新集二矿承压水上开采底板破坏深度研究

为提高新集二矿1煤回采上限以及为水害防治提供依据,对新集二矿地质资料充分分析,采用UDEC 7.0进行数值模拟试验,模拟工作面推进时底板发育情况,得出工作面推进至120 m,底板达到最大破坏深度19.3 m。采用并行电法对煤层地板岩层破裂过程进行现场监测,通过观察电阻率变化趋势,判断岩体的形变过程,确定煤层采动破坏带深度为19.6 m。结果表明,数值模拟结果与电法测试结果基本一致,底板破坏带以下为底板岩层保护带,保护带以下岩层完整性较好,可以起到一定的隔水作用。研究成果对相似地质条件下的承压水上开采研究具有重要意义。

Stewart平台神经网络非奇异终端滑模控制

针对Stewart平台的六自由度(six degrees of freedom,6-DOF)轨迹跟踪问题,提出一种基于神经网络的非奇异终端滑模控制方法并应用于Stewart平台的位置姿态控制中。通过分析Stewart平台的位置反解和速度反解,建立运动学方程,利用牛顿-欧拉方程建立动力学方程,并结合加速度反解得到了平台的状态空间表达式;基于非奇异滑模面函数,设计非奇异终端滑模控制律。考虑到径向基函数(radial Basis function,RBF)神经网络的逼近特性,采用RBF神经网络对模型未知部分进行自适应逼近,并利用Lyapunov第二法设计了自适应律;通过仿真证明控制器设计的有效性。仿真结果表明,相比于比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器,提出的RBF神经网络非奇异终端滑模控制器具有更好的轨迹跟踪精度和动态特性。

板集煤矿导水裂隙带发育高度研究

板集煤矿110504工作面平均煤层厚度6.1m,属于厚煤层开采,上覆平均厚度约1.6m和75m处存在含水层,矿井安全生产受顶板含水层威胁严重,亟需开展导水裂隙带发育高度研究。本文开展数值模拟研究了覆岩裂隙演化规律,通过运用UDEC 7.0软件建立开采模型描述工作面推进过程中的导水裂隙带演化规律,得出工作面推进至50m时直接顶开始垮落,推进至70m时直接顶完全垮落、基本顶部分垮落,推进至140m时形成了明显的垮落带和裂缝带区域,推进至190 m时导水裂隙带高度达到最大值66 m,垮落带高度23 m,裂缝带高度43 m;开展了电法测试,运用网络并行电法在110504工作面轨道顺槽内进行现场实测,得出工作面应力超前影响距最大为58 m,裂缝角为69.62°,导水裂隙带最大高度73 m,垮落带高度27m,裂缝带高度46m。数值模拟结果与电法测试结果基本一致,研究成果对相似地质条件下的导水裂隙带高度研究具有重要意义。

基于Levenberg Marquardt反演的全区域勘察并行电法分析

网络并行电法已成功应用于地质体勘察,以某地区域地层勘察工程为研究对象,从基于Levenberg Marquardt反演原理及模型构建,计算过程将光滑约束模型及自适应调节阻尼因子实施电阻率数据反演,结合高效的数据采集方法获得了某地区区域深120 m范围内的探测结果,反演数据视电阻率空间分布异常区域为YC1和YC2。研究结论:探测区域揭示存在2个相对低电阻异常区,分别表现为溶洞发育区和富水地层,区域整体呈现西高东低基岩界限明显的特征,与实测钻探显示基本一致,结论可指导后期工程规划设计。

基于DSP模式的计算机图像处理算法研究

基于DSP架构模式,提出了一种CNN卷积神经网络算法,并将其运用到计算机图像处理中。研究过程中,采用DSP技术进行计算机图像获取、算法处理、算例分析和结果优化,大大提高了计算机图像算法处理质量和效率。经过算法测试验证,结果表明,基于DSP数字信号处理器搭建多DSP并行处理架构模式,采用CNN卷积神经网络算法进行计算机图像处理,能够提高图像处理精度。该算法运行时的性能较高,功能低,CPU占用率不高,且DSP计算机处理系统在多DSP并行处理架构模式下进行算法分析,系统的稳健性和可靠性高,能够适应不同规模级别下的计算机图像处理数据集的处理速度、精度、资源消耗和功率要求,可为计算机图像算法处理提供准确、高效、经济的解决方案,对于计算机图像处理算法设计和优化以及应用具有较好的实用参考价值。

基于多尺度递归定量分析的电池健康状态评估

使用美国宇航局艾姆斯研究中心数据仓库收集的随机电池使用实验数据集,提取了影响电池容量的2个特征参数。通过集合经验模态分解法将2个特征参数(温度和电压)进行分解,然后根据高、中、低频的分量特征进行叠加重构,获得重构的分量。随后通过Visual Recurrence Analysis(RQA)程序对重构分量进行分析,得到非线性特征参数—标准偏差、平均重缩放距离、递归熵。利用得到的非线性特征参数对BP神经网络进行训练,再把测试数据输入训练后的BP神经网络中进行处理,最终得到电池健康状态预测结果。

