基于改进YOLOv5s的海下垃圾检测算法

为了提升海下垃圾检测精度,降低漏检频率,提出了一种基于改进YOLOv5s的检测算法。该算法添加了ECA模块来关注感兴趣区域,构造了四级多尺度特征融合使提取的特征图信息更加丰富,引用损失函数使得边框回归更加合适与准确。改进的YOLOv5s算法在TrashCan数据集上的mAP由原来的87.3%提高到92.1%,具有较高的精度。

基于遥感技术与计算机视觉技术的海下垃圾清理机器人研究

为了有效清理海下垃圾,本文提出了一种基于遥感技术与计算机视觉技术的海下垃圾清理机器人。该机器人利用遥感技术获取海底垃圾的位置信息,搭载了360°水下全景观察摄像头、UGPS定位导航系统并通过计算机视觉技术实现对垃圾的识别和收集,从而实现自动化清理。造型方面设计为三棱锥线锤造型减少阻力并配备辅助机械手臂、可组合卡口等应对海下复杂清理环境。动力方面采用漩涡泵叶片设计的动力系统,通过离心率增压海水,推动垃圾流动至收集区域和太阳能板模块提升续航。该设备利用学习算法实时监测环境和清理效果,根据反馈信息调整工作策略和动作,提高清理效率和能源利用效率,实现智能化垃圾清理。

采用神经网络建模对海下有机材料加固的油井产量预测研究

海下油井油产量预测在开发调整和优化中继续发挥着越来越重要的作用;但海下油井的加固会进一步影响油产量预测。研究建立注气效应的长短期记忆(LSTM)神经网络模型,预测已有机材料环氧树脂乳液加固渤海碳酸盐岩储层的生产性能;将该模型的计算结果与传统储层数值模拟(RNS)在相同条件下进行了对比。结果表明,LSTM所需的CPU负载仅为4%,LSTM方法的总CPU时间和综合计算功耗分别仅占RNS的10.43%和36.46%。LSTM方法在计算方面具有显著优势,为人工智能在油气开发中的应用提供了新的方向。

海下矿区三维地应力测量及分布规律研究

为解决复杂地质结构条件下的海下开采所面临的安全问题,对LUT地应力测试系统进行了一些技术改造,克服了矿区井下地下水氯离子含量极高、腐蚀严重的困难,对矿区地应力分布进行了准确测量与分析,揭示了矿区内海底三维地应力场的分布规律,并结合矿区地质构造特征对断裂带涌水量影响进行了分析。测试结果表明:矿区最大主应力值随深度增加而增大,最大达到34.17 MPa;最大主应力的方向为北北西向,以水平构造应力为主,平均倾角约23.76°,最小倾角仅0.81°,有利于减小断裂带的涌水量。测试结果为新立金矿海下开采工艺设计与安全生产提供了重要的基础数据。

基于响应面法的海下框架式采场结构优化选择

为了在安全开采的前提下实现经济效益最大化,从矿山开采工程状况及岩石力学条件出发,建立不同框架式采场结构参数的有限元数值计算模型。通过有限元计算结果建立应力约束的体系应变能最大化的目标函数,应用Matlab编程求响应面函数,最后采用非线性优化技术对响应面函数进行优化。计算结果表明:垂直矿体走向方向的截面尺寸bx=4 m;沿矿体走向的截面尺寸bz=4 m;垂直矿体走向方向的跨度lx=12 m;沿矿体走向的跨度lz=12 m;矿柱高度h=25 m;该方法科学合理,为三山岛金矿新立矿区海下安全经济开采矿石资源提供了技术保障。

