高聚物注浆修复的面板堤坝探地雷达波场特征分析

针对高聚物注浆修复堤坝面板脱空病害的修复效果问题,依据实际堤坝面板层间结构和材料介电参数,基于时域有限差分法和完全匹配层边界条件建立了高聚物注浆修复面板脱空堤坝的探地雷达电磁波计算模型,分析了雷达中心频率、面板脱空修复程度及脱空区域大小、面板厚度及配筋等因素对高聚物注浆修复面板脱空堤坝探地雷达波场特征的影响。结果表明:随着激励源中心频率增大,探地雷达剖面图分辨率逐渐增加;随着脱空区域长度增加,探地雷达剖面图中产生的水平状界面反射波增长;随着脱空区域深度增加,探地雷达剖面图水平状反射线之间时间间隔逐渐增大;随着堤坝面板厚度增加,在面板脱空修复区域绕射波和衍射波幅值减小;探地雷达发射的电磁波遇到钢筋时将产生能量较强的绕射波,强绕射波将脱空区域上下分界面的反射波分割开,难以判断反射波的水平长度。根据高聚物注浆修复面板脱空堤坝的探地雷达波场特征,能有效判断堤坝面板脱空区域的高聚物注浆修复效果,有助于解释实际堤坝面板高聚物注浆修复效果的探地雷达图像。

特厚煤层工作面煤厚变化电磁波透视响应特征

目的为掌握煤厚变化对特厚煤层工作面电磁波透视探测的影响,以准确圈定地质异常区,保障工作面安全高效生产。方法根据煤层工作面地质条件,利用三维仿真软件,对煤厚变化进行了电磁波透视数值模拟,并结合工作面探查实例进行了分析。结果0~20m煤厚范围,随煤厚减小,电磁波透视场强值呈抛物线下降趋势,可分为缓慢降低(煤厚≥9m)、明显降低(9m>煤厚≥5m)和快速降低(煤厚<5m)3个范围。煤厚10m以上的工作面适合于依据相对煤层变薄程度和变薄区煤厚来分析透视电磁波响应:变薄程度>1/3正常煤厚且煤厚<8m的薄煤区有明显响应,变薄区煤厚越小,透视电磁波场强降低越显著。煤厚10m以下的工作面,可以仅依据相对煤层变薄程度分析透视电磁波响应:变薄程度>1/4正常煤厚的薄煤区有明显响应,变薄程度越大,透视电磁波场强降低越显著。陕西金源招贤矿业有限公司特厚煤层1304工作面探测实例表明:正常煤厚变化及薄煤区的电磁波响应特征与数值模拟结果一致;工作面物探圈定的落差1m以上断层及薄煤区范围,与实际揭露范围相吻合。结论利用煤厚变化电磁波响应特征能够可靠地探查特厚煤层工作面地质异常区范围。

高效铣刀后刀面摩擦应力波传播与衰减特性

高效铣削加工过程中,受高频、断续切削载荷作用,铣刀与工件接触角度、姿态频繁变动,使得刀工界面相对摩擦力及其引起的应力波传播、衰减过程动态变化,导致高效铣削过程摩擦磨损、磨损寿命难以准确识别及预测。构建刀齿误差和铣削振动影响下的铣刀-工件动态接触关系模型,解算铣刀刀齿后刀面摩擦力,根据一维弦线理论,提出刀齿后刀面摩擦应力波传播距离、变化速率与衰减率的解算方法。结果表明,靠近刀尖处应力波峰值和变化速率更大,高效铣刀摩擦应力波衰减过程呈偏态指数型衰减。应力波解算方法的关联度验证结果表明,刀齿后刀面特征点能量与试验累积磨损深度的关联度大于0.8,验证了模型的准确性。

基于大型物理模型试验的高位滑坡涌浪坝面爬高时空分布特征分析

对库坝区高位滑坡涌浪坝面爬高的时空分布特征研究是大坝工程设计和工程安全的重要课题.本文针对澜沧江GS水电站梅里石H_(3)滑坡开展了大型三维物理模型试验,探究了不同滑体方量和弗劳德数下涌浪坝面爬高时空分布特征.研究结果表明,坝面上各测点涌浪爬高的首波波形具有一致性,波动周期也基本相同,但在次波之后波形发生改变并出现较大差异.通过多元线性回归分析,对滑体方量、弗劳德数与滑坡涌浪坝面爬高之间的关系进行经验拟合.通过坝面涌浪爬高公式的逆推,确定了坝前首浪入射角度,并将计算结果与试验资料对比,进而确定了坝面首浪入射方向.滑坡涌浪的坝面爬高存在相异性的特点,位于首浪入射方向上的测点坝面爬高高于偏离首浪入射方向的测点坝面爬高,且首波入射角度越大,坝面爬高相异性越不明显.

