基于CT扫描的煤中孔裂隙精细表征

为了深入探究煤层气赋存和运移的机理,需要对煤中孔裂隙进行定性分析和精细定量表征。为此,以沁水盆地南部五阳矿3号煤层的原煤为研究对象,应用X射线对原煤煤心进行360°全角度步进式扫描,借助CT分析构建出其三维数字化可视模型,在此基础上,采用DTM灰度阈值分割法求出孔裂隙的灰度阈值分割点,识别煤中孔裂隙,并与扫描电镜观测到的结果进行对比;采用Avizo软件建立孔裂隙系统的球棒模型,实现了对孔裂隙的定量表征,并与压汞实验结果进行对比。研究结果表明:(1)DTM灰度阈值分割法可以准确识别煤中孔裂隙,并且与扫描电镜图像中同一裂隙的形态和发育尺度基本一致;(2)利用CT扫描可以准确识别直径19.20 mm、高度10.59 mm样品中孔径大于12.40μm的孔裂隙,展现孔裂隙在三维空间的分布情况;(3)压汞实验结果与CT扫描结果仅在以非连通孔隙为主的20~40μm孔径段存在差异,而在40μm以上孔径段二者的孔裂隙体积变化趋势则一致,其中CT扫描的分析结果更为可靠。     

多模态感知驱动下高堆石坝施工仿真参数集成深度学习模型

现有施工仿真参数建模方法主要依靠单一模态数据,且现有多模态数据采集过程存在一定的滞后性,导致仿真的实时性和准确性不足。针对上述问题,本文提出了多模态感知驱动下高堆石坝施工仿真参数集成深度学习模型。首先,在SpringBoot框架下开发了基于移动智能手机传感器的运动学和声学数据实时采集云平台,并采用低通滤波器和梅尔频谱等方法实现堆石坝施工机械多模态数据的实时采集与预处理;其次,提出了用于自动提取多模态数据特征的堆石坝施工机械精细活动状态识别深度学习模型。该模型集成了改进深度卷积长短期记忆循环神经网络(Improved DeepConvLSTM,IDeepConvLSTM)与深度卷积神经网络的优势,前者可精确感知施工机械运动方向,后者可从声音模态中感知施工机械振动状态。其中,IDeepConvLSTM在卷积层中间加入批量归一化层以提高收敛速度,并采用梯度缩放和剪裁以避免梯度爆炸的问题;进一步地,在云平台中采用大窗口移动过滤器在线处理机械活动识别结果,实现堆石坝施工仿真参数的实时建模。工程案例表明,相比于单一的运动学或声学模态的机械活动识别方法,本研究所提方法的识别精度分别提高了9.22%和23.62%。研究成果为提高堆石坝施工仿真的准确性和实时性提供了新的思路和技术手段,具有一定的应用和推广价值。     

生态建筑学在高层建设设计中的应用探究

随着社会经济的发展,人类活动范围逐渐扩大,人类的生存环境收到了严重破坏,为了追求生活质量,人类对生态环境的要求也越来越高。在当前的城市中,为了节约土地,高层建筑发展迅速,成为现代城市的主要标志之一,随着生态建筑学也开始在高层建筑设计中得到了应用。本文主要分析了生态建筑学在高层建筑设计中目标和应用,期望能够满足人们提高生活质量的要求。     

安装角和切割量对矿用轴流式风机通风安全性的影响

轴流式通风机作为煤矿通风系统的核心,其不同的叶片安装角和切割量对风机运行时的工作安全有较大的影响。因此,对不同安装角和切割量情况下风机的运行特性进行研究。利用仿真分析软件建立了动叶可调轴流式通风机的三维分析模型,对风机叶轮叶片的安装角和切割量不同情况下的风机的全压性能、工作效率、熵产率变化情况进行研究。结果表明:当安装角相同时,切割量越大风机工作时的全压、效率越高,当切割量相同时,安装角越大,风机工作时的全压越高,风机效率的最高值向着大流量侧倾斜,风机运行的稳定性就越高,运行就越安全。     

采用超低失调运放的集成积分器的设计与实现

采用特殊技术方法控制二级运放中特定MOS管尺寸,设计出一种超低失调电压的运算放大器,并将其应用到集成积分器的设计.然后基于理想积分器的工作原理,用一种新的方法,设计并实现了一种有超低失调运放的集成积分器.设计采用HHNEC0.18μm CMOS工艺,在Cadence环境下利用Hspice进行仿真,结果显示,运放失调为556nV,增益以及相位稳定裕度较大;积分器在1kHz频率工作时显示出良好的工作特性.版图设计考虑了失配与匹配的问题,并且通过了DRC和LVS规则检查.     

