露天爆破飞石距离智能预测研究

为了在露天爆破中更准确地预测出飞石的抛掷距离,研究引入多科得分的概念,利用多科得分思维进化算法(Multidisciplinary Score Mind Evolutionary Algorithm,MSMEA)对BP神经网络(Back-Propagation Neural Network)进行优化并建立模型来预测飞石距离。通过分析隐含层神经元个数、种群规模、子种群规模、优胜及临时子种群个数建立了64个多科得分思维进化算法优化BP神经网络模型(Back-Propagation Neural Network Optimized by Multidisciplinary Score Mind Evolutionary Algorithm,MSMEA BP),并选取了其中最优的MSMEA BP模型。为了验证预测模型的有效性,分别用MSMEA BP模型、思维进化算法优化BP神经网络模型(Back-Propagation Neural Network Optimized by Mind Evolutionary Algorithm,MEA BP)和BP神经网络模型对10组爆破飞石距离进行预测。结果显示,MSMEA BP模型得到的预测结果与真实值之间的平均相对误差、决定系数、均方根误差、均方根百分比误差分别达到3.67%、0.9808、7.3571、1.33%,依次优于MEA BP模型和BP神经网络模型,表明在相同训练条件下,采用多科得分思维进化算法对BP神经网络模型进行优化,可以克服BP神经网络易陷入局部最优解的问题,进而显著提高模型的预测精度。该方法为预测爆破飞石距离提供了一个新思路。

基于高斯过程回归矿山爆破飞石距离预测模型

为了提高矿山爆破飞石距离预测结果的精度,首先,根据马来西亚某矿山52次爆破作业记录的飞石距离相关参数,建立由6个输入(炮孔孔径、炮孔长度、最小抵抗线/孔距、炮孔填塞长度、最大一段装药量、炸药单耗)和1个输出(飞石距离)组成的数据库。然后,基于高斯过程回归机器学习算法,建立爆破飞石距离的预测模型,将其应用于马来西亚某矿山中,并与2种主流的机器学习方法(支持向量回归和神经网络)的预测结果进行对比。结果表明:从实际图-预测值图和残差分析看,基于双层神经网络构建的飞石距离预测模型的预测效果最差;从回归评价指标看,基于二次有理高斯过程回归建立的飞石距离预测模型的预测效果最优,其R-平方(R^(2))值为0.9、均方根误差(RMSE)值为24.67、均方误差(MSE)值为608.61、平均绝对误差(MAE)值为21.42。由此可知,基于高斯过程回归预测矿山爆破飞石距离更精确。可为类似矿山爆破安全警戒范围计算提供理论基础。

露天矿边坡在爆破中的飞石距离研究

露天矿边坡爆破产生的飞石对周围人机系统造成破坏,基于颗粒流理论研究了爆破后飞石的飞出距离。以海州矿某边坡为例,在边坡上设置了3种药量TNT的15个爆破点,对计算平衡后模型中颗粒飞出的散落情况进行了研究。结果表明,细观过程可分为3个阶段:爆炸冲击起主导作用的阶段、重力占优势的上覆岩层塌落阶段、颗粒下滑局部调整至平衡阶段。最大飞石距离小于450 m;A1到A15的飞石距离逐渐减小;1 kg TNT使岩石松动滑落,5 kg TNT飞石距离在250 m以内,10 kg TNT的飞石距离随爆破点的位置不同而不同。同时,飞石的距离与上覆岩层的完整性有很大关系。

边排孔位置与爆破飞石距离控制的匹配

为有效控制爆破飞石距离,提高露天矿山爆破作业的安全性,从边排孔偏差的角度,分析边排孔偏差发生原因,应用偏差距离对孔位进行描述.通过调整边排孔a以及第二排相邻钻孔b、钻孔c装药量的方式进行爆破效果优化.对提出的装药量方案进行数值模拟,比较各方案应力分布曲线与设计孔位应力分布曲线的相对误差,进而确定最优方案.应用最小二乘法拟合装药量与偏差距离间的关系.研究结果表明:边排孔偏差距离为δ时,确定了钻孔a、钻孔b、钻孔c三钻孔最优装药量方案,此方案可有效提高爆破作业安全性.

