低透煤层瓦斯超前排放钻孔布置方式优化研究

目的为有效解决低透气性煤层瓦斯突出问题,有效消除阵列布孔方式带来的瓦斯排放盲区以及对角圆相切布孔方式造成的钻孔数量增加、重复排放等问题。方法通过理论分析,在超前排放钻孔有效排放半径一定的情况下提出阵列菱形法优化超前排放孔的布置方式(R为有效排放半径,煤层走向排放孔的间距为√3R),其钻孔数量约为对角圆相切法的3/4,重复排放面积减少至11%,减少了对角圆相切布孔方式的重复排放面积,减少了钻孔的数量。结果运用COMSOL Multiphysics对阵列菱形法布孔方式进行数值模拟运算,结果表明,阵列菱形法布孔方式排放20 d后,钻孔有效排放半径内整体瓦斯压力低于0.5 MPa,排放100 d后瓦斯压力低于0.30 MPa,卸压效果优于对角圆相切布孔方式的。将阵列法和对角圆相切法两种布孔方式排放100 d时钻孔周围的瓦斯压力分布情况与阵列菱形法布孔方式排放20 d时的分布情况交叉对比,发现阵列菱形法布孔方式卸压速率更快,卸压范围更广。结论提出阵列菱形法设计钻孔布孔方式,并运用COMSOL Multiphysics对3种钻孔布孔方式的卸压情况进行数值模拟运算,对比发现,阵列菱形法钻孔布孔方式比阵列法和对角圆相切法布孔方式更具优势,且在相同时间内卸压速率更快、卸压范围更广,对低透煤层预防瓦斯突出具有重要的意义。

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。

近距离煤层联采巷道交错布置及支护技术研究

为解决近距离煤层联合开采时采出率低、安全性差等问题,探究巷道交错布置方式及下煤层巷道支护技术在近距离煤层联合开采中的应用,以山西晋保煤矿12#、13#煤层地质条件为研究背景,采用理论分析与FLAC3D数值模拟的研究方法,研究了巷道采用交错布置时下煤层巷道的围岩变形与矿压变化,得到巷道交错式布置时上下煤层巷道的水平错距应大于7.98 m。通过数值模拟分析矿方原始支护方案与新支护方案下煤层巷道顶板的垂直位移变化规律,确定对下煤层巷道进行锚网索联合支护的分区支护方案。结合现场实测结果表明:下煤层巷道围岩变形处于可控范围内,交错式巷道布置方式以及巷道分区支护方案较为合理,能够保证工作面的安全生产,可以为类似地质条件下近距离煤层的开挖提供借鉴。

基于SLP与NSGA-Ⅱ的装配式建筑施工现场临时设施布置多目标优化研究

装配式建筑在现代建筑领域中越来越受关注,有效的临时设施布局对于提高装配效率和降低安全风险至关重要。针对装配式建筑临时设施布局问题,提出了一种基于改进的NSGA-Ⅱ算法的多目标优化方法。首先建立以塔式起重机吊装时间、塔式起重机水平吊装路径长度及与密切程度相关的安全风险的多目标优化数学模型,再采用以SLP法与随机法结合生成初始种群的改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。结果表明,所提出的方法能有效减少塔式起重机的吊装时间、缩小吊装范围,并降低与密切程度相关的安全风险。

基于修正Loganathan公式的非水平布置双线平行盾构隧道施工引起土体位移计算方法

[目的]为研究双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的周围土体位移规律,提出一种基于修正Loganathan公式的土体位移计算方法。[方法]介绍了Loganathan公式及相关假设;考虑盾构隧道开挖扰动引起的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化的综合影响,修正Loganathan公式并建立单线盾构隧道周围土体位移解;建立双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的土体位移计算方法;通过实际工程的现场监测和数值模拟结果,验证所提计算方法的工程适用性。[结果及结论]所提计算方法能够考虑隧道轴心连线与水平面夹角、双线隧道半径、隧道轴心间距、双线隧道埋深等双线隧道布置因素,以及隧道盾构施工扰动造成的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化等施工因素对土体位移的影响。地面沉降及土体水平位移的理论计算结果同现场监测结果和数值模拟结果之间的平均误差分别为5.6%、0.6%和5.5%、5.3%,均满足工程经验规定的20%的精度要求,说明所提计算方法能够有效解决双线平行盾构隧道非水平布置方式下施工引起的土体位移计算问题,具有良好的工程适用性。

