微震监测系统应用研究分析

设计并建立了深部开采压力监测预警系统。利用盖革定位法和Matlab软件,对微地震监测网络的布局方案进行了数值模拟和分析。通过对各种方案震源定位精度的比较,优化了布置方案,现场安装了一套完整的微震监测网络。通过数据采集和分析,爆破信号的三维反坐标与实际爆破位置的误差小于10 m。因此,该监测预警系统能够满足矿山生产的需要,对预测和预防动态灾害事故具有重要意义。     

赣南某矿微震监测系统优化改造

赣南某矿地质构造复杂,岩石节理裂隙发育,未处理的采空区体积大,随着开采逐步向边部和深部延伸,已有传感器无法实现矿区监测范围全覆盖,微震事件的定位精度与实际偏差较大,对现有微震地压监测监控系统进行优化改造,实现了全矿区的有效监测监控。从数值模拟测试上看,微震事件定位精度误差由原来10~15 m范围缩小至5~10 m范围,敏感度由原来里氏震级-2级提升至里氏震级-3级,能满足采空区稳定性变化的实时监测监控。     

基于D值理论的微震监测台网优化布设

基于D值理论,考虑矿山工程实际情况,引入微震事件概率因子、监测区域重要性因子和台网布设可行性因子重新构建了台网优化目标函数.以某磷矿顶板突水的微震监测为例,对全矿区按照监测区域重要性、台网布设可行性等因素进行分区,采用专家权重法分别给出了相关因子的参考值.按照影响因子取值差异将整个监测区域再次分区,给出了分区后目标函数的积分形式,其中各监测区域控制点坐标即为相应的积分上下限.基于文中提出的微震监测网络的动态优化设计原则,最终给出了该磷矿微震监测台网布设方案.爆破试验表明,本文提出的台网布设方案具有一定的合理性和准确性,三个坐标方向的平均定位误差为6.74 m,最大为10.05 m,空间定位误差为12.51 m,定位精度可满足工程监测需要.

     

基于半监督流形学习的无线传感器网络定位方法及其应用

提出了一种基于流形半监督学习的移动节点定位算法.该算法利用基于流形学习的半监督方法,通过一定量的有标签样本和无标签样本,获取隐含在节点接收信号强度信息中的流形结构,直接建立节点物理位置与接收信号强度之间的映射关系.算法不需要使用现有的理论或经验信号传播模型,避免了模型不准确带来的定位误差,而且允许网络中存在大量无标签样本,降低了数据采集难度,提高了算法实用性.冶金工业现场的实际应用结果表明,相对RADAR算法,本文算法具有较高的定位精度.     

冷却路径对V-Ti微合金钢组织性能的影响

 为了获得较大的沉淀强化增量,采用热模拟试验研究了UFC终冷温度和二阶段冷却速度对一种V Ti微合金钢组织和硬度的影响规律。结果表明,协同控制UFC终冷温度和二阶段冷却速度可显著优化V Ti微合金钢的组织性能。UFC终冷温度为750、700和650 ℃时,获得全铁素体组织的临界二阶段冷却速度分别为1.0、1.0和0.2 ℃/s。UFC终冷温度由750降低至650 ℃时,在二阶段冷却速度为0.2~1.0 ℃/s条件下,可将铁素体晶粒由10.5细化至8.4 μm,二阶段冷却速度为5.0 ℃/s时,可将铁素体晶粒由10.5细化至5.1 μm。在750和700 ℃较高UFC终冷温度条件下,适当提高二阶段冷却速度,在650 ℃较低冷却速度条件下,适当降低二阶段冷却速度,均可有效提高试验钢的维氏硬度,试验钢的最大维氏硬度可达到295HV。     

