唐宋之际敦煌石窟马蹄形佛坛设计意涵探析——以莫高窟第196窟为例

敦煌石窟中的马蹄形佛坛流行于唐宋之际,以莫高窟第196窟为例,通过实地考察结合文献研究发现,它在洞窟中具有多重功能属性,除充当戒坛外,马蹄形佛坛设计的目的是配合洞窟整体发挥着礼忏功能。其设计不仅有利于拉开有限空间,从而方便礼拜,更深层次的意涵则是通过高大的主尊和由马蹄形佛坛为焦点构建视觉形象,对步入“佛域”的信徒造成极强的视觉和心理效应,配合马蹄形中部缺口作为联通佛国的通道,发挥着引导“朝圣”者往生净土的作用。研究结果表明,以莫高窟第196窟为代表的马蹄形佛坛背屏洞窟,其西壁整铺的劳度叉斗圣变图像的出现绝不仅仅是纪念戒坛的起源,关联到这一时期集中出现的大窟以及图像组合意义还有待进一步的探讨。

厚硬顶板刀把形采空区下综放工作面冲击地压机制研究

不规则的开采空间结构可增大煤矿冲击地压危险,研究多煤层复杂开采空间结构下工作面冲击机制对煤炭资源安全采出具有重要意义。综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了某矿井W1123综放工作面的动静载分布特征,分析了冲击显现机制,提出了针对性的防冲措施并进行现场应用。结果表明,上覆刀把形采空区和厚硬顶板综合作用下W1123工作面动静载分布具有区域性特征,当工作面仅受到刀把形采空区的“刀柄”作用或同时受“刀柄”和“刀身”作用时,工作面中下部和区段煤柱静载集中、动载扰动剧烈,工作面回风巷围岩也存在动静载集中,且距离刀把形采空边界越近则围岩动静载越高;仅受“刀身”作用时,工作面回风巷围岩静载集中受动载扰动。工作面静载集中区和动载扰动区重合,动静载叠加造成冲击显现。依据刀把形采空区结构特征,W1123工作面回采期间冲击类型依次为强动载型、高静载强动载型、高静载型。数值模拟和现场监测揭示的冲击危险区与理论分析结果一致。针对W1123工作面静动载分布特征,优化设计了冲击地压防治措施,增大了厚硬顶板处理高度和破碎程度、增加了工作面运输巷煤体爆破和煤柱切顶以降低顶板和煤体应力和能量集中;优化措施实施后,工作面微震事件日均能量总体下降54%,大能量事件大幅减少,冲击地压危险显著降低。该研究结果可为相似条件矿井的冲击地压防治提供借鉴。

基于Yolox算法的碳酸盐岩储层溶洞“串珠状”异常反射智能检测

识别碳酸盐岩溶洞的传统方法主要基于地震反射特征分析,对数据的要求较高,普适性不强,效率低下且存在主观因素。利用卷积神经网络(CNN)的特征提取能力识别地质构造方法的研究对象主要是盐丘、断层、地层等大尺度目标,但对于识别溶洞等小尺度构造容易出现误判。由于不同尺度的溶洞在地震剖面上呈不同的反射特征,溶洞与“串珠状”间存在一定的映射关系。因此,可首先在地震剖面上识别相对大尺度的“串珠状”,然后基于“串珠状”与溶洞的映射关系识别溶洞。为此,提出了基于Yolox的“串珠状”目标检测模型网络结构,主要包括特征提取、特征加强、解耦头三个部分。输入地震剖面后,经特征提取得到不同尺度的有效特征,然后输入特征加强网络完成多尺度的特征融合,最后由解耦头获得检测框的信息,经解码后得到“串珠状”异常反射边界的位置并输出检测框。合成地震数据测试及实际地震数据测试结果表明:(1)传统方法以振幅为基础,当“串珠状”处于强同相轴及其附近时难以识别,且高值部分无法反映“串珠状”实际范围;(2)U-Net模型识别结果反映了“串珠状”的位置,但不能获得边界坐标,易将两个很近的“串珠状”误判为一个,识别准确率不高,存在错拾或漏拾;(3)Yolox模型识别结果的检测框反映了“串珠状”的位置和实际大小,同时可得到“串珠状”的具体坐标。因此,Yolox模型识别效果优于传统方法和U-Net模型。

河南三地窑洞民居分异特征研究

窑洞不仅是一种以减法为基本特征的风土建筑形式,也是承载着民俗民情的地理现象。近年来,随着GIS技术的发展,对风土建筑形成机制的研究愈加深入。选取河南窑洞中最典型的三门峡陕州区、荥阳市和巩义市为研究范围,以GIS点密度、叠加分析等手段,试图揭示三地窑洞分布现象及与地形、地貌的关系,并通过观察其平面形制、立面比例、匠作技术等差异性,探讨其民居单体形态差异。探究相同功能下,形式差异与风土特征之间的关系,对于改善人居环境、制定传统村落保护规划及传承民俗具有指导意义。