三维并行电法在边坡岩溶探查中的应用

岩溶作为复杂不良地质体在我国覆盖面较广,隐蔽性和不确定性较强,不易及时发现,从而导致地质灾害频发,严重威胁人民生命财产安全。文章采用三维并行电法对浙江余杭桃源小镇小区边坡进行探查,确定了工区范围内岩溶空间发育情况及大致空间体积。结果表明:三维并行电法对于探测溶洞的空间分布范围具有良好效果,探测结果与现场钻孔揭露情况吻合,对后续工作具有指导意义。

基于地下水渗流中地电场响应的矿井水害预警试验研究

通过建立渗流–电测模型,在渗流过程中采用网络并行电法仪进行时空域地电场参数试验,首次取得渗流中地电场参数的空间瞬态响应。以电位、电流等时线和视电阻率等时面特征为依据,发现渗流过程中自然电场在时空域均表现为上升趋势,自然电位等时线的极值点指示渗流位置,并具有超前感应能力。激励一次场电压、电流可以精确确定渗流液面与渗流速度,适合于非均匀地质体渗流规律的研究。实时视电阻率图像具备跟踪识别渗流区域和相对水量变化的能力,随着视电阻率变低,地下水渗流趋向饱和。通过对五沟煤矿的实际地电场监测,提前2 d成功预报了1013工作面底板出水,巷道自然电位极值点指示出水位置,视电阻率等时面指示出水水源层位。采用井下地电场的空间同步监测技术,可用来进行煤层底板水害的实时监测研究,在矿井突水灾害防治中具有应用前景。

多种物探技术联合探测矿井水害

为了获取受水害威胁较严重的闽西南地区煤矿探水效果及物探技术有效参数,采用矿井直流电法、网络并行电法和矿井瞬变电磁法,对福建某煤矿+40 m水平巷道掘进工作面前方进行了联合探测,并对含水低阻异常体探测结果进行了对比分析,经后期掘进验证,超前探测结果较为准确。实践表明:网络并行电法比传统直流电法超前探测效果更好;矿井瞬变电磁法对低阻含水体响应灵敏,且对高阻体(层)具有较强的穿透能力;多种物探技术联合探测,可以相互补充验证,探测精度较高。

电力网络连锁故障研究综述

电力网络连锁故障是由某一个故障引发的一系列故障过程,其后果是造成大规模的停电事故和许多关键元件的开断。由于电网故障模式较多,故障参数(包括各种连续参数和离散变量)形式各异,因此连锁故障模式的搜索和后果分析十分困难。近年来,研究人员建立了多种方法和模型,如模式搜索法、模型分析法等。综述了电力网络连锁故障领域的一些研究成果,并指出应从提高故障模式搜索速度、计及稳定性问题、采用复杂网络理论进行模型分析和连锁故障的预防控制、校正控制和紧急控制等方面进行深入研究。

双巷网络并行电法探测工作面内薄煤区范围

提出采用双巷网络并行电法探测工作面内薄煤区范围,为煤矿工作面内地质异常区探测提供新的物探手段,特别是对传统的无线电波透视难以穿透的大面宽工作面,更是有益的补充。网络并行电法采集数据方式简单,实现了整条电法测线电位数据的同步采集,显著提高了电法采集数据的效率和信噪比,可进行多种电极装置的电阻率反演。在工作面双巷中分别布置电法测线,所有电极均布置在巷帮煤壁中部腰线位置,利用网络并行电法仪采集电法数据,将双巷测站采集电法数据进行拼接,联合进行二维电阻率层析成像,可以得到工作面双巷间电阻率变化情况。根据薄煤区与正常煤体间的电性差异情况,分析薄煤区可能的电阻率表现形式,再结合已有地质资料,分析出工作面内的薄煤区及分布范围。淮南矿业集团张集矿综采工作面的探测及验证实例表明,该方法较好地查明了工作面内薄煤区的展布范围,有力地指导了工作面安全生产,并取得了显著的应用效果。

矿井采空区积水网络并行电法探测技术

随着煤矿开采深度的增加,采空区积水成为影响煤炭安全生产的重大隐患,其积水区边界的划定是有效防治采空区突水的关键。在建立采空区积水区边界模型基础上,运用网络并行电法探测技术对7130工作面采空区放水前及放水过程进行连续动态监测,获取含水异常体与渗流场、地电场之间的响应特征,以此建立积水区边界与视电阻率之间变化关系,可圈定矿井采空区积水范围。结果表明:有效富水系数为0.1226的积水区边界与网络并行电法探测技术测量得到的电阻率参数所划定的积水区边界具有很好的一致性,且可在动态监测中形成不同时段的电阻率剖面。

并行网络电法在煤层覆岩破坏监测中的应用

并行网络电法勘探现场观测数据表明,随着开采煤层上覆岩体破坏程度的加剧,其电阻率值呈上升趋势:当煤层上覆岩层视电阻率值相对于背景电阻率值增大1～2倍时为裂隙发育带;当增大3倍以上时为离层冒落带。对于全空间电阻率观测,其视电阻率值的变化主要是以突出异常为主。应用结果表明,利用并行网络电法进行煤层顶板视电阻率动态监测,可以直观反映"三带"的发育形态以及开采产生矿山压力的显现规律,为矿井安全提供有效的探测手段。

