浅析地下管线探测

在城市基础设施施工前,施工范围内地下管线的埋深、水平位置必须弄清楚,因此施工前做地下管线探测是非常必要的.地下管线探测主要是以电磁法理论为依据,以射机发出信号,由接收机接受信号并经过处理后,得出地下管线的埋深和水平位置.地下管线探测方法多样,目前常用的各类管线探测仪均有其局限性,重点探讨非开挖定位系统在管线探测中的运用...     

基于Levenberg-Marquardt算法的圆柱面拟合研究

针对圆柱面拟合参数求解问题,从圆柱面方程出发,借助球面坐标表示方法,将约束优化问题变为无约束优化问题,并减少了待求参数,然后基于Levenberg-Marquardt算法进行了圆柱面参数的拟合。文中所述方法不用计算初始值,基于指定的初始值就可采用Levenberg-Marquardt算法进行迭代计算。经案例验证及工程应用,该方法迭代收敛较快、精度高,可以用于高精度的圆柱面拟合。     

色散介质的探地雷达正演模拟

利用时域有限差分(FDTD)法进行地下管线的探地雷达剖面正演合成,采用单轴各向异性理想匹配层(UPML)作为吸收边界,结合辅助场的方法,推导色散介质的二维FDTD迭代公式,并分别在土壤为均匀介质和色散介质的情况下,详细分析地下管线的电磁波响应特征,总结媒质参数对管线的电磁波响应的影响规律,研究结果对野外资料的解释有一定的指导意义.     

城区地下管线探测技术研究与应用

城市地下管线是维持城市正常运转的大动脉,城市地下管线普查是城市规划、建设和管理的一项重要基础性工作。以某市地下管线探测工程为例,分析了现有地下管线概况,研究了地下管线探测工作流程、探测方法及相关仪器、明显管线点和隐蔽管线点定位方法和定深方法,并进行了探测结果分析。研究得出,经内业计算,各级检查明显管线点、隐蔽管线点埋深中误差均满足了相关精度要求以及各管线点重复采集检查精度均满足规程要求。研究为建立统一的地下管线信息管理系统,全面实现地下管线的信息化管理提供了技术支持。     

反演法在探测相邻平行地下管线中的应用

感应装置放在两条相临平行管之间或对两条管线进行同电流方向直接法连接激发,求出两条地下管线所产生的水平面磁场强度及有关参数,把这些参数输入到程序中进行互动反演,即可得出两条管线的平面位置和埋深.     

REDUCT惯性定位系统在地下管线测量中的应用

由于埋深较深,周边电磁环境复杂,外部干扰因素多,定向钻进施工的地下管线是城市地下管线探测的一个难题。REDUCT惯性定位系统是基于捷联惯导原理的管线测量系统,可以有效克服电磁干扰、地质环境和施工深度等因素的影响。实测数据表明惯性定位测量结果可靠性高,采样点多,可以精细描述地下管线的三维形态,为城市地下空间的开发和利用提供可靠的数据基础。     

PSO优化算法在尾矿库空间预测中的应用

由于尾矿库的空间变异特殊性,传统的插值法预测精度不高,误差很大。为解决这一问题,考虑到粒子群算法在求解非线性问题时具有更强的全局搜索能力、并行性和多样性、适应性和自适应性,提出了一种基于粒子群算法优化Kriging模型来拟合尾矿库内部参数数据的克里格空间预测算法,旨在提高尾矿库内部参数信息的拟合精度,减少误差。为验证改进算法的有效性,采用多种预测评价指标进行分析,并与传统Kriging进行交叉验证分析,确定优化算法的可靠性。结果表明：相比于传统的加权最小二乘法拟合法,采用PSO算法拟合 Kriging 模型参数时,内摩擦角平均误差率降低了23.36%,黏聚力平均误差率降低了8.45%,证明算法可行和有效。     