一种基于卷积神经网络的CSI指纹室内定位方法

针对提高Wi-Fi指纹室内定位技术性能,提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional neural networks,CNN）的信道状态信息（Channel state information,CSI）指纹室内定位方法。在离线阶段联合定位环境参考点的幅度差和相位差信息,利用CNN进行训练,保存训练后的CNN网络模型作为指纹;在线阶段,针对不同实验场景,对测试数据的幅度差信息和相位差信息进行加权处理,引入改进的基于概率的指纹匹配算法,利用待定位点的CSI信息并通过CNN网络模型预测待定位点的坐标。此外,为增强算法普适性,针对复杂室内场景,提出了双节点定位方案来提高定位精度。在廊厅和实验室室内两种不同定位场景进行了实验,信息联合定位算法分别获得了24.7 cm和48.1 cm的平均定位误差,验证了基于CNN的CSI幅度差和相位差联合定位算法的有效性。      

井下移动热源对深部巷道风流环境影响研究

为探究深部巷道内移动热源对巷道风流环境的影响,以新城金矿为工程背景,对深部某中段运输巷道进行风温风速监测,通过现场调研和理论公式计算新城金矿深部巷道燃油设备放热量,基于Fluent有限元软件,模拟不同风流情况下移动热源的动态响应,分析移动热源对深部巷道风流环境的影响。结果表明：监测段巷道平均风速为1.91 m/s,平均风温为33.38℃;热源在顺风移动时对前端和尾部风温均产生影响,风温随距离增加逐渐减小,在热源前端15 m处趋于稳定,稳定风温为33.75℃,并在热源尾部2 m范围内持续产生高温;热源逆风移动时仅对尾部风温产生影响,风温在热源尾部0～20 m逐渐变小,并在热源尾部20 m处趋于稳定,稳定风温为34.12℃;热源逆风移动时对风流的影响范围比顺风移动时大,逆风移动时风温比顺风移动时高0.37℃。     

深部大采宽条带开采地表移动破坏规律研究

某矿面临村庄建筑物压矿开采难题,为最大限度地回收“三下”压覆矿产资源,该矿一期设计采用条带开采（采宽70m,矿柱140m）,待地表移动变形稳定后,对保留的140m矿柱从同一侧进行二次条带开采（采宽50m,剩余矿柱90m）,而二次开采的采动影响势必会危害地表建筑物的安全,因此需提前研究采动影响与地表移动变形之间的关系。但是,基于浅部地表岩移经验公式对该矿采动影响的计算结果存在较大误差,说明经验公式已不适用于深部大采宽厚矿体条带开采。通过对该矿其他采区的实测数据及国内部分深部条带开采统计数据回归分析,提出了新的适用于深部厚矿体条带开采岩移参数计算公式。按照新的岩移参数公式预测了该矿二次条带开采地表移动变形值,为保护村庄建筑物安全,进一步回收部分矿柱提供了理论依据,对提高资源回收率具有重要意义。     

基于骑士巡游的Mesh光网络链路故障定位策略

全光交换网络的链路故障定位方法需要具有快速性,同时有效降低资源开销.提出一种基于骑士巡游的光网络单链路故障定位策略,该策略首先根据网络的节点连通度进行节点分裂,将分裂后的网络节点映射到相应大小的m×n棋盘上,依据骑士巡游的思想利用探测信号定位网络中出现的单链路故障.仿真表明:该策略能够在利用较少的网络资源情况下,对网络中的单链路故障进行有效地定位.     

基于软交换技术的IPH系统设计与实现

呼叫切换技术作为提高移动网络服务质量的关键,是目前移动网络技术的一个难题.为解决用户位移导致的服务器之间呼叫切换问题,通过对软交换技术及SIP协议的深入剖析,设计并实现了基于软交换技术的IPH呼叫切换系统.对IPH系统的总体架构、功能接口、状态转换及特殊消息类等关键问题进行了详细阐述,并使用WiFi-GSM双模手机对该切换系统进行注册及切换效果验证:①IPH系统完成了SIP终端注册;②呼叫切换延迟在1～2 s之内.实验结果表明,IPH系统满足了用户的切换需求.     