深孔梯段爆破飞石距离计算方法初步探讨

利用相似理论 ,推导了深孔梯段爆破飞石距离的计算公式。结合三峡工程实际统计数据回归分析导出了公式的具体表达式 ,讨论了公式的应用条件和进一步完善的研究思路。

相似理论在深孔梯段爆破飞石距离计算中的应用

利用相似理论 ,推导了深孔梯段爆破中飞石距离的计算公式。结合三峡工程实际统计数据的回归分析导出了公式的具体表达式 。

基于灰色Elman神经网络的爆破飞石距离预测研究

针对单一神经网络预测方法存在一些不足,将建立灰色关联分析法与Elman神经网络的耦合模型,对爆破飞石最大飞散距离进行预测研究。首先,利用灰色关联分析方法对数据进行预处理,确定各影响因素与爆破飞石距离之间的关联度;然后,根据关联度的大小,选择关联度较大的影响因素作为Elman神经网络的输入层数据;最后,用神经网络的功能对数据进行训练和预测。研究结果表明:利用灰色关联分析方法确定主要影响因素作为输入层,比单一使用Elman神经网络的预测精度更高,达到95%以上。

影响落石距离相关因素分析及预测研究

通过室内模型试验,研究了不同落石形状、质量、边坡覆盖层厚度对落石水平距离的影响程度。结果表明:形状对落石距离影响最大,质量无明显影响,边坡覆盖层在减少落石距离的同时也增加了变动区间。用偏移比公式对落石距离进行处理得到建议偏移比取值为0.3。将边坡平均坡度、边坡高度、坡面条件、落石质量、落石形状作为输入因子,运用BP神经网络模型进行预测,预测结果表明,该模型能很好地预测落石距离。

基于KPCA-WOA-ELM的爆破飞石距离预测

为提高爆破飞石距离预测的精度和效率,构建了一种基于核主成分分析法(KPCA)和鲸鱼算法(WOA)优化的极限学习机(ELM)爆破飞石距离预测模型。以国内某露天煤矿爆破工程为例,选取影响爆破飞石距离的7个因素。通过KPCA对影响因素间非相关性关系进行降维,提取出包含原始信息95.76%的4个主成分作为模型输入。然后,采用WOA对ELM进制参数寻优,避免了局部最优解问题。结果表明,KPCA-WOA-ELM模型的平均相对误差、均方根误差R_(MSE)、决定系数R^(2)和平均绝对误差R_(MAE)分别为4.271%、6.681、0.985和6.413,均优于对比模型。说明该模型可实现对爆破飞石距离的准确预测,为确定爆破作业中的爆破安全区提供依据。

地震作用下边坡的崩塌落石距离研究

基于室内振动台试验和能量守恒原理,开展了一系列的边坡崩塌落石的振动台试验,揭示了不同频谱特性、地震峰值加速度、场地类型、坡形、地下水位高度以及不同落石形状和大小对边坡失稳后崩塌距离的影响规律,提出了不同影响因素下以边坡高度为评价指标的边坡落石防护的临界阈值。研究表明：远场地震作用下不同形状的落石距离大于近场地震作用下的落石距离;不同形状的落石随着地震峰值加速度的增加,其崩落的距离逐渐增加。随着边坡坡角的增加,不同形状的落石距离表现出先增大后减小的趋势,在边坡角度达到60°时,随着边坡角度的继续增加,不同形状落石的距离逐渐减小;随着边坡坡高的增加,不同形状的落石距离表现出增大趋势;考虑地震峰值加速度影响时,不同形状落石距离的从大到小依次为球形、圆柱形、方形、长条形;而考虑边坡坡形影响时不同形状落石距离的从大到小依次为球形、圆柱形、长条形、方形,与汶川地震中圆球形和圆柱形落石对边坡坡底构筑物的影响最严重的案例较为吻合。基于概率方法计算得出：在边坡（1.2~1.4）H（H为坡高）范围时坡脚构筑物受影响的概率最大,此区间的确定可为坡脚构筑物的防护设计提供参考。