神狐海域水合物储层地质沉降数值模拟研究

我国南海神狐海域赋存大量天然气水合物资源,能够有效解决我国未来的能源紧缺问题。但由于其储层地质特征复杂,储层物性条件差,开采难度大,开发成本高,商业化开采之前仍需要进行大量的基础研究工作。本研究通过数值模拟手段研究南海神狐海域水合物,根据实际地质参数建立数值模拟模型,采用单一垂直井开采手段,研究不同生产参数对开采的影响,并对地质沉降进行评估,结果表明,井底压力越低,储层打开程度越高,产气速度越快,但是地层沉降越明显,为避免地质灾害,应合理控制生产压力。     

神狐海域天然气水合物智能拟合建模与开采研究

中国南海神狐海域水合物储层地质特征复杂,难以获取储层全部参数。本研究通过智能拟合手段,根据实际试采产气量拟合选择南海神狐海域作为目标区域,降压开采,结合垂直井网开采措施,提升开采效果,解决我国未来的能源紧缺问题。由于南海神狐海域水合物储层参数缺少数值模拟所需的精确值,通过历史拟合方法确定储层物性参数,并进行长期开采预测,为后续水合物开采实验做铺垫。     

长壁回采顶板围岩裂隙场演变数值模拟

长壁回采围岩破损规律对于认识地压规律和支护技术具有重要意义。围岩破损的物理实质是微缺陷的形成、扩展和贯通,可以用损伤力学模型描述。根据岩石单轴应力-应变曲线,定义一维损伤变量,唯象地表示岩体单元的破损程度。利用双剪强度理论将一维损伤模型推广到三维损伤模型。数值试验以某大型深埋地下煤矿己15-16-24110长壁回采矿块为对象,模拟回采推进过程中顶、底板岩层的破损发展。结果表明,损伤模型具有非常好的适应性,揭示的围岩损伤规律是:①采空区下部围岩的损伤程度和速度明显高于上部围岩;②在采空区远离工作面的方向,围岩损伤呈周期性振荡上升;③围岩损伤记录了应力作用的历史。     

水下航行器速度和姿态匹配的动基座快速对准滤波方法

研究了水下航行器动基座对准问题,建立了动基座对准误差模型,在对准时水下航行器在阵风、海浪的干扰下做直线加速运动,利用GPS提供的速度和姿态信息进行辅助对准,并建立了系统的观测方程.提出了一种基于四元数姿态更新的速度、姿态匹配方式的对准方法,并用该方法估计3个失准角.理论研究与仿真结果表明,该方法不但满足水平失准角估计的速度和精度要求,而且能快速、精确地估计出方位失准角.     

高心墙堆石坝大场景视频监控网络覆盖NCHHO优化

覆盖率和成本是衡量高心墙堆石坝视频监控网络部署优劣的重要指标。然而,现有研究缺乏对建设成本的综合考虑,且常用的视频监控网络覆盖优化求解方法存在收敛速度慢、易陷入局部最优等不足。针对上述问题,本文提出一种高心墙堆石坝大场景视频监控网络覆盖改进哈里斯鹰优化模型——非线性混沌哈里斯鹰优化（nonlinear chaotic Harris hawks optimization, NCHHO）模型。首先,提出表征视频网络部署成本的单位摄像头重复采样率指标,并基于集合覆盖理论构建以覆盖率和单位摄像头重复采样率最大为目标的视频监控网络覆盖优化模型。其次,利用混沌序列和非线性能量更新策略改进哈里斯鹰算法的种群初始化和搜索过程,提高算法的收敛速度、避免陷入早熟,并利用其求解视频监控网络覆盖优化模型。实例验证了改进哈里斯鹰算法在视频监控网络部署优化中的有效性和优越性,本研究得到的优化方案覆盖率和重复采样点比例分别为99.98%和60.3%,相比经验方案提高了13.8%和23.2%,显著优化了视频监控效果。