组合桥面板切应力分布规律及横向剪力钉布置

根据组合桥面板截面的切应力、剪力流分布规律,在混凝土板和钢顶板完全连接的条件下,理论推导出混凝土板和钢顶板的剪力流承担比例,证明组合桥面板层间纵向剪力小于采用组合梁公式得到的计算值.层间完全连接和通过弹簧单元模拟剪力钉离散连接开展的有限元计算均支持这一观点,验证了组合桥面板截面的竖向剪力主要由腹板承担的观点的正确性.探究横向上剪力钉的布置方式.结果表明,组合桥面板应沿横向全宽布置剪力钉,在腹板两侧进行加密,腹板正上方不宜布设剪力钉.

两条轴线平行布置的泄洪洞出口联合消能工布置形式研究

针对芝瑞抽水蓄能电站下水库两条轴线平行布置的泄洪排沙洞,原设计方案出口联合消能工存在消能效果差的问题,通过选用单体正态水工模型,基于水力相似准则进行水工模型试验,对出口联合消能工的布置形式进行研究。试验实测数据表明,最终推荐方案可有效提高消能效率、改善水流流态、优化设计方案,并达到了减少工程投资的目的,有效地解决了轴线平行布置的泄洪洞出口联合消能问题。

认知物联网中继传感节点最小功耗布置方法研究

物联网数据传输过程中,中继传感节点能量不足或者能量消耗过多将导致部分节点失效,降低物联网的使用寿命。为解决这一问题,提出认知物联网中继传感节点最小功耗布置方法。根据中继节点结构特征、有向加权图,建立数据传输功耗的数学模型;以最小功耗布置为目的,制定数据流向、通信容量、数据最大传输次数的约束条件,阻止中继节点逆向传输,使节点满足通信容量范围的同时,避免出现逐条传输数据的事件;引入贪婪算法布置中继传感节点,实现中继传感节点最小功耗布置。仿真结果表明,所提方法的中继传感节点布置最大功耗为17.58 J;在传感节点分布密度为370个/m^(3)时,中继节点布置数量为126个;在11.9 s内即可完成150个中继节点的布置。

制氢厂房氢泄漏激光检测光路布置优化研究

氢气扩散能力强、燃烧速度快、可燃范围广的特点使其泄漏易发生爆炸事故。对比基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的激光传感器布置方式,以降低对氢泄漏的检测时间,获得最佳光路布置间距和角度。利用数值模拟研究了氢气在制氢厂房内的泄漏逸散规律,通过光学仿真确定了激光传感器的最短布置距离,分析了相邻光路间距及光路投影角度两种因素对氢泄漏检测的影响,得到了检测时间短、经济成本相对较低的布置方式。结果表明:相邻光路间距为0.4 m、光路与地面夹角为45°时,检测氢气泄漏时间优于其他方式并且所需激光传感器数量最少。

LNG码头系缆墩平面布置

球罐型LNG船在全球LNG船舶中占比达到22%。其中,5个球罐的LNG船因其管汇位置与OCIMF规定存在很大差异,导致船舶不得不偏心靠泊,因此在对称码头布置情况下的系缆效果较差。通过实例分析对比,研究代表船型在对称和不对称码头布置情况下的系缆情况,得出非对称的平面布置能更好地适应球罐型LNG船的系缆;非对称布置码头在兼顾非球罐型LNG船系缆的前提下,提高了球罐型LNG船的系缆效果,提升了整个码头的靠泊兼容性。