石仙桃与细叶石仙桃叶绿体基因组解析及其系统发育

石仙桃和细叶石仙桃均为珍稀濒危的附生兰,两者叶绿体基因组特征及其系统发育报道较少,本研究旨在揭示石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征及其系统发育。2022年5月取驯化栽培的石仙桃和细叶石仙桃幼嫩叶片,基于Illumina测序平台分别获得石仙桃和细叶石仙桃叶绿体序列,用GetOrganelle组装、CPGAVAS2注释,利用生物信息学方法开展重复序列、密码子偏好性、四分体边界等叶绿体特征分析,并从NCBI上下载相关的序列开展基因组比较与系统发育分析。石仙桃叶绿体基因组大小为159122 bp(GC含量为37.41%),细叶石仙桃叶绿体基因组大小为158798 bp(GC含量为37.47%),两者均包括大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复序列(IRa/IRb)。石仙桃与细叶石仙桃均注释了113个基因,其中编码蛋白质的基因79个,石仙桃中编码79个蛋白质基因使用22968个密码子,编码亮氨酸的UUA相对同义密码子使用频次(RSCU)达到1.90;细叶石仙桃中编码79个蛋白质的基因使用22923个密码子,编码亮氨酸UUA的RSCU达到1.91。石仙桃叶绿体基因组中共有44个简单序列重复(SSR)、47个散在重复、26个串联重复;细叶石仙桃有32个SSR、25个散在重复、30个串联重复。石仙桃属6个物种的四分体边界及共线性无大片段变化,但存在核苷酸多态性,trn K-UUU、trn Q-UUG、rpl16等基因可作为物种的分子标记候选基因。系统分析明确了石仙桃和细叶石仙桃等石仙桃属物种与蜂腰兰和流苏贝母亲缘关系较近,并同处于附生兰的分支中,叶绿体基因组大片段倒置等可能是兰科适应生活习性改变的原因之一。本研究明确了石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征,探讨了其系统发育及兰科生活习性与叶绿体基因组之间的关系,为进一步分类和分子标记开发等相关研究奠定了基础。

药食同源中药铁皮石斛的研究进展

铁皮石斛Dendrobii Officinalis Caulis是具有益胃生津,滋阴清热之效的药食同源中药。有丰富的化学成分以及药理活性,具有抗炎、抑菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、降血压、调节血糖等作用。常作为药膳以及保健品使用,在药品上也应用广泛,如石斛夜光丸、复方鲜石斛颗粒等,具有很高的药用价值和经济价值。通过对铁皮石斛的资源分布、化学成分、药理活性、药食两用产品开发等多个方面进行概述,对其应用现状进行分析,为铁皮石斛的可持续发展、药食同源开发和综合利用奠定理论基础。

深孔炸药包参数对爆破飞石距离的影响

为了保证爆破作业安全和提高其经济效益,对爆破飞石距离进行可靠预测是非常重要的。在爆破时,影响爆破飞石距离的主要因素有:单个药包参数、同时爆破药包的相互位置、爆破总威力。

冻结作用下土石坝护坡土石混合体水分迁移试验研究

土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分迁移冻结模型试验装置系统,开展了补水条件下单向冻结模型试验研究,研究了温度、含石量、水分迁移对土石坝护坡土石混合体冻胀特性的影响。研究结果表明:温度、含石量对土石混合体的冻胀特性影响显著;水分迁移受土石含量、温度和含水率影响,护坡砂砾料垫层和坝体填土含水率越大,冻结过程中水分迁移量越大,水分相变成冰的条件越充分;土、石分层对黏土温度变化影响较大,黏土和砾石分层可有效减小水分迁移量和冻胀量,对土石坝护坡防冻胀是有利的;土石混合体内部孔隙水相变成冰并在试样内部形成分凝冰是冻胀量增加的主要原因,土石混合体原位冻胀以及冻结过程中分凝冰的生长使冻胀量不断增加,且补水量越大,试样冻胀量就越大;不同温度、含石量下试样的冻胀量均随补水量的增加而基本呈线性增大,且含石量对冻胀量增加速率影响较小,温度对冻胀量增加速率影响较显著。研究成果可为寒区土石坝护坡设计和运行管理提供科学依据和技术支撑,补充了碾压式土石坝设计规范中的护坡设计。

