用。本文系统地总结了航空重(磁)多参量梯度探测技术的研究进展,为后续相关研究提供借鉴。基于航空重磁多参量梯度技术的研究背景,总结了国内外装备的进展。针对航空重磁多参量梯度数据的特点,介绍了其数据处理流程;针对航空重磁多参量梯度的分辨率特征,总结了现今重磁多参量梯度的高分辨率反演以及联合反演方法;基于航空重磁多参量梯度探测技术在矿产和油气资源勘查中的应用特征,分析了该项技术在深部资源勘查等方面的应用前景,明确了其在识别地下构造、寻找矿产资源、探测地下小型目标体等方面的应用进展。

多参量冲击地压综合预警技术在强冲特厚煤层中的关键技术研究

针对华亭煤矿的冲击地压发生机理进行分析,根据冲击地压显现类型及各项冲击地压监测系统特点,提出了适合强冲特厚煤层的多参量综合预警技术,利用多参量综合预警技术分析出冲击地压显现前的监测数据变化规律,在此基础上,总结出冲击地压显现前兆的特点,为冲击地压预测预报及提前卸压解危提高科学依据,有效降低了冲击地压灾害影响,确保职工安全及矿井高效生产。

EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化模型——基于z标记的多参量灰色GERT网络

针对EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化问题,构建基于z标记的多参量灰色图形评审技术模型。首先,借鉴计划评审技术网络的建模思路,构建由3个分别表示设计-采购-施工任务执行流程的子图形评审技术网络图构成的多参量灰色图形评审技术网络分析模型;然后,在探讨正常执行活动与返工执行活动的时间与费用、费用与质量之间函数关系的基础上,提出基于三元区间数形式表征输入参量与输出参量不确定性的并行执行时间、费用与质量的矩母函数构造方法;其次,在分析设计-采购-施工任务并行执行下多参量灰色图形评审技术网络各参量求解方法的基础上,给出了该网络关键性时间节点开始执行时间与总执行时长的求解方法;最后,依据EPC模式下建设项目需求,分别构造了基于进度导向型与质量导向型的多目标联合优化模型,并以某会议中心项目为例,验证了所构建模型的有效性。研究成果为评估EPC模式下设计-采购-施工任务在并行执行过程中的进度、费用与质量目标的达成情况提供了科学的定量化分析方法,同时也为EPC模式在中国情景下的推广奠定了理论基础。

露天矿边坡多参量监测方法选择与参数设计

为了提高露天矿对滑坡、泥石流等地质灾害的预警能力,确保生产作业安全,基于先锋露天煤矿的采场、排土场边坡形态和工程、水文地质条件,明确采场北帮为重点监测区域,并对其稳定性进行补充数值模拟分析;结合边坡失稳模式和主要监测参量,设计了包含4种监测方法的先锋露天煤矿多参量边坡监测系统,并估算了系统建设成本。结果表明:该多参量边坡监测系统可以全面地服务先锋露天煤矿的边坡监测和预警,为矿山安全生产提供保障。

具有温度自补偿的保偏光纤布拉格光栅多参量传感器的设计与制备

多参量的动态检测对于隧道、桥梁和管道等结构疲劳损伤的预测具有重要意义,开发一种高灵敏度、环境友好、低成本和易于操作的多参量动态检测技术一直是业界追求的目标.为了克服目前基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的多参量传感器结构和原理复杂、制作成本高等问题,本文基于保偏光纤布拉格光栅(PM-FBG)设计并制作了一种结构简单且高灵敏度,单点可同时测量多个参量的新型传感器.该传感器通过传感臂可以同时测量某一点在两个垂直方向上的位移和扭转变化,并具有温度自补偿功能.实验结果表明:该传感器的快轴和慢轴对于温度的响应不同,其线性灵敏度分别为11.4 pm/℃和10.6 pm/℃,温度补偿系数为0.8 pm/℃,平均扭转灵敏度为0.20 dB/(°);该传感器的快轴和慢轴对位移/弯曲的响应相同,线性灵敏度为31.5 pm/mm.当改变传感器周围的温度场,其位移和扭转传感性能不受影响,可实现3个参量的同时测量.本文研制的PM-FBG新型多参量传感器可以保证高精度的温度、位移和扭转测量,同时具有较低的制作成本,有望为多参量动态检测提供一种新的手段.

