粗集料形态特征及含量对沥青混合料压密行为的影响

为探究粗集料形态特征及颗粒含量对沥青混合料压密行为的影响规律,利用智能颗粒对车辙试验进行测试,获取颗粒力学和运动响应数据,通过三维激光扫描设备及图像处理技术构建了不同形态特征的粗集料轮廓,利用离散元方法建立沥青混合料的车辙数字试件。对数字试件开展虚拟车辙试验,借助智能颗粒测试结果对模型预测精度进行校验,利用高精度模型研究粗集料形状及含量对混合料压密行为的影响规律,以数字试件内部应力与颗粒位移来评价混合料的抗变形性能,以单一集料平均接触点数量与力链大小为量化指标进行骨架接触特性分析。结果表明:智能颗粒测试结果能够有效验证预测模型的精度,加速度幅值实测与预测最大差异为0.0215 g;在车辙虚拟试验中,由立方体状集料成型的试件,其内部应力高于含其他形状集料的混合料,且具有较小的迁移自由度,在集料含量为40%时颗粒竖向及水平位移仅为3.65 mm、1.89 mm;集料含量会影响沥青混合料压密行为,沥青混合料抗车辙变形性能及骨架接触特性随立方体状集料含量的增加而提高,而当针状、片状或针片状集料颗粒含量大于20%时,性能出现明显衰变。

煤炭工业发展关键技术突破与超级煤矿建设

为了发展煤炭领域先进生产力,助力煤炭工业高质量发展,研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程,分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程,创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法。系统阐述了我国综采技术装备发展历程,研发了最大采高10 m的超大采高综采成套装备,以及最大支护高度7.0 m的超大采高综放成套装备,解决了西部矿区浅埋深、坚硬、厚及特厚煤层安全高效开采技术难题。系统分析了我国主要煤炭产区煤矿智能化建设现状、关键技术、取得的建设成效及存在的主要问题,提出了智能化超级煤矿的定义、特征及内涵,研究了典型超级煤矿建设成效与经验,并从标准体系、数据体系、技术体系、管理体系、生态体系建设等方面阐述了未来煤炭工业主要发展方向。

抛石丁坝块石走失监测分析

抛石丁坝服役过程中的块石走失如维护不及时将导致丁坝丧失整治功能。针对水下块石走失过程难以实时观测的问题,提出智能块石监测方法。利用水槽概化模型试验,测量丁坝不同部位块石运动加速度和流速数据,试验数据与人工观察结果吻合,智能块石监测方法可靠。试验结果表明,块石受湍流作用会产生非线性振动过程,块石振动加速度的概率分布符合正态分布,继承湍流波动的随机性。提出的监测方法为抛石丁坝维护时机的选择提供依据,并为深入研究丁坝损毁机理和泥沙起动问题提供重要参考。

基于5G+云边端协同技术的采煤机智能调高调速控制系统设计与应用

当前采煤机控制系统难以应对井下工作面复杂工况,采煤机智能调高调速控制的实现面临三大技术难题:传统4G、WiFi等无线通信技术的数据通信能力不足、集中式云计算平台的数据处理协同性低、割煤控制需要较多的人工干预辅助。为促进采煤机以及整个综采工作面的智能化发展,从解决采煤机5G通信、云边端协同、智能调高调速控制等关键技术出发,研制了一种基于5G+云边端协同技术的采煤机智能调高调速控制系统,对系统采用的5G通信技术和云边端协同技术进行了详细阐述,对采煤机智能调高调速控制系统的硬件平台和通信网络进行了介绍。采煤机智能调高调速控制系统采用基于特征级融合和决策级互补的多模态融合煤岩分布识别模型,并且在煤岩分布识别技术的基础上通过“记忆割煤+煤岩分布识别干预”的采煤机智能调高调速控制策略进行截割控制。在神东保德煤矿81309工作面对该控制系统进行了为期2个月的应用测试。测试结果发现:采煤机实时通讯丢包率约为0.003%,采煤机到集控中心之间的端到端平均通信时延下降了75%,采煤机滚筒故障率下降了约42%,前部刮板输送机煤炭混矸率下降了42.9%,验证了该采煤机智能控制系统及硬件平台的实用性及可行性。该项工作提高了采煤机控制的智能化程度和可靠性水平,能够进行推广与应用,促进综采工作面的智能化发展。