川东北宣汉地区海相“新型杂卤石钾盐矿”的发现、突破与前景

全球探明钾盐资源主体为古代海相可溶性固体钾盐矿床(氯化钾、光卤石),仅少量来自现代盐湖卤水钾矿。与国外不同的是,目前我国探明钾盐资源主体为现代陆相盐湖钾矿,古代海相可溶性固体钾盐找矿40余年,未获突破。四川盆地是我国主要大型海相成钾盆地之一,前人在中—下三叠统发现大量与硬石膏和白云石共伴生或互层的杂卤石,但绝大部分埋深超过2000 m,目前尚难以开发利用。2017年以来,笔者通过对四川盆地东北部宣汉盐盆普光地区卤水探井(恒成2、3井)岩芯复查,发现杂卤石主要与石盐共伴生,大量破碎的杂卤石碎屑颗粒分布于石盐基质中,KCl含量达边界工业品位以上,不同于钾石盐和光卤石,亦不同于前人发现的与硬石膏和白云石共伴生或互层的杂卤石(石膏型杂卤石),将之命名为“新型杂卤石钾盐矿”。小试和中试结果表明,该“新型杂卤石钾盐矿”可以采用对接井注水溶采,是能够得到规模化开发利用的“活矿”,是一种全新的硫酸盐+氯化物复合型海相可溶性固体钾盐矿床新类型。通过成钾条件、成矿规律综合研究,笔者提出了新型杂卤石钾盐矿“双控复合成矿”理论新认识、建立了“三高、两低、一大”综合测井识别新模型,创新理论技术指导设计部署“钾锂兼探”基准井——川宣地1井,探获厚29.46 m、氯化钾(KCl)平均含量12.03%(最高20.5%)的“新型杂卤石钾盐矿”厚层高品位工业矿层。与此同时,采用岩芯样品实测数据和测井解释数据拟合的方法,建立矿石K含量和密度参数的测井定量预测模型,结合“气钾兼探”,利用33口钻井数据,依据古代固体盐类勘查规范(2020),运用“几何法”,初步估算“新型杂卤石钾盐矿”氯化钾(KCl)资源规模:推断资源量2.45亿t(超大型)、潜在资源4.65亿t,合计7.1亿t,奠定了川东北达州市宣汉地区形成中国首个亿吨级海相钾盐基地的资源基础,取得了我国海相可溶性固体钾盐找矿的重大突破。

基于Rockfall数值模拟的边坡落石防护网修复加固方案研究

某水电站尾水支洞边坡多次发生落石灾害,原被动防护网已发生局部破损,严重威胁着尾水支洞施工期和运行期的安全,需对原防护网进行修复加固。由于山体陡峭、地貌复杂,人工调查无法确定落石源,采用高精度无人机航摄初步排查出四处可疑危险源区域,利用Rockfall软件进行落石轨迹模拟计算,通过对比分析计算成果与观测到的落石落点位置与威胁区域分布情况,反分析确定了两处落石源。在此基础上,根据落石源的落石运动特征,复核分析了原防护能力不足的原因,发现原防护网的能级和高度不足是导致落石灾害发生的主要原因。通过提高防护网的能级和高度,提出了原位修复和增高加固两种方案。研究结果表明:两种方案均能有效减小落石威胁区域面积、降低落石率、改善运动特征参数。其中增高加固方案的防护效果更加显著,落石被全部拦截,落石弹跳高度和动能的最大值分别降低了69.64%、66.02%。对被动防护网破损部位的修复加固,综合考虑现场实际情况与落石模拟计算成果进行修复方案设计更为科学合理。研究成果可为该工程的落石防护方案提供科学依据,为类似工程设计与落石分析提供参考。

耳穴揿针联合栀黄散穴位贴敷在胆石症患者中的应用研究

目的观察耳穴揿针联合栀黄散穴位贴敷对胆石症患者的应用效果。方法将120例患者随机分为A组:耳穴揿针组(40例),B组:穴位贴敷组(40例),C组:联合治疗组(40例)。A组患者在常规西医治疗的基础上加用耳穴揿针治疗,按压4~6次/d,1~3 min/次,5 d 1个疗程,双耳交替操作。B组患者在常规西医治疗的基础上加用栀黄散穴位贴敷,贴敷于双侧胆俞穴、双侧肝俞穴、右侧期门穴、双侧阳陵泉穴,贴敷时间为4~6 h,2次/d,5 d 1个疗程。C组患者在常规西医治疗的基础上联合使用耳穴揿针和栀黄散穴位贴敷治疗。通过疼痛数值评分量表(NRS)比较3组患者治疗后0.5、1、2、24、48 h疼痛评分;治疗前后3组患者C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、胆红素、肝功能(ALT)变化情况;通过B超检查治疗前后胆囊收缩功能、胆囊壁厚度。结果干预后3组患者疼痛评分时间效应值、CRP、胆红素、ALT数值、胆囊壁厚度均低于干预前,胆囊收缩功能较干预前增加,差异具有统计学意义(P<0.05),A组、B组两组患者干预后疼痛评分时间效应值、CRP、胆红素、ALT数值、胆囊壁厚度、胆囊收缩功能比较,差异无统计学意义(P>0.05)。C组患者干预后疼痛评分时间效应值、CRP、胆红素、ALT数值、胆囊壁厚度均低于A、B两组,胆囊收缩功能高于A、B两组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论耳穴揿针和栀黄散穴位贴敷应用于胆石症患者,均可减轻患者的疼痛反应,降低炎症作用,促进肝功能恢复,增强胆囊收缩功能。将两者联合应用,临床疗效更加显著,能够加速患者康复,值得临床推广。