联合改进作用距离和Dijkstra算法的复杂结构声发射定位方法及应用

声发射定位对含空区等复杂结构的连续动态安全监测具有重要意义。针对直线路径定位方法不适用于复杂结构,而常规Dijkstra搜索算法常出现局部最优路径等问题,提出了一种联合改进作用距离和Dijkstra算法的声发射定位方法,实现复杂结构下声发射的高精度定位。理论测试显示：基于改进作用距离的Dijkstra算法得到的P波传播路径长度小于等于常规作用距离的Dijkstra算法,即P波走时更为准确。理论测试和断铅试验定位测试表明：本文提出的定位方法在复杂结构声发射定位时的整体误差在0.50 cm范围之内,断铅事件平均定位误差由常规作用距离Dijkstra算法的0.95 cm下降至本文的0.54 cm。改进的声发射定位方法在复杂结构声发射定位方面具有很好的应用前景。     

基于UWB的地下定位算法和拓扑优化

地下定位面对环境恶劣、干扰、多径等影响,常规算法难以获得高精度的定位结果,同时井下环境多为狭长的巷道,不利于布置定位所需的锚节点,而井下锚节点的布置通常对定位结果有较大影响,因而使用普通的定位方法不足以满足智能采矿所需的高精度定位需求.本文对传统的三边定位算法进行分析,总结了传统三边定位结果产生误差的原因,并提出了改进的算法,通过仿真实验验证了改进算法的有效性.同时通过理论分析误差带,使用最大绝对定位误差用于仿真分析拓扑结构对定位结果精度的影响,提出了对拓扑结构的优化原则,能够根据环境特点以实现定位区域内平均最大绝对定位误差最小为原则得出最优拓扑结构.文中设置了仿真实验和实地实验对改进的算法和拓扑结构优化方法进行了验证,实验结果中,改进的算法能够在相同拓扑结构下减小15%~43%的误差,而在相同算法下优化的拓扑结构能够减小17%~65%,二者结合能够减小误差达74%.结果表明,在相同的定位条件下,改进的定位算法能够明显提高定位结果的精度,同时定位结果与拓扑结构之间也有着密切的联系,根据实际环境灵活布置拓扑结构能够使定位结果的精度进一步提高,将改进的算法与拓扑结构优化方法结合可以实现更高的定位精度.     

基于岩体加卸载响应原理的强矿震危险性预测

以抚顺老虎台矿田为工程背景,采用加卸载响应比理论,开展强矿震预测技术应用研究.研究表明:0≤M_L≤0.5矿震在各开采深度作为加卸载响应震级的预测效能均较好,对于阶段峰值震级的平均预测信度为0.72;M_L≥1.4矿震作为加卸载响应震级,具有深度尺度效应,响应震级与开采深度成正比,一般小于预测震级0.5～1.0,对于阶段峰值震级的平均预测信度0.60;0.6≤M_L<1.4矿震作为加卸载响应震级的随机性较大,分析是两种不同机制矿震混合的结果,不适宜作为加卸载响应震级;开采深度越大,地应力环境强度越高,预测敏感性和效果越好.在阜新煤田和门头沟矿田进行普适性检验,预测信度分别为0.8和0.73.试验结果表明,加卸载响应比理论和方法预测强矿震具有较好的效能和应用前景.     

差分干涉合成孔径雷达技术在广域滑坡动态辨识上的实验研究

通过ALOS卫星PALSAR传感器获得的三景合成孔径雷达(SAR)数据,利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术对金沙江下游乌东德水电站库区内的滑坡活动进行了详细的研究,获得研究区域内地表高精度形变位移值.将其按滑动速率及位移大小进行分级显示,清晰地表明了研究区内不同区域的地面活动位移状态,辨识出研究区内可能发生滑动和发生滑动较大的区域,从而确定了滑坡活动的风险区.对库区内正处活动状态的L1R-6号滑坡进行了详细的研究.结果表明:D-InSAR技术与全球定位系统GPS在监测整体形变和运动趋势上基本一致.对D-InSAR结果存在的单点误差进行了分析,提出了D-InSAR与GPS相融合的栅格函数误差插值消减法,提高了D-InSAR技术的监测精度.     