川南筠连区块煤层三维含气量属性精细建模

在地表形态和构造起伏较大的川南筠连区块,采用常规储层属性建模方法进行煤层气三维含气量建模存在预测不准的问题,为提高含气量三维模型精度,利用灰色关联与多元回归分析方法建立了含气量预测模型,考虑每个网格的实际埋深,提出适应该区块的三维含气量建模方法。结果表明:川南筠连区块含气量的关联的因素由强到弱依次为水分、最大镜质组反射率、埋深、灰分、固定碳;经共线性检验,由水分、最大镜质组反射率、埋深、灰分建立的含气量预测模型较好,拟合相关系数R2=0.701,在99%的显著性水平下显著;该三维含气量计算模型综合考虑了地表形态和地下构造对实际埋深的影响,更接近实际情况;较大埋深区域的计算含气量比常规属性建模方法的数值高,同时改进的含气量建模结果比常规建模结果更贴近实际生产情况。     

近间距平行地下管线探测方法及应用效果分析

文中针对目前地下管线探测的难点问题之一(近间距平行地下管线),首先介绍了直连法、压线法及夹钳法三种方法,接着通过三种模型讨论了管线定位、定深的效果。最后给出结论:直连法与夹钳法是管线探测的首选方法,然后可以考虑倾斜压线法或水平压线法;在管线定深中,70%法测量精度高于直读法。     

SYT天然电磁波法在探测金属矿体中的应用研究

利用天然电磁波场源进行地球物理勘探的SYT法，多年来一直应用在煤炭、石油、水利、工程领域。能否利用SYT法对地下的金属矿化带或矿体在地面上与地表呈不同倾角直接探测，达到相当于打一钻孔，马上给出地下的矿化带或矿体的埋深和厚度，列举了两个矿点的探测事例以及对该种物探方法勘探SYT法精度的验证结果。     

煤基合成气一步法制二甲醚的宏观动力学

在内循环无梯度反应器中,温度220~260 ℃、空速1 000~3 000 h-1、压力5 MPa的条件下,研究了质量比为1∶1的混合型双功能催化剂上合成气一步法制二甲醚的宏观动力学,考察了温度、空速等条件对反应性能的影响。选取Langmuir-Hinshelwood双曲型动力学模型,采用麦夸特法对宏观动力学模型进行了参数估值,获得动力学模型的参数。统计检验和残差分析结果表明模型是适宜的。     

井下危险区域目标检测

建立适合煤矿井下特殊环境的危险区域目标检测系统结构和新的目标匹配算法。新算法基于SIFT(scale invariant feature transform)多尺度变换,结合形态学技术用降维后的局部区域匹配方法提高系统实时性;交叉匹配粗筛选后将RANSAC(random sample consensus)算法和L-M(Levenberg Marquardt)非线性优化算法结合估计优化参数,解决现有算法计算复杂,匹配时间长,复杂环境匹配精度低的问题。实验证明,新算法对煤矿井下模糊、低照度、遮挡、高噪声和尺度变化等情况均具有良好的鲁棒性,解决多摄像机不同视角目标匹配问题,适合实时处理的监控系统中井下危险区域目标检测。     

煤矿井下电磁随钻测量水平钻进信号强度预测

针对电磁随钻测量在煤矿井下水平钻进中信号衰减严重、适用深度受限的问题,采用电磁波在层状介质中的传播理论和基于二级离散复镜像法的插值算法求得层状有耗介质中的电场分量,结合分段脉冲基函数和点匹配的矩量法计算钻杆上电流和煤层中电场分布,进而计算孔口的信号强度。基于此,利用本模型分析了由基本顶、直接顶、煤层、直接底和基本底构成的5层信道信号强度的影响因素。仿真结果表明,信号强度随煤层和围岩电阻率先逐渐增大,后达到饱和,而煤层对信号强度的影响最显著|设置电极位于钻杆同侧、增大下部钻杆长度、减小钻杆接头之间的接触阻抗和减小信号频率可以提高信号强度。     

