Prediction of flyrock induced by mine blasting using a novel kernel-based extreme learning machine

Blasting is a common method of breaking rock in surface mines.Although the fragmentation with proper size is the main purpose,other undesirable effects such as flyrock are inevitable.This study is carried out to evaluate the capability of a novel kernel-based extreme learning machine algorithm,called kernel extreme learning machine(KELM),by which the flyrock distance(FRD) is predicted.Furthermore,the other three data-driven models including local weighted linear regression(LWLR),response surface methodology(RSM) and boosted regression tree(BRT) are also developed to validate the main model.A database gathered from three quarry sites in Malaysia is employed to construct the proposed models using 73 sets of spacing,burden,stemming length and powder factor data as inputs and FRD as target.Afterwards,the validity of the models is evaluated by comparing the corresponding values of some statistical metrics and validation tools.Finally,the results verify that the proposed KELM model on account of highest correlation coefficient(R) and lowest root mean square error(RMSE) is more computationally efficient,leading to better predictive capability compared to LWLR,RSM and BRT models for all data sets.

极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制方法研究

极近距离煤层传统长壁开采,受上层遗留煤柱和采空区垮落等因素的影响,下煤层开采过程中应力环境复杂、矿压显现剧烈,易诱发巷道围岩大变形。为解决上述问题,提出了极近距离条件下巷道定向切顶–约束高强支护无煤柱自成巷控制方法。通过顶板定向预裂切顶,主动改变顶板悬臂结构,切断采空区向巷道顶板的应力传递。充分利用矿山压力和岩体碎胀特性,取消煤柱留设,结合高强支护加强巷道顶板整体性,共同实现切顶自成巷。建立了极近距离煤层开采覆岩结构模型,计算了下煤层切顶自成巷巷旁支护阻力。以典型极近距离煤层为工程背景,开展了不同开采方法的数值试验对比研究,结果表明,提出的自成巷控制方法使巷道围岩应力降低59.8%,巷道顶板变形减少70.8%,并明确了极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制机理。在此基础上,开展了典型极近距离煤层工程设计及现场应用研究,结果表明该方法有效降低了矿压显现程度,保证了自成巷的安全稳定控制。

基于PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测

为探索水下柱形装药结构、爆距等参数与水下柱形装药峰值超压的关系,将装药样本数据视为二维数据,建立粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、一维卷积神经网络(1D Convolutional Neural Network,1DCNN)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)的水下柱形装药峰值超压融合预测算法。采用相关性分析与数据可视化方法,分析装药结构参数、爆距与峰值超压之间的关联关系。设计1DCNN深度网络挖掘不同长径比、爆距等参数与峰值超压之间的纵向时序关系。运用XGBoost算法寻找装药结构参数、爆距与峰值超压之间的横向非线性关系,提升小样本数据的预测精度。使用PSO算法优化1DCNN和XGBoost的超参数,获得最优算法结构。研究结果表明,在包含10种智能算法的对比实验中,PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测算法在精度、稳定性、拟合程度上均高于其他模型。

考虑风险和碳交易机制的微电网分布鲁棒优化调度

提高微电网风电的消纳能力是实现双碳目标的重要手段。该文构建了一种考虑极限场景和净负荷条件风险价值的微电网低碳分布鲁棒优化模型。首先,针对源-荷不确定性构造基于Wasserstein距离的概率分布模糊集,并考虑极限场景修正该模糊集,以提高模糊集的鲁棒性,减少场景数目,提高求解效率。其次,以包括供能成本、阶梯式碳交易成本和风险成本的微电网日运行成本最小为优化目标,建立分布鲁棒优化调度模型,并利用分段线性近似法和对偶理论将模型转换为线性规划问题求解。最后,通过算例仿真进行验证,结果表明,考虑极限场景的分布鲁棒优化方法具有较强的鲁棒性;引入阶梯式碳交易成本可以有效减少微电网的碳排放量,并提高风电的消纳能力;净负荷条件风险价值可以有效平衡微电网运行的经济性与风险性。