近距离煤层底板应力分布规律及巷道布置研究

为探究上煤层遗留煤柱对底板的应力影响及下煤层回采巷道的合理布置,以唐山沟煤矿为研究对象,运用理论分析和数值模拟等方法并综合多种影响因素构建了上煤层遗留煤柱与铰接岩块的协同承载结构模型和底板应力传递计算模型,对上煤层遗留煤柱下底板应力及影响因素展开研究。结果表明:上煤层遗留煤柱对底板的应力影响以垂直应力为主,影响程度随底板深度的增加而降低;遗留煤柱下底板应力增高区呈椭球形,对底板应力增高区的影响因素展开分析,得到了不同因素对应力增高区范围影响的量化关系,其中煤柱峰值应力对底板应力增高区分布起决定性作用;根据底板应力分布特征并结合理论计算及数值模拟结果,确定唐山沟煤矿8煤遗留煤柱与11^(-1)煤回采巷道合理错距值应为20~25 m。该研究揭示了上煤层遗留煤柱下底板应力传递机理,明确了底板应力增高区的分布及影响因素,并得到了巷道-煤柱合理错距值的确定方法,可为下煤层回采巷道的合理布置提供理论依据。

三亚南山港公共科考码头总平面布置

三亚南山港公共科考码头是国内首座公共科考码头,也是公共科考母港码头,需满足多种科考船舶和保障船舶靠泊、中转换装、物资补给、科考实验及维修保养功能,同时兼顾货物装卸等功能,码头总平面布置是工程设计的重点与难点。本文针对公共科考码头的特点,进行三亚南山港公共科考码头工程总平面布置思路及布置方案论述,得出科考码头岸线利用与布置、水域平面布置、陆域平面布置及滑道与船台布置要点,充分体现先进、高效、节能、环保、经济且可持续发展的设计理念,旨在为类似工程提供参考。

开孔率与布置间距对透空型双丁坝水动力与冲淤特性的影响

采用三维水动力和泥沙数值模型,模拟分析了不同开孔率和不同布置间距的透空型双丁坝局部三维水动力特性和冲淤特性以及对水生生物生境的影响。结果表明:透空型双丁坝周围流场结构丰富,形成了上丁坝坝内环流区、坝间主副环流区以及下丁坝坝后缓流区,有利于有机质富集;开孔率15%时透空型双丁坝坝间主环流区和坝间涡量最大,坝间涡量以及紊动能随布置间距的增大而增大,控制开孔率大小并适当增大布置间距有利于底栖生物索饵洄游;最大切应力与上游切应力的比值随着开孔率和布置间距的增大逐渐降低,适当增大布置间距并选择较大的开孔率可减轻下泄水流对坝后河床的冲刷;坝内及坝后淤积范围和高度随开孔率增大而减小,随布置间距增大而增大,实际工程中适当提高开孔率和布置间距有利于透空丁坝减速促淤,为底栖生物提供丰富的饵料。

厂区布置对钢塔自然通风空冷凝汽器性能的影响

利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,在自然通风状态下,对2×350MW机组钢结构外覆铝板冷却塔及直接空冷凝汽器(DACC)的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。确定了考核工况,不同环境风向下,周边建筑物对DACC和钢塔性能的影响。结果表明,两机一塔水平矩形布置方式下,平行于A列的来风对钢塔通风和DACC换热有负面影响。不考虑风向频率时,各风向下周边建筑物对DACC总体换热影响约为2.4%。在电厂总平面布置时,应尽量使厂区主导风向避开不利风向,汽机房空冷塔间距还需综合其它因素确定。

基于改进灰靶的山区隧道施工场地布置方案优选

为提高山区隧道施工场地布置方案决策的准确性,以牛栾村隧道六种施工场地布置方案为例,提出了基于改进灰靶的方案优选模型。首先,通过分析场地布置方案影响因素,构建了以方案可行性、方案经济性、环境影响和社会效益影响为核心的评价指标体系;其次,采用云模型将定性指标定量描述,并运用CRITIC(criteria importance though intercriteria correlation)确定指标权重;最后以灰色关联差异信息值为基础,结合欧几里得理论计算修正的加权靶心距,通过对比靶心距实现方案优选,并采用单因素轮换法(one-at-a-time,OAT)进行了指标敏感性分析。结果表明:最优方案的加权靶心距为0.610,评选出的方案与实际一致,并分析出“地形地貌改变”为对方案评选影响最大的指标。可见,该方法呈现了各方案的优劣,使山区隧道施工场地布置方案评选更科学、合理。

