基于空间关系的岩层移动角推算

建立地表移动观测线是求取开采沉陷岩层移动参数的重要途径,鉴于某矿地表3211观测线的布设不严格平行于工作面走向或倾向方向,通过分析该观测站的实测资料,确定了沿观测线布设方向的斜向移动角;根据斜向移动角和移动角的空间关系,推算出了该矿区的岩层移动角.研究表明,基于空间关系推算岩层移动角的方法简洁实用,能够满足开采沉陷工程的实际要求.     

开滦矿区厚松散层地表岩移参数规律研究

为了揭示厚松散层、岩层与地表移动的内在机理和规律,丰富和发展开采沉陷理论,应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料,采用概率积分法和最小二乘原理进行拟合求参,分析总结了相应的角量参数、概率积分法预计参数规律以及中采深厚松散层的特点.利用多元回归分析,得出了同一矿区虽然采厚变化不大,但松散层厚度对边界角、移动角的影响较为显著,且边界角和移动角相差很大,甚至可达20,°最后总结了目前控制和减轻地表沉陷的主要技术途径.这对研究开滦矿区厚松散层条件下地表岩移规律和开采沉陷问题具有重要指导意义和应用价值.     

采动区建筑物下保护煤柱开采优化设计研究

采用岩层移动角进行留设保护煤柱的传统方法,增大了保护煤柱呆滞量,造成了煤炭资源的巨大浪费.为了探讨综放开采条件下保护煤柱留设的最优尺寸,基于潞安矿区王庄煤矿的地质采矿条件,提出了根据建筑物采动损害允许的临界变形值进行优化设计保护煤柱的新思路.按照概率积分法,预测计算开采工作面位于不同停采线位置时保护煤柱留设的合理尺寸,分析了不同开采方案下建筑物所受采动的影响面积、地表下沉程度及倾斜变形、拉伸变形等地表移动变形对建筑物采动损害的影响程度.通过11个方案的分析比较,结合经济与社会效益,给出了建筑物下保护煤柱留设的最优方案,为综放开采条件下建筑物压煤开采提供了科学依据.     

综采放顶煤地表移动规律特殊性

调查分析了兖州矿区鲍店矿综采放顶煤工作面和普通综采工作面地表移动观测站实测资料．研究结果表明：综放开采时地表移动更加剧烈,地表危险移动范围增大,超前影响范围超过常规分层开采约４０％,下沉活跃期占总移动时间的７１．４％,活跃期下沉量约占总下沉量的９５％．研究还表明,采厚是控制超前影响角和最大下沉速度滞后角的重要因素之一,地表充分采动区存在的残余变形现象更加明显     

赵固二矿岩移参数反演拟合及工作面开采方案优化

针对赵固二矿在厚松散层大采深条件下缺乏准确的地表岩移参数问题开展研究,首先,通过建立地表移动变形观测站获取实测数据,采用自主开发的移动变形破坏程度预计的综合评价计算程序对实测数据进行反演分析,得到该地质条件下的岩移参数;然后,利用概率积分法预计出14030工作面各开采方案的地表移动变形值;最后,根据预测结果划定出地表村庄的损害等级影响范围,确定最优开采方案。结果表明,厚松散层大采深条件下开采地表反映强烈,影响范围远,下沉系数达到1,松散层移动角为46°,基岩移动角为68°,拐点偏移距偏小,呈负值,为-33 m,采深时间岩性系数为2.85,受松散层失水固结沉降影响,水平移动系数为0.4。研究结果用于指导生产实践取得了良好效果,且对赵固二矿合理留设村庄保护煤柱有重要参考价值。     

村庄下条带开采对地表建筑的影响预测及评价

为实现在村庄建筑物不搬迁的情况下安全采煤、提高资源采出率、缓解矿井生产接替紧张的矛盾,结合矿区具体的地质采矿条件及地表村庄建筑物的现状,给出了条带开采设计方案．根据万年矿已有的地表移动观测资料,该矿区地表沉陷规律基本符合概率积分法．通过理论分析计算,确定了概率积分法的预计参数,并对地表移动和变形进行了预计,根据预计结果对村庄建筑物损害程度进行了分析和评价．研究结果表明,万年矿村庄下压煤采用条带法开采技术上可行,经济上合理．     

西山矿区地表移动观测资料综合分析

本文为《西山矿区开采沉陷规律与沉陷环境治理》研究成果的一部分,通过大量观测资料的分析,求取了相应于西山矿区地形、地质与开采条件的地表移动角量参数。动态参数及预计参数,这些参数对类似条件的矿区亦有参考价值。     