矿用钻孔深度声波测量装置设计与应用

针对目前煤矿井下钻孔施工的质量验收,主要依靠退钻时人工数钻杆的方式计量钻孔深度,效率低且人为因素大的问题,通过研究基于钻杆柱中声波反射原理设计了便携式钻孔深度测量装置,利用声波在钻杆柱中的传播的速度和声波在钻杆柱中往返传播一个周期的时间计算出钻孔中钻杆柱的长度,确定钻孔深度。设计的矿用钻孔深度测量装置主要由3部分组成：激震源、探头和主机,关键的数据处理和人机交互等功能通过主机的软硬件实现。在大佛寺煤矿和寺河煤矿进行的现场试验,验证了该装置的测量深度大于200 m,最大误差不超过10 m,能够满足煤矿井下孔深测量的迫切需要。     

软土路基沉降非线性曲线拟合法研究

该文对双曲线回归拟合法和指数曲线拟合法进行探讨,采用线性和非线性最小二乘法为原则,对徐宿高速公路断面的实测沉降资料进行迭代分析并从推理结果的比较中说明二种方法的特点。结果证明采用双曲线法计算压缩性高,次固结影响较大的软土较为准确。     

地下工程测量横向贯通误差处理方法研究

 为了提高地下工程贯通的施工质量，减小由地面控制网误差引起的横向贯通误差，本文在对地下工程地面控制网的平差方法及横向贯通误差估算方法的研究的基础上，提出了在传统的最小二乘原则下结合横向贯通误差为零这样的约束条件对地面控制网进行平差的方法，并通过实例验证了该方法的可行性，对平差方法提出了一些建议。本文对类似的地下工程贯通平差具有一定的指导作用。     

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f＞0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10-3 m-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。     

Improvement of Pipe Pushing Method

In focus is improvement of hole-making technology by vibro hammer pushing with batch-wise removal of soil core while a pipe is driven in soil under impact loading. The important advantage of the technology is the concurrent pipe driving and soil core removal. The minimal air pressure required to separate a core and transport it along the pipe is determined. The frequency of soil core separation and transport during vibro-hammer driving of pipes in soil has been tested in underground construction of utilities. The tests prove the possibility to cut-down time of trenchless construction of underground passages and to raise the level of mechanization of the operations.     

利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数

针对概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在算法复杂、计算量大等问题,将具有算法简单、计算量小、精度高等特点的果蝇算法引入到概率积分法开采沉陷预计参数反演中,研究了利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数的基本原理,构造了下沉拟合值与实测值均方差最小的适应度函数模型。结合安徽省某煤矿的实测数据,分别采用果蝇算法、遗传算法以及粒子群算法反演概率积分法开采沉陷预计参数,并以下沉拟合值与实测值的均方差为各算法反演精度的评价标准进行对比分析,结果表明：利用果蝇算法反演出的下沉拟合值与实测值的均方差（33.7 mm）以及相对中误差（1.4%）均小于同类条件下遗传算法、粒子群算法的反演结果,说明果蝇算法适用于反演概率积分法开采沉陷预计参数,对于提高概率积分法开采沉陷预计的精度有一定的参考价值。     

基于最小二乘支持向量机的动力配煤着火特性预测模型

将最小二乘支持向量机建模方法引入到动力配煤着火特性的分析建模中,针对配煤指标中计算困难的着火温度指标建立了最小二乘支持向量机模型,一方面克服了神经网络算法的过拟合、泛化能力弱等缺点;另一方面提高了求解过程的计算速度。采用微粒群算法(PSO)对模型参数进行优化,模型留一验证得到预测均方误差为8.60,相关系数为0.93,对65个样本进行预测分析,得到较高的预测精度。因此采用最小二乘支持向量机方法可以实现较精确的配煤着火温度预测。