隧道漏斗状巨型溶洞处治技术研究

以大关至永善高速新坪隧道施工过程中遇到的漏斗状巨型溶洞为例,选取节能环保、可靠性、经济性、施工工期、可操作性、运营维护、行车舒适性7种指标,采用模糊数学多目标层次分析法建立综合模糊评价体系,研究了改线避绕、回填暗挖、回填+明洞、桥梁+明洞、桥梁+钢棚洞五种方案,最终计算得到“桥梁+钢棚洞”为新坪隧道漏斗状巨型溶洞最优处治方案。

高地应力综放沿空留巷围岩失稳机理及控制技术

为解决工作面留设区段煤柱后巷道变形严重、采掘衔接易失调的问题,以古汉山矿1604工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟并结合现场试验,研究分析了综放工作面沿空巷道顶板运动及切顶力学特征,得到留巷关键参数,并进行工程应用。结果表明,沿空留巷围岩失稳具有切落、回转、破断(垮冒)和冒落等形态,提出以切断基本顶为目标的定向聚能预裂爆破技术,并配合高强锚索强化顶帮结构稳定性、巷旁可伸缩工字钢柔性挡矸防护及巷内单体柱抬棚临时支护防止基本顶断裂和垮冒的综合防控技术;留巷后顶底板相对移近量686 mm,帮部收缩量458 mm,底鼓较为明显,待留巷110 m以后基本趋于稳定状态;经简单卧底刷帮后能满足接替工作面风巷的使用要求,同时也为相似条件下实施沿空留巷提供技术借鉴。

碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识。为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验。结果显示,小尺度的溶洞(d(?)λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系。大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱。均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长。

无底柱分段崩落法爆破模拟试验模型的建立

通过对影响无底柱分段崩落法崩落体形态的因素分析,选取了主要的影响参数,根据相似定理,利用量纲分析法导出了无底柱分段崩落法模拟试验中的重要相似准则,依据这些准则确定了模拟试验中模型的主要参数,为模型的建立提供了理论依据。

急倾斜极近距离煤层联合开采采煤方法研究

为了解决急倾斜极近距离薄厚煤层开采时回采巷道布置困难,通风条件差等问题,根据新疆拜城大宛其煤矿的煤层地质条件,比较研究了水平分段迈步式放顶煤采煤方法、伪倾斜整体顶梁组合悬移支架放顶煤采煤方法,选出了一种适合急倾斜极近距离煤层联合开采的放顶煤采煤方法,将急倾斜极近距离2层煤作联合开采,在2层煤间布置倾角为30°的联络斜巷,形成U型通风的采煤方法,即优选用水平分段迈步式放顶煤采煤工艺。结果表明:该采煤方法改善了工作面的作业环境,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,采出率达到了85%,工作面的生产能力达到了40万t/a。

窑洞外形特征对结构抗震性能影响研究

调查发现山西北部农村地区农居窑洞多是独立式土坯窑洞,结构主要受力体系是土坯砌体砌筑拱结构,其建造无统一标准,外形样式存在差异。由于拱结构的内力分布对外形尺寸变化比较敏感,为研究窑洞外形特征对结构抗震性能影响,建立相应的有限元模型进行计算分析,对比不同外形特征窑洞在地震作用下的损伤情况,并结合历史震害,指出窑洞结构的薄弱位置。研究结果表明覆土较厚的窑洞容易损伤,连拱孔数较多窑洞的两侧位置更容易发生破坏,拱的曲线形状对结构抗震性能有一定影响,合理拱曲线窑洞的抗震性能优于一般形状窑洞。

洞形与抗剪切能力的关系

目的研究盒型洞两侧的余留牙体组织与底面不同移行方式时抗剪切能力的关系。方法将新鲜离体牙的一部分制备成符合要求的两组试件。第一组试件的两侧壁轴向加载,第二组试件两侧壁侧向加载,分别记录两侧不同形状侧壁的抗剪切力值。结果轴向加载,不同形状的侧壁抗剪切力无显著性差异(P>0.5);侧向加载,不同形状的侧壁抗剪切力有高度显著性差异(P<0.00001)。结论两侧壁受到轴向负载时,其抗剪切能力与洞形无关,受侧向负载时,其抗剪切能力与洞形有密切关系。