深部极不充分开采非常规观测站预测参数求取

为了研究深部极不充分开采地表移动的规律及预测参数的求取方法,对比分析了煤矿区地表移动观测站预测参数识别方法,基于概率积分法和概率密度函数法,构建了单向极不充分开采非常规观测站曲面拟合函数模型。以云驾岭煤矿三采区首采面12303工作面开采为例,采用曲面拟合法求取了地表沉陷预测参数。结果表明:在非常规观测站布设条件下,曲面拟合求参法适合于该类地质采矿条件,地表下沉率为0.12,走向主要影响角正切值为0.5,倾斜下山方向主要影响角正切值为1.2,走向左、右拐点偏移距分别为0.46 H0和0.2 H0,而最大下沉点向下山方向偏移量很小。这对于指导建筑物下安全开采和矿区保护煤柱留设具有一定的参考价值。     

巨厚松散层下条带开采地表移动规律分析

巨厚松散层下条带开采引起的地表移动规律及地表移动参数有明显的特点 ,采用概率积分法预计地表移动变形结果的精确与否 ,关键在于地表移动参数 .针对焦作矿区内巨厚松散层的地层条件 ,以条带开采地表移动实测资料为基础 ,用数学方法分析了巨厚松散层下条带开采地表移动规律及地表移动参数 ,并得出地表移动参数与地质采矿条件之间的函数式     

山区地下开采影响下地表移动规律

山区地下开采引起的地表移动和变形与平地开采条件下的开采相比有其自身的特点.首次明确地提出了山区地表移动与变形研究中几个重要概念:地表滑动、地表滑移、正坡与反坡、一面坡、多面坡等.通过对山西阳泉等矿区的地表移动观测资料进行综合分析,并将相似材料模拟试验应用于研究山区地下开采引起的地表移动问题,揭示了山区地表移动与变形的特点和基本规律.在此基础上,作者建立了适用于山区地表移动与变形预计的新方法.     

A universal elliptical disc (UED) model to represent natural rock fractures

Since natural fractures are often non-equidimensional, the circular disc model still has great limitations. By contrast, the elliptical disc model is more applicable to representing natural fractures, especially for slender ones. This paper developed a universal elliptical disc (UED) model by incorporating the center point, size, and azimuth of fractures as variables. Specifically, with respect to the azimuth of elliptical fractures in three-dimensional (3D) space, we proposed a paradigm to construct its probability density function (PDF) by coupling the orientation and rotation angle of long axis based on three coordinate transformations. To illustrate the construction process of the PDF of the fracture azimuth, we took the orientation following the Fisher distribution and the rotation angle following Von Mises distribution as an example. A rock slope is used to show the use of the developed UED model, and the 3D DFNs for the slope rock mass are generated by Monte Carlo simulation. In addition, the DFNs for the rock mass are also generated based on the existing circular disc model and non-universal elliptical disc model. The comparison results from the three models clearly illustrate the superiority of the UED model over the existing circular and non-universal elliptical disc models.     

Movement scope of strata based on fuzzy BP neural network in underground metal mines

A prediction method of strata movement in underground metal mines is put forward, in which fuzzy BP neural network is applied. The results show that there is a strong nonlinear relation between the selected factors and strata movement angle, the anticipant and the actual output results are very similar. It is proved that the numerical value of movement angle is correlated with the selected factors in theory. The scope of strata and surface movement due to mining can be predicted. This research provides a thought to study the movement scope of strata due to mining.     

基于图像反馈的标靶面与光轴垂直调节系统

介绍了摄像机标定的内部参数,阐述了标靶面与光轴垂直可以简化标定的过程.当标靶面与光轴垂直时,利用标靶面上特征圆在CCD成像面上成像也是圆的特点,提出了基于图像反馈的标靶面与光轴垂直的调节方法.一般情况下,标靶面与光轴不垂直,标靶面上特征圆在CCD成像面上成像为椭圆.通过图像处理和最小二乘椭圆拟合法计算出成像椭圆的长短轴及偏角,设计了调整控制策略.实验结果表明,该方法是有效可行的.     