面向光伏集群扩展规划的两阶段分布鲁棒优化

随着双碳目标的深入推进,可再生能源的渗透率逐年攀升,其消纳问题备受关注。分布式可再生能源集群是一种消纳可再生能源的新模式,在规划时需要着重考虑源荷不确定性的影响。以分布式光伏集群新增光伏并网规划为背景,计及源荷的不确定性,提出了一种基于两阶段分布鲁棒优化的光伏集群扩展规划方法。考虑规划阶段和运行阶段侧重的不同,建立了以年等值成本最小为目标、考虑机组出力约束和电网承载能力的两阶段分布鲁棒优化模型。为了提高计算效率,结合K-means聚类和极限场景法对区域分布式光伏和随机负荷的历史数据进行削减和修正,并基于修正后的场景集构造了基于Wasserstein距离的概率分布模糊集。接着采用列和约束生成算法将建立的两阶段分布鲁棒优化模型分解为主问题和子问题,通过主问题和子问题的迭代进行求解,进一步提高了求解效率。其中,为实现子问题的求解,引入了拉格朗日对偶法将子问题转化为确定性优化问题。最后,以某分布式光伏集群为例开展算例分析,结果表明:所提的基于两阶段分布鲁棒优化的光伏集群扩展规划方法可以有效协调规划运行方案的经济性和鲁棒性,根据历史场景集的大小和可靠程度可以灵活调整模型控制参数以满足多种工程应用场景下对可靠性和经济性的不同需求。

基于极限学习机模型参数优化的光伏功率区间预测技术

提出一种基于极限学习机(ELM)模型参数优化的光伏功率区间预测技术.首先,提出加权欧氏距离作为光伏功率预测区间评估指标,筛选历史样本单元并优化ELM训练集;然后,提出ELM参数混合寻优算法,利用精英保留策略遗传算法与分位数回归优化ELM模型隐层输入及输出权重与偏置参数,并采用训练后的模型预测光伏功率区间;最后,基于光伏电站与气象站历史数据构建实际算例,预测光伏功率区间,并与其他方法得到的结果进行对比.算例结果表明:所提方法在增加区间预测可信度的同时,能较大程度提高区间预测准确度.

甜水堡煤矿煤巷支护参数与设备工艺优化研究

目前巷道快速掘进技术研究主要针对巷道快速掘进的影响因素、设备优化等,对巷道空顶距、支护参数、施工工艺联合优化的研究较少。针对该问题,以甘肃省环县甜水堡煤矿2号井1309工作面回风巷为研究对象,对煤巷支护参数与设备工艺优化方法进行研究。分析了巷道掘进各工序的用时特征,得出掘进、永久支护、临时支护用时最多,占比分别为25.3%,49.9%,6.2%;以耗时最长的3个工序为重点优化方向,构建了掘进工作面空顶区顶板力学模型,得出掘进工作面理论最大空顶距为2.32 m,考虑现场受设备、地质、工艺等因素影响,确定空顶距为2.0 m;根据不同支护方案下巷道围岩应力、变形、塑性区的分布特征,结合巷道高效掘进需求,确定最佳锚杆间排距为800 mm×1000 mm。结合巷道实际的地质条件,配套优化了掘进设备、临时支护工艺与施工工艺。现场试验结果表明,优化后最大日进尺由8 m提高到10 m,巷道掘进速度提高了25%;巷道围岩变形基本处于稳定状态,最大变形量为226 mm。优化方案不仅保证了巷道的安全稳定,还显著提高了巷道的掘进速度。

凸域内的平均随机弦长及其极值

为研究在不同随机意义下平面凸域内的平均随机弦长问题,以圆域、正三角形域、矩形域、正方形域为例,用定义法得到这些凸域内的各平均随机弦长。用弦幂积分及其不等式,讨论了任意凸域内5种平均随机弦长的极值问题,并建立了相应的不等式。在此基础上,提出了2个猜想。