基于模糊-理想点法的海下采场顶板稳定性分析

为准确评价复杂地质条件下海下采场顶板的稳定性,提出将模糊数学中的隶属度与理想点法相结合的模型。针对海下采场的特殊地质条件,综合考虑水文地质因素、工程地质因素、采场结构因素以及其他因素4个方面,选取9个评价指标。通过对指标进行隶属度化处理,由变异系数法确定指标权重,建立顶板分级模型。最后,根据三山岛金矿5个采场现场调查以及室内试验获得的指标数据,应用该模型对顶板稳定级别进行评判。结果表明,该模型的评判等级结果与工程实际相符,从而验证模型可用于海下采场顶板的稳定性分析。

海下采煤软弱覆岩导水断裂带发育高度研究

龙口矿区海域煤层开采后软弱覆岩导水断裂带的发育高度直接影响了海下安全开采。在分析龙口矿区海域软岩工程地质特征的基础上，运用有限差分法、相似材料模拟试验并结合现场实测资料，研究了海下采煤软弱覆岩变形破坏规律。结果表明：煤层顶板软岩剪切破坏后，裂隙连通性及导水性相对较弱，岩体仍具有一定阻水能力；海底煤层开采后，覆岩垂直剖面由上至下分为剪切破坏带、拉剪破坏带和拉伸破坏带；开采过程中，导水断裂带高度随工作面推进逐渐增加，并最终达到稳定；6m厚煤层采全高时，导水断裂带发育高度为48．2～55．0m。最后，经统计提出了海下采煤软弱覆岩中导水断裂带发育高度的计算公式。

海下开采断层活化监测与稳定性分析

针对海底大型金属矿山三山岛金矿新立矿区西南翼矿体上盘赋存F1断层在高强度开采下受到不同程度扰动而存在活化失稳可能性的问题,以弹性力学和最小势能原理为基础,推导出了加锚断层面活化的力学模型.采用MGJY锚杆截面应力计和单点位移计对断层应力、位移变化情况进行监测,结合实测数据,综合判断断层的稳定性,结果表明监测点处断层未发生活化.研究成果可为该区域其他断层的稳定性评价和后续治理提供理论依据及技术指导.

基于Adams和AMESim的海下平台拖缆系统的设计与联合仿真

为了进行海下平台拖缆系统的设计,根据虚拟样机技术原理,采用Adams和AMESim分别建立了海下平台拖缆系统的动力学模型和控制系统模型,通过联合仿真分析验证了其结果与理论计算相似,实现了拖缆系统的恒张力控制和协同作业,表明了该方法的可行性和可靠性.

海下爆破对海洋生态环境及海洋生物的影响

为了解海下爆破活动对海洋生态环境及海洋生物的影响,实验跟踪监测和分析了青岛港前湾港区海下爆破工程对海洋生态环境和海洋生物的影响。结果表明:短时间内(<5 h),基岩爆破对周围海域的盐度、pH值、溶解氧及化学需氧量等影响较小,对悬浮物影响较大。同时对海水中无机氮及重金属有不同程度的影响。爆破炸药量与海洋生物的受损程度呈正相关关系。随着爆破炸药量的增加,生物受损程度和效应半径逐渐加大。相同参数爆破对不同经济生物的影响效应也不同,鱼类受损程度和效应半径最大,其影响程度由大到小依次为:黑鲪幼鱼>黑鲪成鱼>鲈鱼>鰕虎鱼>蟹类>贝类。此外,震源距离与生物损害程度呈负相关关系。

设计工作于海下的液压系统应考虑的若干问题及解决方法

本文针对海下工作环境的特点对工作于海下的液压系统的设计，从液压泵站、控制阀箱、执行器、压力补偿器诸方面，讨论了设计中应该注意的问题和需要采取的措施。这些措施将有助于液压技术在海洋开发设备中的应用。

真实感海下光照效果实时绘制

海洋场景仿真一直是计算机图形学的研究热点.为解决海下光照效果实时模拟问题,提出一种海下光照的模型.首先,以光线追踪理论和比尔朗伯定律为基础,通过求解采样点的亮度值积分和透光比率解决海水与光照交互光束产生问题;其次,引入Shadow Mapping方法对深度图采样,改善物体阴影绘制实时性问题,并通过纹理映射技术模拟光散射形成的焦散现象;再次,修改相位函数非对称因子g,消除海水散射对体积光的影响,提高了光在水中传播的真实性;最后,利用线性八叉树算法对其进行优化加速,保证算法的实时性.实验对比和分析表明,能够实时绘制出逼真的海下光照效果.