多参量、大范围、精确控制的FAIMS测控系统研究

采用面向对象设计方法,从底层驱动出发,逐层封装,设计FAIMS多参量解耦合测控系统,实现FAIMS多参量大范围精准独立控制和全谱/多参量遍历扫描。对弱信号探测、补偿电压、分离电压、样品浓度控制和温湿度控制单元进行功能分解,并在此基础上对上述参量进行合理封装以实现对各参量解耦合控制。通过实验验证了系统的补偿电压扫描范围为-30 V~+30 V,响应时间控制在5μs以内,可配置任意波形扫描;弱信号探测器采样率为6.8 Hz~3.4 kHz,且噪声随之改变;分离电压的峰值为0~2 000 V、频率为0~2 MHz,上升和下降时间在0.02 ms左右;样品气流量为0~1 L/min,载气流量为0~5 L/min,二者配合实现浓度控制。FAIMS传感器测控系统设计有利于实验流程优化和多维全谱数据获取,为FAIMS传感器开展系统性实验研究和现场应用奠定了测控平台基础。

油纸系统典型绝缘缺陷火花放电发展过程的多参量特征分析

现有的变压器保护措施受制于断路器固有动作时间,对油纸系统电弧放电导致的严重事故的保护效果欠佳。而基于电弧击穿前夕火花放电发展过程伴随的电量和非电量特征为判据的保护策略成为解决上述问题的有效方案。文中搭建了油纸绝缘典型放电类缺陷试验平台,基于脉冲电流与特高频检测分析了火花放电的谱图特性及其演变规律,研究了放电伴随的声信号时频特性及其发展规律。结果表明:随着绝缘缺陷不断劣化,放电相位左移,放电幅值与重复率增加且在过零相位区尤为显著,声信号主频不断下降;界面电荷累积效应是放电相位左移与过零相位放电重复率陡增的主要原因,声信号主频下降则与气泡动力学特性相关。文中研究成果可为新型油浸式变压器主动式保护方法的开发奠定一定基础。

综放开采冲击危险性的微震多参量监测预警分析

为探究综放开采冲击地压预警防治技术,以亭南煤矿3409工作面为背景,基于微震监测系统,提出了微震监测多指标和矿压规律结合的方法来提高冲击地压预警准确性。研究结果表明:特厚煤层综放开采冲击危险性的微震多参量监测预警分析的综合指标可以预警工作面的来压情况,指导工作面的卸压防控,提高工作面的安全生产。该结论对于其他类似条件矿井的冲击地压防治有参考价值。

机翼表面多参量一体化柔性传感器阵列

在飞行器风洞试验过程中,需要对飞行器表面的多项参数进行动态检测。传统监测系统在飞行器表面部署过程中面临着机翼外形结构受到破坏,监测参数单一化以及监测范围不足等一系列问题。对此,设计了一款机翼表面多参量一体化柔性传感器阵列系统,并针对其中流速流向解析问题提出了一种基于二维三次样条插值的流速流向解析方法,该系统能够同时采集风速、风向、温度、压力、应变等参量,并能实时显示相应监测物理量在机翼表面的分布情况。系统在NH-2风洞中进行了变风速、变迎角和变侧滑角试验,试验结果表明,该系统角度辨识分辨率能够达2°,进一步验证了系统设计的可行性和有效性,为分析飞行器表面的气动特性提供了数据支撑。

航空结构多参量监测数据库管理软件设计与实现

航空结构健康监测技术对保障飞行器安全具有重要意义,载荷和损伤多参量监测是航空结构健康监测的重要监测方法。针对多参量监测数据冗余度大、数据量大、无法统一管理等问题,文中采用LabVIEW平台和Access数据库设计航空结构多参量监测数据库管理软件。首先针对软件功能需求设计软件整体架构,定义数据库内容和文件存储体系;然后开发数据库通信、数据管理和监测标定功能模块;最后设计主界面对各功能模块进行集成。结合典型航空金属耳片结构的载荷及损伤监测实验,采用多参量监测数据对软件功能和性能进行验证,结果表明,所设计软件可以统一存储、管理典型零组件结构多参量监测数据,能够为典型零组件结构实际健康监测提供数据支持。

水下多参量信号采集存储系统的设计与实现

为满足水下重要区域的目标探测需求,解决传统单参量信号的特征判别难、系统鲁棒性低等问题,采用多参量信号采集存储系统获取水下多物理场信息。通过对水下电场与水下声场信号的预处理、采集、存储,为信息综合分析提供稳定可靠的数据源,并利用千兆网口实现数据快速传输。通过样机研制和外场试验,验证该系统可以稳定工作,获取水下微弱电场信号与声场信号,实现海洋信息综合感知。