极近距离煤层群下煤层开采巷道支护技术研究

极近距离煤层群开采导致下煤层顶板破坏严重,支护难度增大。为了研究下煤层巷道顶板支护最佳方案,以甘庄煤矿11和14号煤层开采为背景,通过岩石力学实验、现场窥视和理论计算得到了巷道的理论支护方案,采用数值模拟的方法对理论支护参数进行模拟分析,并在现场展开监测。研究表明,14号煤层理论计算支护参数为锚杆φ18 mm×2 000 mm的螺纹钢,间排距1 200 mm×1 100 mm;锚索φ15.24 mm×4 000 mm的钢绞线,间排距为2 400mm×1 100 mm,根据巷道垂直应力和垂直位移云图得到最优支护方案,并进行现场监测验证。该研究为后续巷道的支护提供了理论依据,并为类似地质条件提供了一种解决方案。

单圈图的Steiner k-general Wiener指数

对于连通图G,当3≤k≤n-2时,图G的Steiner k-general Wiener指数定义为SW_(k)^(m)(G)=∑S■V(G)|S|=kd^(m)(S),(m≥1),其中d(S)表示点集S的Steiner距离,即图G中包含点集S的最小连通子树的边数.给出了单圈图的SW_(k)^(m)(G)下界,并得到对应的极图.

空间点过程理论在极端气候事件中的应用研究

该文定义了12种极端温度事件和6种极端降水事件,将基于空间点过程理论的k阶最近邻距离丛集点提取算法应用于极端温度和极端降水事件的研究,给出了极端温度和极端降水事件区域群发性站点的检测流程;采用多年平均的疏密差异比R和有效率η两个指标,对所定义的各种极端气候事件的区域群发性进行了有效性检验,结果表明:k阶最近邻距离丛集点提取算法适用于极端气候事件的区域群发性研究,并进一步阐明了极端气候事件区域群发性的物理含义。

关于图的直径和平均距离(英文)

图的直径和平均距离是度量网络有效性的两个重要参数. Ore通过图的顶点数和直径给出无向图的最大边数.Entringer,Jakson,Slatezr和Ng,Teh通过图的顶点数和边数分别给出无向图和有向图平均距离的下界.该文提供这两个结果的简单证明,给出有向图类似Ore的结果,并通过图的直径改进Entringer等人的结果到更一般的情形.结合本文和Ore的结果,可以得到一个无向图和有向图平均距离的下界,它比Plesnik得到的下界更好.

一种改进的基于距离变换的图像目标轮廓插值方法

本文提出了一种改进的基于欧几里德距离变换的图像目标轮廓插值方法。首先由获取的层间间距相对较大的序列断层图像,经由对图像中目标的轮廓跟踪和对图像中目标的区域填充获得图像目标的轮廓图和区域图,采用欧几里德距离变换求取该序列断层图像目标轮廓的距离图,运用逆距离加权平均线性插值方法求得相邻图像中目标的距离图之间的轮廓图像。运用本文方法得到的中间插值轮廓过渡平滑,并且能够很好地解决极端凹轮廓之间的中间插值轮廓问题,本文的方法具有较高实际应用意义。

极近距离煤层同采工作面合理错距的确定

结合天悦煤矿4.0 m极近距离煤层赋存特点,通过现场矿压监测得出上下层煤支承压力分布规律及围岩破坏特点。并对下层煤提出减压区开采和稳压区开采2种开采方式,最终通过理论分析及数值模拟方法综合对比研究,确定合理错距。