开元矿业采煤工作面地质构造探查物探方法研究

开元矿业地质条件复杂,地质构造对工作面回采影响较大,井田内断层、陷落柱发育,是影响该矿生产的主要地质因素,破坏了可采煤层的完整性,减少煤炭资源储量,在生产中要加强对地质构造的探查。针对这一情况,本文以开元矿为研究对象,分别对该矿9101工作面和9403工作面采用无线电波坑道透视和槽波地震的方法进行探查,并圈定了异常区。根据工作面后续开采情况可知,圈定的异常区与实际揭露的断层和陷落柱等地质构造基本一致,说明地质物探工作及时指导了工作面的布置及回采,为矿井安全生产提供技术保障。

槽波坑透技术在隐伏地质构造探测中的应用

工作面回采是煤矿生产的重要环节,隐伏地质构造对工作面回采存在安全威胁,而精准的探测技术能提前了解隐伏地质构造并制定安全措施。以王庄煤矿7106工作面为例,采用槽波地震勘探和无线电波坑道透视手段,探测隐伏地质构造。利用槽波和无线电波在不同介质中传播的差异性圈定了5处隐伏地质构造异常区域及其分布范围。

带压开采工作面综合勘探技术和施工治理的应用研究——以内蒙古不连沟煤矿F6226工作面为例

不连沟煤矿位于准格尔煤田的北部。由于F6226工作面的部分煤层在奥灰水水头以下,需要进行带压开采,必须对潜在的顶板砂岩裂隙水和底板奥陶系灰岩岩溶裂隙水导水构造进行采前探查,并对导水构造实施治理。在探查工作中,利用瞬变电磁法在工作面顶板发现2处低阻异常,均为断裂影响形成岩石破碎,相对富水;经钻孔验证均未出水,预测在回采作业中只会产生局部淋水,不会出现大规模涌(突)水。音频电透视探测发现煤层底板中有4处低阻异常,槽波地震探测共探查出13条断裂和1处地质异常;对异常验证的25个钻孔注浆处理后,最大出水量为0.3 m^(3)/h,并未见到岩层的错乱等异常现象。评价认为,基本可以排除F6226工作面范围内煤层顶板砂岩水和底板奥灰水涌(突)水的可能性。

槽波透视勘探技术在探查煤矿采煤工作面内部地质构造中应用研究

以某煤矿8102里工作面为例,基于工作面勘探工作任务和地球物理特征,合理制定槽波透视勘探技术在工作面内部地质构造任务探查中应用时的施工方案,分析槽波透视处理成果,综合解释工作面内部地质构造,指出工作面内部地质异常区域和煤层厚度变化趋势。

基于槽波勘探技术的构造区预注浆加固技术

为解决岳城煤矿5307工作面过构造影响区域冒顶漏矸、推进困难的问题,采用槽波地震勘察技术对工作面内煤层发育及隐伏构造赋存情况进行探查,提出在顺槽巷道进行深孔预注浆加固破碎煤岩体。现场应用结果表明:通过槽波地震勘探与深孔预注浆加固联合技术的成功应用,液压支架与顶板接触状态得到明显改善,支架稳定性明显增强,构造影响区域工作面推进度明显提升。

文家坡煤矿工作面防治水安全技术应用

断层是煤矿回采期间煤层顶板水害的主要涌水通道之一,在煤层回采之前,应查清工作面内构造分布情况,槽波地震勘探成为煤矿采前构造探查的重要技术手段。彬长矿区文家坡煤矿4102工作面位于该煤矿41盘区东侧,为41盘区第2个回采工作面,根据巷道掘进期间实际揭露地质资料显示,该工作面断层比较发育,可能影响工作面的正常回采,断层延伸至工作面内长度目前尚未清楚。故利用槽波透射法探测彬长矿区文家坡煤矿工作面断层的发育情况,结果表明此方法效果良好,查明工作面内发育的4条断层基本延展情况,为煤矿防治水害提供一定的科学依据。