PREPassistant系统在制洞评估中的初步应用

目的:研究PREPassistant系统在洞形预备评估中应用的可行性。方法:使用PREPassistant系统对学生预备的65个盒状洞形的侧壁和底壁的角度以及洞形深度进行分析评估。结果:学生预备洞形的洞底基本与牙合平面平行;颊舌向固位形较理想,而在近中、远中方向洞形敞开,固位不佳;洞形深度预备不足的情况较多。结论:PREPassistant系统可以较准确客观反映学生洞形预备的情况,结合传统的教学评估方法,有助于实验课教学水平的提高。

扇形孔爆破落矿大块产生机理及控制研究

针对程潮铁矿无底柱分段崩落法井下扇形孔爆破落矿大块率偏高影响安全生产的现状,利用现场调研数据进行大块产生机理分析,得出大块分布规律,指出孔底距偏大是导致大块率偏高的主要原因,并针对性地提出2种扇形孔改进方案。通过相似模拟试验研究分析得出改进后的方案大块率大幅度降低,并指出大块率随着排距的降低而减小。通过数值模拟研究得出爆破应力波在相邻炮孔间的叠加效果,提出存在某种合理的范围,当相邻炮孔爆破应力波在这范围内相互叠加或碰撞时,应力可以得到几何倍数的增加;而小于这个范围时爆破应力却出现降低的情况;当超出这个范围时,应力波的叠加或碰撞程度表现得很低。在现场实施改进后的扇形孔布孔方案后,大块率得到显著的降低。

矿石崩落体形态与放矿效果的关系研究

本文通过分析和试验初步认识了崩落体的形成过程及其复杂形态 ,并根据无贫化放矿理论提出了通过矿石残留体与崩落体共同构成的堆积形体与放出体尽量相符 ,以实现纯矿石总体回收最大的思想。

邻近工作面动压影响巷道围岩控制技术研究

平兴煤业15103进风巷掘巷阶段在邻近工作面采动影响下变形破坏严重,通过钻孔窥视、理论分析表明:采动影响下巷道围岩松动圈发育深度达到3.6~3.9 m,原有支护存在两帮支护强度较低、锚索锚固性能差等问题。为解决前述问题,重新设计异形锚索补强支护方案,相对于补强支护前,两帮移近量减小54%,顶底板移近量减小40%,巷道表面变形量在合理范围内,应用效果良好。

无底柱分段崩落法工业放出体的RFID技术测定方法

在无底柱分段崩落法工业现场条件下测定的放出体形态,比传统实验室试验和数值模拟测定的放出体形态更加符合现场实际,但该测定方法的难点在于低劳动强度、高回收效率的标志物及其监测系统的开发。为解决该难题,首先基于RFID无线射频识别技术,开发制备了抗爆破冲击和可高效识别的标志物。针对该标志物采用的EM9202芯片,研发并建立了标志物监测系统,该系统可准确识别标志物出现的时间及编号。最后在梅山铁矿-306 m水平4-5LS1进路第10排进行试验应用。结果表明:标志物回收效果理想,尤其对于流动性较好的3个中间测试孔,标志物的回收率达到了87%;同时监测系统运行状态良好,测试数据准确。

放出漏斗形态及脊部残留矿石高度的试验研究

针对崩落法开采矿石损失较大,在某些情况下脊部残留矿石不能回收的情况,以试验为依据,研究放出漏斗形态与地压、颗粒级配、放出矿石高度等因素的关系,以减少脊部残留矿石,提高矿石的回收率。

综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的研究

根据潞安王庄煤矿5201综放工作面实际条件,在成功实施沿空小断面留巷的基础上,提出了综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的方法及其调控技术.J型通风系统本质上是以通风方法按工作面瓦斯来源分别治理高瓦斯涌出的一种新型"一进两回(排)"通风系统,现场应用表明,利用该系统能从根本上消除工作面和上隅角局部瓦斯积聚,实现高产高效综放开采.

基于BP神经网络的沉积岩型矿山爆破开采成本的预测与控制模型

为改善新疆某铅锌矿采用无底柱分段崩落法开采的爆破效果及降低爆破开采成本,本文从该矿区特殊的地质条件和现有的开采技术水平出发,利用人工神经网络建立爆破过程中采矿成本的预测与控制模型,对单位炸药消耗量、扇形深孔排距、孔底距、崩矿步距等爆破参数进行优化试验。试验与模型预测结果表明:炸药单耗为0.85kg/m3、排距为1.75m、孔底距为2.1m、崩矿步距为5.25m时能够取得最佳效益;利用BP神经网络对采矿成本的预测与控制模型的方法,可准确地对爆破参数进行优化,为爆破开采参数优化设计提供新思路。