基于茚三酮比色法测定闽产细叶石仙桃总氨基酸含量

目的:优化溶剂回流提取-茚三酮比色法测定福建省不同产地细叶石仙桃中总氨基酸含量。方法:以甘氨酸为对照品,采用茚三酮比色法测定细叶石仙桃中总氨基酸含量;考察不同影响因素对茚三酮法测定细叶石仙桃总氨基酸含量的影响,确定最佳检测条件;在单因素实验基础上,采用L9(34)正交试验考察溶剂用量、溶剂浓度、提取时间及提取次数对细叶石仙桃中总氨基酸提取工艺的影响,并以其为考察指标,优化筛选最佳提取工艺。结果:最佳检测条件为测定波长568 nm、2%茚三酮溶液用量3.0 mL、缓冲液pH值6、缓冲液用量2.0 mL、水浴加热温度80℃、水浴加热时间40 min;最佳提取条件为乙醇浓度85%,乙醇用量35.0 mL,提取时间60 min,提取2次。在所收集到的福建省4个产地的细叶石仙桃中总氨基酸含量由高到低依次为永泰县、上杭县、屏南县、永春县。结论:优选的提取工艺稳定可行,建立含量测定方法简便、准确、重复性好,为细叶石仙桃的质量评价和进一步开发利用提供依据。样品中以永泰县所产的细叶石仙桃质量最佳。

粒径对铁皮石斛粉多糖释放及其粉体特性影响

为明确粒径对铁皮石斛(D. officinale)粉中多糖溶出率及其粉体特性的影响,采用中药粉碎机结合球磨仪制备了8种不同粒径的铁皮石斛粉体,研究各粉体样本的粒径分布、比表面积、多糖溶出率、粉体流动性、水合特性、表面微观结构及色差变化。结果表明,[20,200)目粉体中多糖溶出率随粒径减小总体呈上升趋势,但≥200目时溶出率逐渐下降;粉体流动性参数(休止角、滑动角和Carr’s指数)与粒径呈负相关,即粒径越小流动性越差,尤其是[200,250)目较[150,200)目粉体的流动性明显变差;水合特性(WHC、WSC和WSI)随粒径变小先升后降,拐点同样出现在200目前后;色差分析表明,粉体色度参数(L*、a*、b*和ΔE值)也是在[150,200)目与[200,250)目的变化幅度最大。上述结果主要与[200,250)目粉体的比表面积较[150,200)目显著增加(68.1%)有关。综上,[150,200)目(d50=95.6μm)的铁皮石斛粉兼具较好的粉体特性和多糖释放率,同时保证了粉体细度。本研究结果为铁皮石斛的粉体化高效加工及高值化利用提供了理论参考。

腹腔镜下经胆囊管切开胆总管探查取石术的研究进展

胆石症是临床上常见的良性胆道系统疾病。西方国家流行病学调查显示成人胆石症患病率为10%~15%[1],国内报道成人胆囊结石患病率为2.3%~6.5%[2],随着人口老龄化、饮食结构的改变,还在逐年上升。有症状的胆囊结石合并胆总管结石(common bile duct stones,CBDS)患者约占胆囊结石患者的20%[3]。诊断为CBDS患者,建议尽可能取石,对有症状患者益处最大。目前,腹腔镜胆总管探查术(laparoscopic common bile duct exploration,LCBDE)和内镜下治疗胆总管结石成为主要的治疗方式,LCBDE的发展从经胆总管切开留置T管到经胆总管切开一期缝合,再到经胆囊管切开胆总管探查、一期缝合,目的在于保证治疗效果的同时,提高患者术后的舒适度、降低术后并发症发生率。每一项技术的发展都伴随着科技的进步,腹腔镜及胆道镜的出现使胆总管探查、T管引流这项百余年的经典术式有了质的飞跃。腹腔镜下胆总管探查取石、T管引流术因适应证广泛、安全有效、便于术后再治疗等而被广泛应用,但T管移位、电解质丢失、拔除T管时的并发症等给患者和医者带来诸多困扰。