煤矿冲击地压多参量监测综合评价方法

针对现有的冲击地压多参量监测综合评价方法,提出冲击地压多参量监测两级指标综合评价方法。该方法依据冲击启动理论,从冲击启动的载荷类型出发,首先对引起冲击地压的各种因素进行两级分类,并将载荷类型作为一级指标I_(i),计算出监测区域各载荷类型的权重。然后将各载荷类型下不同的监测方法作为二级指标C_(ij),进而求得不同载荷类型下不同传感器的综合指标I_(ij)。最后用该综合指标与对应监测方法的监测结果M_(ij)相乘,即可求得不同载荷类型下的冲击地压预警指数W_(i)以及多种载荷共同作用的冲击地压综合预警指数W′,取其最大值作为冲击地压预警指数W,计算结果可作为冲击地压危险等级的判定标准。结果表明,这种新的冲击地压多参量综合评价方法不仅可以分析某一类载荷类型对冲击地压的贡献情况,还可以分析不同载荷类型对冲击地压的综合作用情况。

多参量修正的输电线路线损优化计算方法

线损率是考察国家电力行业的重要经济性技术指标,在传统输电线路中线损计算的准确性至关重要。国内目前所采用的线损计算方法没有考虑负荷水平、对时误差和计量装置误差的影响,导致理论线损的数据与实测线损相差较大,不利于对线损进行精益化计算以及后续降损工作。考虑温度、湿度对理论线损的影响,建立了一种计算综合线损率的数学模型,并对线损率的影响因素进行多参量修正,减小使用单一线损产生的误差。算例分析表明,该方法所算结果更接近实际线损率,具有较强的工程实践意义。

Levenberg-Marquardt算法在行波管电子枪多参量优化中的应用

行波管作为一种广泛应用于电子对抗等领域的真空电子器件,其性能在电子信息化飞速发展的21世纪被提出了更高的要求。电子枪是行波管中一个至关重要的部件,因此电子枪的优化设计是提升行波管性能的有效方式。行波管电子枪根据性能要求由迭代综合法或非迭代综合法计算得到各电极参量的初值后,进一步对电子枪参量进行优化时,一般采用参数扫描法,针对多参量多目标函数优化时往往处理数据量大,优化速度慢。本文构建了对电子枪电性参量、结构参量同时进行优化的Levenberg-Marquardt算法,可以处理多目标函数多参量问题,提高优化效率,并以此为基础对一个可应用于行波管的电子枪的电极参量及其外加磁透镜的磁极参量进行了优化,最终电子枪发射性能参数达到阴极总发射电流2.5114 mA,注腰半径11.23μm,注电流密度633.6504 A/cm^(2),面压缩比79.2650。

多系统多参量复杂试验系统调试方法研究及应用

襟缝翼运动机构疲劳试验既要实现多点协调加载,还要实现翼面偏转、随动机构运动及协调加载等多套控制系统的协调同步,涉及角度、位移、载荷、速度等多个控制参量,具有控制参数强耦合、控制逻辑及算法复杂等特点,系统间、参量间的任何不同步情况都可能引起襟缝翼结构的非正常损伤,基于常规试验的单系统多点协同调试技术已不能满足要求。在试验调试阶段实现翼面偏转、随动机构运动及协调加载等系统的精准同步是亟待解决的难题。通过研究,建立了一套多系统多参量复杂试验系统的调试策略、调试内容、调试流程和调试步骤,为该类试验的调试提供依据和参考。

轨道交通影响下上海电网直流偏磁多参量监测及治理研究

上海电网作为交直流混联特大型城市电网受直流偏磁影响较大,其中轨道交通杂散电流对电网主变的直流偏磁影响较为明显。通过建立上海电网直流偏磁监测系统开展了基于变压器中性点直流、振动和噪声的多参量监测和分析。分析结果表明上海电网轨交线路附近变压器受直流偏磁影响明显,离地铁线路愈近,周围地铁线路越多,主变的偏磁现象愈明显。在地铁运行高峰期,主变的振动加速度和噪声要明显大于地铁低谷期,地铁停运后,主变的振动和噪声明显下降。通过监测,针对受直流偏磁影响严重的主变开展了偏磁治理研究并制定了相应的治理方案。

变电站电缆通道多参量采集和预警技术研究

针对变电站电缆通道数量的不断增加,电缆分布众多,某条线路的故障会带来极大的安全隐患。文中提出一种变电站电缆通道多参量采集和预警系统的设计方案,重点研究电力电缆的温度场和载流量。通过有限元分析软件,建立了10 kV单芯电缆四回路标准敷设电缆沟的几何模型,并采用割线法计算稳态载流量。通过实验分析了不同工况下的温度场和载流量。结果表明,对于在线电缆温度监测,只需要对温度最高的电缆进行监测,电缆铺设密度过高会导致电缆的载流量下降。该研究为中国变电站电缆通道多参量采集和预警技术的发展提供一定的参考和借鉴。