黄土坡铜锌矿微震监测技术应用与灾害预警方法研究

黄土坡铜锌矿位于新疆哈密地区,采用地下开采方式开采矿石,该矿山附近存在另外一家矿山企业,2个矿山同时产生的开采扰动使得该矿山面临着复杂的地压环境。为了对黄土坡铜锌矿井下多处采空区附近的地压灾害进行预警,引进微震监测系统,对采空区周边及生产作业区域围岩稳定性进行实时监测。采用优化的台网布设方案改善微震监测系统的性能,并在微震信号自动识别技术的基础上,对地压活动进行实时分析,保证分析结果的时效性。基于微震监测多参数分析方法,结合一次现场真实地压险情提出了一套微震监测地压灾害预警分析方法,该方法能够实现地压提前预警,给矿山人员提供了逃生时间,在地下开采矿山地压监测中具有推广意义。     

基于挖掘机GNSS精确定位的开采姿态监测系统

通过对GNSS高精度定位、角度传感器工作原理的分析及液压挖掘机工作装置运动的研究,利用安装在挖掘机尾部GNSS天线,驾驶室顶部、斗杆以及动臂处的角度传感器,将GNSS高精度定位、车体姿态测定、运动学问题求解技术与算法写入到程序中,完成了整个挖掘机的精确定位和工作装置的姿态监测。系统基于挖掘机实时可靠的定位和工作姿态监控,结合矿体地质地理信息数字化,实现采矿引导,包括目标采场位置、铲斗位置、铲斗当前位置下方矿体信息以及采场边界等图形化显示。测试结果表明,挖掘机姿态监测精度高,基于挖掘机姿态监测的采矿引导系统具有较为广阔的应用前景。     

巡线机器人延迟容忍传感器网络数据传输策略

巡线机器人延迟容忍传感器网络(delay tolerant mobile sensor networks for inspection robot,DTMSNR)用于输电线路巡线机器人远程电网数据收集,具有节点稀疏、异构、随机移动性、间歇连通性和延迟容忍性.针对传统传感器网络数据传输算法机器人数据传输成功率低与网络可靠性差等问题.提出一种基于巡线机器人位姿信息的数据传输(mobile robot position-based delivery,MPD)策略.为准确计算巡线机器人网络位姿信息,建立机器人路径约束随机运动模型.MPD采用机器人相对网络位姿信息计算传输概率,进行消息传输路径选择.对网络异构消息引入机器人消息优先传输、消息失效机制进行消息队列管理.仿真实验表明,相较现有的几种延迟容忍传感器网络(delay tolerant mobile sensor network,DTMSN)数据传输策略,针对巡线机器人网络MPD能在适当的传输能耗下达到更高的传输成功率与更低的传输延迟.     

基于编码器与NFC修正融合的带式输送机轨道式巡检机器人定位方法

轨道式巡检机器人的高精度定位技术是带式输送机智能化巡检的重要研究方向之一,而矿用带式输送机距离超长,工作环境复杂,严重影响巡检机器人的定位精度。针对目前的轨道式巡检机器人定位技术在矿用带式输送机巡检领域存在的问题,提出了基于编码器和NFC双传感器修正融合的高精度定位方法。分析带式输送机轨道式巡检机器人轨道与环境特性对编码器系数的影响,提出轨道分段原则。利用机器人搭载的编码器数据反馈特点,构建编码器递推定位方法。通过机器人运行的历史数据,对编码器系数进行分段分方向修正,并提出基于递推最小二乘的编码器系数修正方法,以提高编码器对轨道环境的适应性。在此基础上,根据机器人所在轨道分段的位置不同,在段端基于卡尔曼滤波算法实现编码器和NFC数据融合,在段内利用分段分方向修正系数与编码器信息进行递推定位,实现轨道式巡检机器人连续高精度的定位。针对所提方法搭建了实验平台并进行了实物测试,实验结果表明,相较于编码器定位、RFID定位和两者融合定位三种传统定位方式,基于编码器和NFC的修正融合定位算法能够有效提高轨道式巡检机器人定位对轨道环境的适应性,同时提高轨道式巡检机器人的定位精度。