增材制造椭圆锥齿轮的齿面与齿距误差分析

为提高椭圆锥齿轮增材制造的加工精度,减少其加工误差,对增材制造加工的椭圆锥齿轮进行误差测量,并分析误差产生的原因．运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了椭圆锥齿轮空间啮合坐标系、增材加工坐标系、分层模型、椭圆锥齿轮的理论误差模型和误差检测模型;对椭圆锥齿轮进行前处理分析,并对增材制造过程进行研究,获得该齿轮增材制造的加工方法;采用超景深三维显微系统和三坐标测量机对该齿轮进行检测,分析其表面误差精度与齿距误差．结果表明:利用增材制造法加工的椭圆锥齿轮误差偏大;优化STL模型,减小金属粉末直径,减少激光半径和热效应对加工层的影响,均有助于提高增材制造加工精度．     

CT骨骼边界坐标文件的IGES数据转换

针对CT骨骼边界坐标文件和Imageware等逆向CAD系统之间进行数据信息交换存在的问题，依据IGES格式要求，应用编程工具VC＋＋，设计了数据转换模块，实现了骨骼边界数据文件到标准IGES文件的转换，生成了Imageware可以识别的格式文件．     

最速降线求解和摩擦力影响的研究

最速降线在数学史上名声显赫,不考虑摩擦力时为圆滚线(摆线).不过,较低点在摆线顶点另一侧时,Euler方程求解必须根据一阶导数的正负分别进行,所得摆线实际上由两部分组成.因而方程的平凡解———水平直线可以插到这两部分中间,得到一族极值曲线,但仍以摆线为最优解.摩擦对最速降线的影响可以通过坐标系旋转来解决.由于实际路径在水平方向应是单调的,因而最速降线由竖直方向的直线和与之相切的摆线共同构成,摆线底线与水平方向成摩擦角.给出了直线下滑和最速降线下滑的等时线.     

一种参数化曲面网格生成方法

针对在计算机辅助设计(CAD)及流场数值计算中,经常遇到绘制曲面及曲面网格的问题,探讨了一种生成参数化曲面网格的新方法.介绍的参数化曲面网格生成方法是依据代数变换和椭圆变换得来的.通常所用的二维和三维域椭圆变换是基于在Laplace方程,而本文生成的参数化曲面网格,则基于Laplace beltrami方程.由代数变换和椭圆变换构成的复合变换服从Possion方程的椭圆系统,其控制函数由代数变换确定,且遵守Neumann边界条件,这就保证了网格边界上的正交化.该方法生成的网格最终由曲面本身的形状及边界上的网格点分布确定,减少了计算量,尤其对大型复杂型面可有效提高网格生成速度.     

椭圆截面活性银纳米管表面等离激元受激辐射放大研究

基于有限元方法研究了内核包含活性介质的椭圆截面银纳米管的表面等离激元受激辐射放大（SPASER）特性. 研究发现,在电场偏振方向与椭圆长轴之间的夹角θ为0°时,当银纳米管活性内核的增益系数k增加到0.281 8,将在639.3 nm波长位置处产生表面等离激元（SP）偶极超共振;此时,在银纳米管表面可获得的表面增强拉曼因子可达到约2.56×1018,其足以满足单分子检测的要求. 在θ = 90°时,当k值增加到0.081 7,将在742.3 nm波长位置处发现SP偶极超共振. 此外,当θ = 0°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐减小;当θ = 90°时,银纳米管的SPASER增益阈值将随着银壳层厚度的减小而逐渐增加. 当θ = 45°时,随着内核增益系数变大,将逐渐在两不同的临界波长位置观察到SPASER现象,因而具有较好的双频特性.     

堤防工程土石方调配优化模型与应用

通过对堤防工程土石方施工中土石方调运系统的分析,找到了该系统的问题所在与求解方法,建立了堤防工程土石方优化调配的坐标体系、最优化调配模型.坐标体系以堤防中心线为坐标轴,堤防的一端为原点,堤防上任意一点的坐标为该点的桩号减去原点的桩号.模型考虑了开挖、填筑、采土、弃土等要素,产生理论上的最优土石方调配方案,且模型结构简单,计算方便.     

焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现

采用六点标定法对工具坐标系进行标定. 首先标定工具参数的位置向量,其次标定工具坐标系的姿态矩阵,其中工具中心点位置标定采用线性最小二乘法的矩阵形式进行求解,工具坐标系姿态采用向量和矩阵的基本运算进行求解. 针对RB 1400六自由度焊接机器人,基于开放式软件平台CODESYS开发了工具坐标系标定算法模块和焊枪位姿变换模块,最后以此为基础移动机器人对准基准点,测试分别绕x、y、z轴旋转检查TCP点的位置是否符合要求. 结果表明:该方法确实可行,并且可以适用于其他类型机器人的工具坐标系标定.