某金矿采矿方法的优化选择及岩石力学的分析

金矿采矿方法的优化关键在于岩石力学分析的应用。充填材料的选择、浆体浓度调整、充填作业及时性和接顶高度,以及进路布置与回采方式的考虑,均基于岩石力学原理。同时该分析有助于控制地压、降低围岩变形风险、提高安全性。此外岩石力学分析还能够评估围岩稳定性,充填材料性质,以及充填体作用力,为充填工程提供科学指导。这些观点凸显了岩石力学在金矿开采中的关键作用,为优化采矿方案提供了实质性支持。

基于磁场梯度定位的边坡变形监测原理

现有边坡变形传感器易受雨水、泥石流、滚石等环境的影响,且在深部变形监测时,存在仪器布设较繁琐的问题。基于磁测的原理,采用磁性标签制作智能石头,通过磁力梯度仪和智能石头建立边坡变形监测系统。采用Levenberg-Marquardt算法(LM算法)改进遗传算法,实现基于磁场梯度的磁性目标(智能石头)定位,避免磁性目标的磁感应强度与地球磁场分离的问题,同时解决了一般优化算法的收敛性。此算例中,基于磁场梯度定位的边坡位移监测精度达到0.01m,在实际的边坡监测中,其精度可通过增大智能石头的磁矩、改变磁力梯度仪的位置进行调整。

基于磁测的边坡深部大变形监测方法

现有边坡深部变形监测仪器易受雨水、泥石流、滚石等环境的影响,仪器布设较繁琐,且无法监测边坡深部滑移的中后期变形。基于磁场定位理论,采用磁性物质制作智能石头,在边坡深部布置智能石头,通过智能石头和全张量磁力梯度仪建立边坡深部大变形监测系统。基于磁场梯度张量缩并定位对智能石头进行三维定位,实现边坡深部的中后期大变形监测。针对全张量磁力梯度仪的精度和地球磁场梯度的影响,由三维磁感应强度和磁场梯度的分析,其有效监测距离为35 m;在磁场定位试验中,监测精度为0.06 m。可为磁测在边坡深部大变形监测的进一步研究和应用提供参考。

基于磁场梯度张量缩并的岩石断层剪切滑移监测方法

现有的岩石断层剪切滑移监测方法不易直接测量沿剪切滑移方向的变形,仪器布设较繁琐,且无法监测岩石断层剪切滑移的中后期变形。基于磁场定位理论,采用磁性物质制作磁性智能石头,在岩石断层两侧的岩体分别布设磁性智能石头和磁传感探头,构建岩石断层剪切滑移大变形监测系统。基于磁场梯度张量缩并定位对磁性智能石头进行跟踪,实现岩石断层剪切滑移的中后期大变形监测。根据磁传感探头的精度和地球磁场梯度的影响,通过三维磁感应强度和磁场梯度的分析,其有效监测距离最大值为35 m,理论误差随着变形值与监测距离的比值、断层厚度与监测距离的比值的增大而增大。在岩石断层剪切滑移大变形监测的模拟试验中,在断层厚度为0.5～1.0 m、监测距离为5 m的情况下,变形监测的相对误差最大约为2%,可为磁测在岩石断层剪切滑移大变形监测的进一步研究和应用提供参考。

基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测方法

边坡滑动大变形监测存在服役环境恶劣、传感器布设困难、需要精细维护、传感器的量程有限等问题。提出粘贴式智能石块的概念,发展基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测方法,给出了基于粘贴式智能石块的边坡大变形监测的超宽带通信算法,通过推移加载的模型试验验证粘贴式智能石块的边坡大变形监测性能。结果表明:粘贴式智能石块的位移可反映边坡失稳滑动及坍塌的大变形演化,且与软尺常规测量结果的规律一致。