综采工作面煤厚变化电磁波透视探测响应

综采工作面常有较大的煤厚变化,影响煤炭安全高效生产,需要在回采前探测煤厚变化情况。为掌握煤厚变化对电磁波透视探查的响应特征,采用仿真软件,建立了工作面三维模型,对不同煤岩电阻率比值的煤厚变化进行了电磁波透视探测模拟。结果表明:随煤厚减小,不同煤岩电阻率比值的透视场强值均呈抛物线型下降,说明煤厚越小,电磁波透视能力越差;同一煤厚值,煤岩电阻率比值越大,透视场强值越大,能够透视的距离越大;煤厚8 m以下工作面,场强变化率大,煤厚变化引起的场强值变化明显,可以仅采用相对煤厚变化解释地质异常变化情况;煤厚8 m以上工作面,场强变化率值相对较小,煤厚变化引起的场强值变化不明显,不能仅采用相对煤厚变化解释地质异常区,应结合煤岩电阻率比值和正常煤层厚度,根据煤厚场强变化率来确定恰当的煤厚变薄值来圈定地质异常区。陕西金源招贤矿业有限公司1305工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从16.4 m减薄到11.2 m,平均场强变化率为1.2338 dB/m,反映特厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值缓慢降低。淮河能源集团张集矿1610A工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从5.8 m减薄到2.0 m,平均场强变化率为3.7038 dB/m,反映厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值快速降低。研究结果可以合理地判识薄煤区范围以及煤层变薄程度,可靠地圈定地质异常区。

基于InSAR及综合物探方法的道路塌陷分析

城市道路塌陷是近年来被关注的重点问题,涉及城市道路地下管线、水及土质等多种因素,具有隐蔽性、突发性和破坏性,因此及时探测排查隐患十分必要。目前已有多种物探手段可用于城市道路塌陷的探测。本文以西宁市部分街道为例,通过InSAR技术对其进行大范围普查,对出现沉降异常的重点区域采用地质雷达法、高密度电法、面波法等综合物探的方法进行探测,以弥补单一物探的不确定性和局限性,最后利用钻探的工程手段,针对不同物探方法的优缺点,建立了由面到线、由线到点、由浅至深、因地制宜的隐患排查系统,具有高效、低成本的优点。进一步探索适用于青海湿陷性黄土地区城镇道路的精细化探测手段,经验证可行性良好,可为预防道路塌陷提供更科学的依据。

基于TSP纵波的隧道地质异常体快速识别方法

在隧道超前地质预报中,TSP隧道预报系统广泛应用于探测隧道施工掌子面前方地质异常体,并取得较好的应用效果,其数据处理软件包能较好地完成数据采集、处理及结果评估。但是,TSP系统数据存储未采用SEG统一标准格式,也未公开数据格式,用户针对TSP数据处理开发的软件较少。针对这种情况,提出基于纵波资料的隧洞前方地质异常体的快速识别方法:采用小波变换对纵波信号进行时变高截滤波,消除时变的高频干扰;利用剪切波变换较好的时频聚集性和方向表征性来分离有效波,利用基于多道最大熵魏格纳-威尔分布改进方法获取TSP纵波资料高精度时频谱;对高精度时频谱提取各采样点的振幅对数衰减梯度,实现掌子面前方地质异常体的快速识别。识别方法在岩体较完整的花岗岩段开展预报应用,其结果显示存在频率异常峰值,与隧道开挖揭示花岗岩富水张性节理发育一致,说明识别方法简单有效,值得进一步推广。

极不规则工作面下的常用物探方法设计及施工

煤矿生产过程中遇到地质复杂区域,为避免煤炭资源浪费,在工作面的设计过程中,可能采用沿断层走向掘进巷道,产生极不规则的工作面。本文以东庞矿2913工作面为例,阐述了几种常用物探方法的探测原理和设计方法、注意事项。确保了工作面在防治水工作中的安全要求,为极复杂形状工作面中的物探设计提供了一些借鉴。

生成式方法在戴面罩热红外人脸识别中的研究

随着人工智能技术的发展,可见光人脸识别大放光彩。但是可见光无法解决面部有遮挡的问题,因此限制了它在国家安全方面的应用范围。因为可见光无法透过遮挡物从而被相机接收,所以丢失了大量信息。现实中如果佩戴面罩,鼻子、嘴巴、脸颊等大部分的特征将会丢失,则会导致可见光人脸识别的识别率大大下降。而热红外技术有解决该问题的可能,因为人脸散发的热量可以透过面罩,被热红外相机获取。首先提出了一种面罩检测的神经网络,通过对目标检测方法进行改进,设计并实现了适用于热红外戴面罩检测的算法。实验表明,上述方法在保证检测精度的同时,具有更快的检测速度。在研究构建的数据集上,mAP为96.5%,Fps为38。其次,被面罩遮挡后,鼻子嘴巴等热可以透过面罩,并在热红外图像中有体现。利用佩戴面罩和未佩戴面罩的数据作为样本训练对抗生成网络,训练一个可以去除戴面罩样本的网络。最后提出一种九宫格损失函数,用于对去面罩后的人脸进行识别的方法。上述方法在采集86名志愿者戴面罩和未戴面罩的中波红外图像数据库中,进行了识别验证,识别率为89.68%。还提出了将来的工作方向,包括戴口罩人脸识别的研究。