煤矿陷落柱探测的井下综合物探方法研究

并行网络直流电法因可在工作面任意布设电极,可快速实现三维电阻率探测,地震反射共偏移法原理为反射波勘探原理,采用多次覆盖观测系统开展井下数据采集;为了探查华北某煤矿西六采区陷落柱发育特征及其赋水性,确保回风上山掘进安全,基于这两种物探方法在皮带巷和轨道巷布设了两条测线,经过井下数据采集、室内资料处理与分析,得到了电阻率反演剖面和地震反射剖面,结合地质资料,对陷落柱的电性特征及结构进行研究。结果表明:陷落柱岩层连续性差,岩体较破碎;陷落柱底界发育深度超过底板60 m;陷落柱探查范围内及周围赋水性较弱。

三维直流电阻率法在水源井探测中的应用研究

水是人类生存不可缺少的重要资源,也是制约区域经济发展的瓶颈。研究区域的主要供水层为灰岩裂隙水,利用直流电阻率法寻找地下水资源,布置了2个测站,共长610 m,借助网络并行电法仪器设备WBD-GD采集数据,运用三维反演软件立体成像,根据实际需求选取了6个不同深度的水平切片,立体确定了水源井的大体位置,即既确定了水源井的平面位置,还确定了水源井的合理深度,后经验证效果显著,为山区石料厂的生产及生活提供了保障。

采用网络并行电法仪探测采煤工作面无煤区

介绍了网络并行电法仪的基本特点,并采用网络并行电法仪来探测煤矿工作面内全岩区域的范围,用以指导工作面的采煤。探测结果表明,网络并行电法仪可以用于直流电法探测,对于工作面内全岩区域的探测采用温纳四极法和高分辨地电阻率法反演都取得了明显的效果。多装置视电阻率反演的综合解释既提高了资料解释的可靠性,也体现了网络并行电法仪的优势。

网络并行电法与传统电法超前探测效果对比

网络并行电法是以分布式并行智能电极电位差信号采集方法为技术核心支撑的直流电法,其数据采集模拟地震勘探方式进行,与常规电法每次供电只能采得一个测点数据不同,并行电法每次供电可同时获得多个测点数据,是一种全电场观测技术。运用两种方法对龙岩市新罗区大弯煤矿和武平荧石矿进行超前探测试验对比研究,并经实际巷道掘进揭露验证,表明网络并行电法技术较传统电法技术效果更好,效率更高。

考虑微电网非计划解列运行的配电网可靠性评估

为分析微电网各种运行模式尤其是非计划解列运行情况下对配电网中负荷点可靠性的影响,提出一种基于改进故障模式与后果分析法的含微电网的配电网可靠性评估算法。在可靠性的评估过程中,建立开关因子模型和分区简化模型,降低含微电网的配电网的网络复杂性,减少可靠性分析的计算量;对传统的配电网潮流算法进行改进,使之适用于微电网的不同运行模式。算例仿真结果验证了所建模型的有效性,分析结果表明,微电网对配电网中不同负荷点的可靠性的改善效果具有差异性,且在提高负荷点可靠性参数方面具有选择性。

基于时空互补的电动汽车有序充电

为减小电动汽车的充电行为对区域配电网的影响,即减少配电网负荷峰值的增加。本文综合考虑不同用户类型的电动汽车在居民小区、政府部门和商业区的行驶规律、停车规律、充电需求,以实现整个区域配电网削峰填谷为目标,提出了一种在V2G(vehicle-to-grid)模式下,通过分时电价引导的不同负荷类型电动汽车从时间和空间上双重互补进行有序充电的方法。以IEEE RBTS-5系统的第1,2条10 k V线路负荷需求为例,用蒙特卡洛方法模拟了本文所提的方法,验证了时空互补有序充电的方法对区域配电网总负荷削峰填谷的有效性。

煤层顶板水渗流视电阻率响应实验研究

通过设计渗流物理模型进行室内实验,用网络并行电法技术采集渗流地电场参数,解编和计算得到视电阻率的动态响应图像,分析认为:煤层开采造成顶板岩层遭到破坏后,上覆水体通过导水裂隙带的渗流可以用视电阻率进行跟踪表达。在相同的时空背景下,随着水量的注入,低阻区的发展呈梯度状蔓延,梯度与水流方向一致。并行电法监测技术获取的视电阻率数据对于渗流场的响应是显著的。3种渗流条件下,视电阻率的变化幅度都已经达到渗流场视电阻率背景值的同一数量等级。视电阻率剖面图中,同时可以反映水的流向和到达位置。利用并行电法技术采集和处理而得到的视电阻率图像可判断煤层开采过程中顶板水情的变化,预测煤矿顶板突水危险,为矿井顶板水害的预警工作提供依据。