阳江闸坡世界级渔港水域布置设计要点

渔港作为发展海洋经济的重要基础设施,其建设缺少完善的标准文件,同时渔港锚泊水域及码头作业条件相较于一般港口工程更为严格,因此渔港水域布置方案对后期的顺畅运营具有重大影响。结合实际工程案例、规范、地方规划及标准总结渔港防波堤、码头及锚泊水域建设标准,并以阳江闸坡世界级渔港为例归纳渔港建设设计思路;依据当地波浪观测资料分析渔港作业特点,在总体规划方案的基础上提出近期忽略掩护频率较低的偏北向浪的实施方案,以节省工程投资,并结合波浪数学模型和整体物理模型等试验对水域布置进行验证和优化。

三角形布置圆柱体群绕流特性与流动机理研究

基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩涡、单漩涡体向双漩涡过渡、不规则的双漩涡、规则的双漩涡、双漩涡向三漩涡过渡、不规则的三漩涡和规则的三漩涡模式,在α=30°时流场下游涡街更加规则,尾流模式转变更快。三圆柱所受的时均流体力系数受间隙流流速影响较大,各来流角度下随间距比(除小间距比外)的变化趋势基本一致,尾流模式转变会导致三圆柱群的流体力系数均方根值发生显著变化,在Kd≥3.5后上游圆柱流体力系数均方根值有较大起伏。除α=0°工况外,在Kd≥2.5后中游圆柱的涡脱落频率受α和Kd影响较小,数值相对稳定。

基于改进YOLOv8s的铁路车站信号平面布置图信息提取方法

针对车站信号平面布置图在2次利用过程中,无法将不同设备图元转化为通用数据的问题,提出基于改进YOLOv8s的信息提取方法。首先,将空间和通道重建卷积(SCConv)与颈部网络中的C2f单元相结合,以降低特征图的冗余度,减少空间和通道维度上的重复信息,实现检测模型的轻量化;其次,在传统YOLOv8s模型的主干和颈部网络中引入高效多尺度注意力模块(EMA),以增强模型对图内设备周边上下文信息的获取能力;最后,将模型中的标准卷积层替换为具有更大感受野的注意力卷积(RFAConv),以解决卷积核参数共享所导致的特征提取限制。结果表明:所提方法的平均精度均值可达92.5%,相较于YOLOv8s算法提升6.6%;综合评价指标值达到91.7,且模型权重参数减少16%,优于大多数常规模型。该方法不仅能够高效地从图纸中提取信号设备的布局信息,还为自动生成联锁数据配置文件和提高联锁软件搭建效率提供了有效的技术手段。

“两抽两灌”水源热泵系统应用效果分析及优化布置

为探究丹东市某工程地下水源热泵系统的实际应用效果及布井方式的合理性,采用COMSOL Multiphysics软件,建立三维水热耦合数值模型,对“两抽两灌”水源热泵系统进行为时一年的运行水温监测,并对实际应用中抽灌井的布置方式以及抽灌井间距是否存在含水层“热贯通”问题进行分析,将存在的问题与工程场地条件相结合。结果表明,采用“抽灌井平行布置”时,且抽灌井间距离为55 m时,发生“热贯通”的程度最轻,为丹东市水源热泵规划提供科学设计方法及参考依据。

海上石油多台套大型压缩机平台总体布置研究

在海上平台建设中,总体布置的设计效果直接影响平台的运行效率与维护成本,但目前涉及到总体布置尤其是包含多台压缩机的布置研究较少。因此,从工艺流程、总图布置及安全运行等因素考虑,以渤海油田某凝析气田区块海上中心处理平台为例,针对其上部组块,进行多台套大型压缩机的平台总体布置研究。研究认为,海上平台压缩机布置应综合考虑工艺、安全、结构、操作及环保等因素,合规布置消防设施,并兼顾协同运行的结构稳定特性。该处理平台压缩机集中布置在中层甲板中心区域,成橇对称分布,设有H60防火墙、维修通道、逃生通道及雨淋喷管等,可以实现压缩机系统生产、安全、环保和操作的最佳平衡。同时,对于空间足够的平台,建议在满足工艺需求前提下,考虑将压缩机分散和分层错位布置,以更好地保障设备安全运行,识别和预防潜在危险。