考虑陀螺效应的面齿轮振动特性分析

为提高面齿轮传动系统的动力学特性,建立考虑陀螺效应、包含时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、支撑刚度和阻尼等参数的非线性动力学模型。采用欧拉单步法对非线性动力学方程进行求解,分析模型计算结果的准确性和合理性。分析面齿轮传动系统啮合线位移、啮合力以及面齿轮和圆柱齿轮振动位移与时变啮合刚度幅值系数变化之间的关系,并通过两齿轮质心坐标平面相图得到两齿轮质心的振动情况。

双频透射无线电波勘探方法及应用研究

煤层可作为高频电磁波的导波层,无线电波透视技术适用于工作面煤层内的地质构造探测。目前无线电波透视法通常采用单一频率进行探测,在煤层工作面勘探过程中常存在频率选择不当和探测精度不足等方面问题。为此,提出了双频透射无线电波勘探方法。基于理论分析,利用双频透视场强数据和衰减系数参数,推导了基于双频无线电波测量数据的煤岩介质吸收因子γ计算公式;采用有限元数值模拟方法,模拟并分析了无异常构造煤层和含断层煤层工作面两种工况。实验结果表明:利用双频法计算得到的吸收因子对煤层地质异常的响应更加敏感,验证了透射无线电波勘探方法的有效性。通过比对现场试验数据及回采钻探结果,再次验证了双频吸收因子γ对地质异常的响应特征优于单频衰减系数。研究结果表明,双频法可提高煤层工作面无线电波探测地质异常的效果,为无线电波精细化勘探和矿井地质透明化提供一个新的方法和思路。

无线电波透视法在何家塔煤矿50106工作面的应用

为保证何家塔煤矿501盘区50106工作面的安全开采,利用无线电波透视法探测50106工作面、其上部异常地质构造及其含水层富水性的垂向及平面分布,为该工作面的防治水设计提供地质依据以及技术支撑。基于50106工作无线电波透视探测反演的实测场强曲线图、实测场强分布图和SIRT反演吸收系数(CT成像)图共同圈定了工作面内3处异常范围分布,推断YC01(850~1000m)、YC02(1300~1900m)和YC03(2950~3970m)异常为冲刷带导致煤层变薄引起的。巷道掘进地质资料表明,YC01和YC02异常所在位置无断层等构造反映。研究表明,采用无线电波透视法可以较好地揭示回采工作面地质构造及其上部顶板不同深度范围的电性异常特征,是保障矿井工作面安全高效生产的有效技术。

巨厚煤层变薄区槽波地震勘探技术

煤层厚度的剧烈变化严重制约综放工作面正常回采,为有效查明煤层厚度变化大且没有规律、难以有效查明问题,查阅文献针和回采工作面煤层实际情况,利用透射槽波穿过煤厚变薄区时能量衰减明显原理,因此可以利用槽波能量衰减成像技术对煤层厚度变化进行探查。采用地震槽波透射法对40302工作面进行煤厚探查,结果表明通过理论频散曲线分析、频率域提取旅行时、层析成像和煤厚拟合,绘制煤层等厚线图,经回采验证,回采过程中揭露的煤层厚度与本次勘探成果基本一致,为制定矿井月度生产计划和尽量多回收资源提供了依据。

长走向大采宽回采工作面断层构造探查预测研究

随着煤炭开采向矿井深部延伸,地质构造愈加复杂,加之长走向大采宽回采工作面的布置,工作面内部隐蔽致灾因素对工作面安全高效回采带来一系列的安全隐患,地质保障技术必须进一步提升。本文根据吕家坨矿6272回采工作面实际工作经验,从基础资料的综合分析、加强物探钻探手段的应用以及强化现场跟踪观测等方面入手,总结并提出了长走向大采宽回采工作面内部隐蔽致灾因素探查预测防治思路。