基于智能磁性石块埋入的边坡深部变形失稳监测模型

针对边坡深部变形失稳监测存在服役环境恶劣、传感器布设困难等问题,提出基于智能磁性石块的边坡变形失稳监测方法,研制智能磁性石块及全张量磁场梯度传感器,发展基于智能磁性石块的边坡变形监测的简化磁测算法,通过智能磁性石块的位移变化反演边坡失稳过程。采用铝合金模型槽、分离式千斤顶和力传感器建立滑坡模拟系统,通过推移加载方法模拟边坡滑动。试验结果表明,当推力为2 500 N时,通过菲林软尺测得的6个特征点的水平位移与推力的曲线关系发生突变,当推力在2 500至3 100 N时,6个特征点的水平位移增加幅度迅速提高,发生失稳破坏。当推力为2 500 N时,智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移与推力的曲线关系存在拐点,此后智能磁性石块至参考点的距离、智能磁性石块的水平位移均大幅度变化。智能磁性石块至参考点的相对距离、智能磁性石块的位移等均可反映边坡变形演化并可进行失稳评价,且与菲林软尺传统的监测结果趋势基本一致。可为磁测在边坡深部变形监测的进一步研究和应用提供参考。

智能矿山中的岩矿光谱智能感知技术与研究进展

随着新时代背景下的大数据、云计算、人工智能等先进技术的兴起,我国矿山正在由过去的机械化、数字化发展阶段逐步向智能化阶段迈进,智能化矿山或智慧矿山应运而生。传统的岩矿测试方法由于存在工作量大、效率低、周期长等缺陷,已成为智能矿山建设的瓶颈,研发新的岩矿测试技术已成为现代智能矿山建设的必由之路。在分析目前岩矿测试技术现状及存在问题的基础上,提出了基于光谱分析的岩矿智能感知技术,简称岩矿光谱智能感知技术。该技术具有原位测试、非接触、周期短、工序简单、经济高效和智能化特点,并可以识别矿岩中不同矿物的成分及其含量。结合课题组的科研实践,分析了该技术目前发展现状,指出加强岩矿光谱库建设、完善和发展现有光谱分析算法、提高光谱理论研究水平,从而提高岩矿识别与定量分析精度,将是未来科研工作的主方向,加强软硬件的集成化研究和应用化研究则是该技术落地的关键所在。

双重耗能智能框架摇摆墙结构地震响应对比分析

针对框架剪力墙结构在强震作用下存在连接处楼板或连梁破坏以及剪力墙底部出现塑性铰的问题,在课题组开发的智能框架剪力墙双重结构体系中,将剪力墙设置为底部连接金属阻尼器的摇摆剪力墙,形成一种新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系.以6层混凝土框架剪力墙结构为原型,应用ABAQUS有限元分析软件,建立传统框架剪力墙结构、智能框架剪力墙双重结构、摇摆墙与框架间连接BRB结构和摇摆墙底部连接金属阻尼器的双重耗能智能框架摇摆墙4种结构对比模型,进行非线性动力时程分析,考察各结构的动力响应.结果表明:新型双重耗能单元控制的智能框架摇摆墙结构体系在BRB屈服强度为0.1fy~1fy区间时,结构地震响应均比传统结构有所减小,框架结构层间位移也得到有效控制,进一步说明在合理参数取值下双重耗能单元控制的结构地震动响应小于单一耗能单元结构.

跨性别表演在消费社会遭遇的反讽——以青年“视觉系”文化为例

20世纪70年代兴盛于英美的华丽摇滚及其带动的变装表演,既成为女性主义及跨性别理论的分析战场,也让时尚界看到了商机:摇滚乐手们任意挪用夸张的"视觉系"符号,使身体成为追求跨性别认同的表演;然而他们刻意追求的戏剧性和舞台感,又不自觉地拉开了与观众的距离,淡化了其激进革命的力量。当这场身体表演变得流行化与审美化之后,时尚消费文化的介入,对原本反讽式的跨性别表演加以再次反讽,使性别革命变得模棱两可。传入日本成为视觉系摇滚,传入中国转变成"杀马特""非主流"群体后,其中的革命性完全被商业化消费所取代,跨性别身体表演最后反而强化了"菲勒斯中心主义"性别二元论。

基于智慧集料运动特征的级配碎石剪切破坏机理

为深入了解级配碎石混合料剪切破坏机理,研发了智慧集料传感系统,结合级配碎石三轴剪切试验,进行智慧集料运动特征指标与级配碎石剪切行为的关联分析。基于剪切破坏位置,选择了智慧集料埋设位置;以x、y、z三轴方向加速度和角度指标表征智慧集料运动特征。研究结果发现:智慧集料加速度和角度响应规律与级配碎石剪切破坏三阶段变化规律吻合:级配碎石剪切破坏过程中,智慧集料加速度响应经历了由运动缓慢,运动加快到运动突变稳定的变化;且y、z轴方向加速度变化更快。智慧集料角度响应证明了集料颗粒接触各向异性存在,x、y、z三轴方向角度响应差异性大;颗粒转角运动最终主要体现在x、y轴方向上。