改进小生境遗传算法在电力系统无功优化中的应用

利用改进小生境遗传算法进行了电力系统无功优化计算。算法主要做了以下改进:设置个体之间的距离判别标准L为动态函数,保持了群体的多样性;采用最优保存策略保证算法的收敛性;采用局部最优徘徊策略作为辅助终止原则,避免陷入局部最优情况。对IEEE30节点算例系统进行了无功优化,并对优化前后各项技术性能指标进行了分析,说明了改进小生境遗传算法在保持解的多样性、提高搜索效率和优化效果等方面都具有良好的性能。对某县级配电网进行了仿真计算,仿真结果证明了所提算法的有效性。

图直径与平均距离的极值问题研究

通过研究图直径、平均距离、阶数与规模之间的约束关系 ,给出了Ore定理的一个简单证明 ,并将其推广到了有向图形式 .提出了k直径图平均距离的下界定理 ,此定理结合Ore定理可得到只依赖于阶数和直径的图平均距离的下界 ,该下界好于Plesnik下界 .

纵深大区域煤层群开采覆岩活动规律相似模拟

以大同矿区"双系"煤层群协同开采为工程背景,相似模拟实验研究了纵深大区域煤层群开采覆岩位移、裂隙及应力演化分布规律。结果表明:侏罗系近距离煤层群采用刀柱式与走向长壁式开采交错布置方式,形成不同的组合开采模式,表现出不同的覆岩破断特征,应力集中现象突出;石炭系特厚煤层开采致使覆岩大面积垮落,与上部侏罗系煤层群形成了复杂的多层采空区连通状态,且受侏罗系煤柱叠加应力影响,工作面来压频繁、覆岩活动剧烈。纵深大区域煤层群覆岩应力应变形态作为耦合时变系统,随煤层开采经历了"平衡—失稳—平衡"循环变化过程。

近距离采空区下特厚煤层综放开采可行性研究

根据龙王沟矿煤层赋存条件及上覆岩层力学性质,研究近距离煤层上覆6上煤层已采对下覆6煤特厚煤层综放开采时支承压力的影响,进行了物理相似模拟实验研究。从围岩应力场分布角度对上覆已采煤层对下覆煤层综放面作用机理进行了分析。研究认为:该条件的近距离采空区下特厚煤层综放面在开采过程中,强矿压发生频率高,发生第二次周期来压后,每次周期来压发生时支架工作阻力超过模拟支架量程,达到24000k N以上,最大82952k N,对工作面危害大,支架上方顶煤破坏严重,煤壁片帮严重,支架超载、压架现象频繁,严重影响工作面的正常生产,所以采用垮落式采煤方法开采6上煤之后在采空区下一次开采21m厚的6煤,研究认为目前不可行。

深部极软弱围岩长距离回采巷道支护技术研究

深部软岩巷道围岩控制一直是矿业领域研究的一大难点。根据新安煤矿1207工作面回采巷道实际情况,运用理论分析和数值模拟的方法,确定了巷道全断面采用长短锚索"两短一长"耦合支护技术,通过对回采巷道顶板钻孔的实测,验证了可以有效控制顶板下沉,满足安全生产的要求。

互感线路接地距离Ⅰ段超越影响分析及其整定策略

为防止互感线路接地距离Ⅰ段超越,分析电网运行方式对接地距离Ⅰ段的影响,确定定值边界十分必要。文章在互感线路测量阻抗分析完整模型的基础上进行分析,提出了接地距离Ⅰ段可能超越的3种极值工况模型。针对各极值工况对模型中各因素影响互感线路接地距离Ⅰ段测量阻抗的机理进行定性分析,确定求取测量阻抗极值的简化模型并解析定量求解极值,得出在极端情况下,接地距离Ⅰ段测量阻抗理论上可趋于0。利用整定软件进行算例仿真,验证了理论推导的正确性。根据极值工况模型,结合电网中实际典型工况提出了互感线路接地距离Ⅰ段在不同工况下的取值策略,以及统一整定为0.4倍线路正序阻抗的简化整定策略,从而提高了接地距离Ⅰ段定值的适应性。