龙口矿区海下采煤技术研究与实践

分析了龙口矿区海洋煤炭资源开发利用的必要性和可行性,介绍了龙口矿区海下采煤的工程实践状况,并对相关问题进行了分析、探讨,提出了今后海下采煤的工作思路。

龙口矿区海下采煤导水通道类型及防水措施

为确保海下采煤安全,防止海水溃入井下,研究了龙口矿区海下采煤的导水通道类型,主要有构造裂隙类导水通道、采动导水裂隙带通道、封闭不良钻孔造成的通道、海域煤层露头带安全煤(岩)柱留击穿形成的导水通道4种类型。这些潜在的导水通道在采矿活动及动水压力等因素作用下,成为诱发海水溃入的主要途径。分析了不同导水通道结构特征和影响因素,提出了相应的探测方法及防治水技术措施。

海下金矿床开采岩体破裂及灾变的微震监测研究

三山岛金矿是我国唯一的海下开采金矿,其开采面临着采场围岩破碎、支护困难、上盘稳定性差并容易形成贯穿上盘的突水通道、具有海水下溃淹井的危险。采用微震监测技术能够对采动过程中采场围岩及上盘岩体的稳定性进行实时动态监测,达到评价、预测和预警的目的。阐述了微震监测系统的选型依据,并根据三山岛金矿安全开采需要进行了微震监测系统布置,分析了微震监测数据,对三山岛金矿上盘稳定性进行了评价。

海下采煤水质监控特征离子辨识与预警阈值研究

海下采煤防治水工作重点是对顶板突水水源的预测和监控。本文通过对海域不同水体的水文地球化学特征研究,及不同水体的混合水样配比试验,找出水情监控中的特征离子并加以辨识,确定预警阈值,辅以水质自动监测系统,实现对海水溃入的早期预测预警,确保海下采煤安全。

中国海下采煤展望

海下采煤同露天开采与井下开采相比存在特殊的困难和问题，但是也有突出的优点。海下采煤取得地质资料相当困难，费用也很大。介绍了英国、加拿大、澳大利亚、智利和日本海下采煤的规定，讨论了海下采煤技术与安全控制体系，并以龙口矿区为例，展望了中国海下采煤前景。

三山岛北部海域金矿大规模海下开采地表岩移预测分析

三山岛北部海域金矿赋存于海平面下,设计生产能力达到12000 t/d,水下开采技术难度大,若矿体开采强度过高、顶柱隔离层保留不足,将可能造成海床沉降变形,引发海水倒灌的风险。根据矿床开采技术条件,在获取有限岩石力学参数条件下,本次采用软件模拟分析了海下矿床上向充填法开采条件下的地表岩移特征。研究结果表明,地表沉降变形最大值分布于矿体上盘区域,随着开采由深部逐渐转入浅部区域,地表沉降变形不断增大,研究建议留设160 m顶柱,能够保证海下矿体安全开采。

海下采煤巷道支护研究与应用

随着龙口矿业集团海域扩大区开拓工程的不断向纵深发展，所揭露的岩层性质、巷道压力状况与陆地相比均发生了变化。巷道支护遇到了很大的困难，突出表现在一些特殊层位中的巷道煤：及煤：顶板中，巷道返修率较高。通过对海下岩石力学性、围岩运动及矿压显现规律的研究，提出海下软岩巷道支护优化原理和支护对策，有效地解决了海下采煤巷道支护问题，确保了海域工程顺利实施。