基于智能手机的岩质边坡快速分析方法

针对岩质边坡稳定性分析缺乏现场快速分析方法的问题,提出了一种基于智能手机进行分析的方法。首先回顾了赤平投影的原理和使用赤平投影进行岩质边坡稳定性分析的方法,然后阐述了如何利用智能手机进行产状测量、组织边坡产状数据以及进行边坡稳定性分析,最后对岩质边坡稳定性快速分析软件进行了测试。结果表明,使用该软件可以快速获取结构面产状、自动绘制赤平投影图和给出稳定性分析结论,在现场就能够快速区分出稳定与潜在不稳定的边坡,以便有针对性地进行详细调查工作。总的来说,使用手机进行岩质边坡稳定性分析,可以减少工作量,提高工作效率,具有一定的推广价值。

智能水矿化度及离子组成对碳酸盐岩储集层矿物结垢的影响

利用碳酸盐岩岩心开展岩心驱替实验,研究了在智能水驱过程中由于矿物结垢沉淀而引起的储集层伤害风险以及注入水矿化度和离子组成对矿物结垢沉淀的影响。设计了一种新的室内岩心驱替实验程序以模拟注入水和地层水在储集层中的流动条件,考虑了注入水和地层水的原位接触时间对矿物结垢沉淀的影响。在确定了最佳接触时间之后,通过改变注入海水的矿化度和离子浓度来研究渗透率下降程度的变化。利用扫描电镜对结垢后的岩心样品进行目测分析,以研究结垢晶体形态。实验结果表明,在设定的实验条件下,CaSO_(4)和CaCO_(3)复合结垢沉淀导致的渗透率下降幅度为初始渗透率的61.0%~79.1%,注入智能水的矿化度、离子组成以及注入水与地层水的接触时间对CaSO_(4)和CaCO_(3)结垢沉淀有显著影响。扫描电镜图像显示,岩心渗透率的损失主要是由结垢晶体积聚并垂直于孔隙壁面生长造成的。

地下金属矿凿岩台车自动控制系统设计

凿岩台车是地下金属矿的重要采矿装备,主要用于地下金属矿钻爆法施工时钻凿炮孔和锚杆孔,数字化和智能化是凿岩台车未来的发展趋势。传统的有人驾驶凿岩台车进行作业时,劳动强度大且存在一定的安全隐患。如何在井下恶劣工况中提高凿岩台车工作效率及安全性、降低劳动强度,是制约井下采矿的瓶颈问题。以传统有人操作凿岩台车为研究对象,利用运动控制、高速通信网络、井下空间三维建模等相关理论和技术,构建了地下金属矿凿岩台车远程自动控制系统,实现了凿岩台车井下作业的智能化。智能化凿岩台车是矿山智能化的重要装备支撑,可以解放劳动力并替代重复性的、简单的、低级的人工劳动,具有良好的安全效益和经济效益。

自动化综合防尘技术在岩巷掘进中的应用

为有效降低岩巷掘进时产生的粉尘的浓度,以煤矿现阶段的自动化技术为基础,采用红外热释智能喷雾、耙装机转载点自动喷雾并结合综合防尘技术。实践表明,自动化综合防尘技术有效提高了降尘效率,大大降低了工人的劳动强度,改善了工作面环境。

广西左江花山岩画数字文化遗产智慧景区建设

信息通信技术的发展和旅游电子商务的普及将会加速旅游企业信息化和智能化的建设。以广西左江花山岩画数字文化遗产保护区为研究对象,从遗产保护区智慧景区建设的需求出发,结合左江花山岩画数字文化遗产保护区建设现状和发展目标,阐述了左江花山岩画数字文化遗产保护区智慧景区建设的主要内容,包括官网建设、生态预警监测系统、安全管理系统、智慧旅游系统、智能导游系统、客户关系管理系统和OA系统等方面。该系统建成后,将为游客提供更加方便、快捷的旅游资讯查询和产品预订,增强旅游体验感。可将遗产保护区的管理、维护和发展有机的结合起来,提升市场竞争力,实现左江花山岩画数字文化遗产保护区环境、经济和社会效益的最大化。