宜阳县矿山地质环境恢复与综合治理规划研究

为了最大限度地解决采矿活动引发的地质环境问题、避免造成地质环境恶化、消除地质环境隐患,使已破坏的矿山地质环境得到有效的治理,基于矿产资源概况及矿产资源开发利用现状,分析了矿山地质环境现状与发展趋势,得到了矿山地质环境问题、矿山地质环境破坏现状、恢复治理的矿山地质环境现状以及矿山地质环境发展趋势;研究了矿山地质环境综合治理规划,制定矿山开采准入条件、优化资源开采布局、实行矿产资源规模化开采、调控开采总量、提高资源综合利用率等政策措施,强化矿产资源开发准入时对地质环境的源头保护作用。最后,分析了矿山地质环境恢复治理工程部署。研究能够有效的保护矿山地质环境,使矿山成为真正的绿色矿山,基本消除了由于矿山开采带来的环境、地质方面的影响,使周围的群众能够正常的生产、生活,对全社会的安定团结和稳定发展也有重要意义,是保证矿区区域可持续发展的重要组成部分,具有重要的社会效益。     

矿井煤层底板承压水防治措施与应用研究

某井田周围的水源丰富,导致煤矿开采过程中出现了严重的涌水问题,对煤矿生产安全构成了一定程度的威胁。在对井田特征及主要水体进行简要介绍的基础上,分析了井田附近的水文地质特征。基于钻孔实验研究了11100掘进工作面围岩的水文地质情况,基于实验结果对工作面不同区域进行分区。利用综合探测、疏水降压和注浆加固技术制定了煤层底板承压水防治措施方案。通过实践应用发现取得了很好的效果,疏放水量达到了2万m³,工作面底板的钻孔承压值由最大时的0.76 MPa降到0。     

ICP-MS在线监测地表水中23种元素的应用

利用在线水质监测系统,建立了电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检测地表水中23种元素的分析方法,并对某河流进行数据采集、测试。测试结果表明,23种元素检出限为0.000 43~3.100 00 μg/L,加标回收率为91.0%~112.0%,精密度为1.3%~4.6%,该法与实验室检测结果的相对偏差为0.1%~6.8%,检测结果一致性良好;利用Au冲洗液改善汞的记忆效应,并探究了金汞比例;以实例验证了在线水质监测系统在环境污染预警方面的作用。该方法可用于地表水中23种元素含量的实时、连续监测。     

基于边缘计算的主动配电网功率自动补偿方法

为降低主动配电网运行网损与成本,提升其分布式电源消纳能力,研究了基于边缘计算的主动配电网功率自动补偿方法。设计包含终端设备层、边缘计算层、信息管理层与云计算层的主动配电网自动管理平台,实时监控主动配电网各设备的运行状况,运用边云协作模式实现平台对设备信息数据的采集、存储及预处理,并结合最低线路总网损目标函数,由云计算层建立双层规划主动配电网功率自动补偿模型,通过边缘计算层运算该模型后,完成主动配电网功率自动补偿。实例分析结果表明,该方法可有效降低主动配电网的总线路损耗,提升其运行的经济性,改善分布式电源消纳水平,运算的收敛性能好、精度与效率较高,CPU消耗量低,可保障主动配电网的低成本与安全稳定运行。     

基于电力线载波通信的调光控制系统研究

利用快速发展的嵌入式,提出了智能暗通信系统。目的在照明系统中引入载波（PLC）电力线路技术,充分利用房间内现有的输电线路,导体耦合的基本原理,以及国内外常用的一些电信接口导体芯片和各种光控制照明设备。设计了一种基于导体耦合的描述约束智能控制系统,并根据系统结构和控制原理进行了描述。     

基于相似日原理和CPSO-Elman模型的光伏电站短期功率预测

为了提高光伏电站短期预测功率的精度,提出一种基于相似日原理和改进CPSO-Elman神经网络模型的光伏电站短期功率预测方法。将历史运行数据按照时长划分不同季节,采用欧式距离对天气类型进行处理并建立天气类型系数,通过灰色关联分析法和余弦相似度指标结合选取相似日。由于粒子群算法搜索速度慢且存在易早熟等缺陷,采用改进混沌粒子群（CPSO）来优化Elman神经网络的权值和阈值,对夏季不同天气类型条件下的短期功率分别预测。选用南疆某光伏电站2020年运行数据进行分析,结果表明:CPSO-Elman在非晴天条件下也具有较高的预测精度。     

废弃矿山生态修复技术研究

废弃矿山会对周围的生态环境造成不良影响。对某废弃矿山的基本情况进行了简要介绍,对废弃矿山土壤的理化性质进行了详细的研究,发现土壤中绝大部分颗粒的粒径超过了1 mm,养分不充分,pH值呈碱性,且存在镉元素和铁元素污染问题。基于挂网种植技术对废弃矿山的排土场进行了生态修复,试验结果表明取得了较好的效果,排土场土壤的理化性质有了一定程度的改善,利用该项技术长时间实践,可以逐渐改善排土场的生态环境。利用不同植物分析了其对尾矿库中重金属的富集效果,发现蜈蚣草、银合欢、紫穗槐对镉元素的富集作用比较显著,蜈蚣草、鸡冠花对铁元素的富集作用非常明显。     

郑州市2005—2020年地下水埋深变化分析

分析郑州市浅层地下水埋深统测数据、长观孔数据以及历年降落漏斗面积变化数据,利用ArcGIS空间插值、衬度系数分析、描述性统计分析以及ARIMA模型,研究郑州市浅层地下水埋深空间分布特征和时间变化特征。分析结果表明,空间上,研究区浅层地下水埋深分区呈带状分布,水位埋深由西南向东北方向逐渐减小,其中10~20 m水位埋深区所占面积最大;时间上,年内,研究区埋深分布特征大致相同,各埋深分区面积有所变化;年际间,2014—2019年,年平均埋深下降2.87 m,下降速率0.5 m/a。2014年以前降落漏斗逐年增大,2014年以后,由于南水北调水入郑,供水结构发生改变,降落漏斗逐年减小。研究区地下水动态类型主要有开采型和开采—气象型,影响因素主要有降雨入渗补给、越流排泄和人工开采。最后基于DPS数据分析平台,利用ARIMA模型建立了数值模型,对2021年12个月的埋深进行了预测。     

基于Canny优化算法物理模拟实验覆岩裂隙场自动识别研究

为了实现实验过程中采动覆岩裂隙信息的自动识别,以某矿15235工作面为工程背景,设计了相似材料模拟实验,通过对定焦相机批量获取的近景摄影测量影像进行拼接和校正,获得了研究区域的正射影像。针对Canny算法在影像信息阈值分割方面的不足,提出了一种自适应阈值分割优化算法,实现了相似材料模型表观裂隙场的自动识别。基于Matlab研发平台,分别采用像素法和计盒维数法对工作面不同推进度的覆岩裂隙场进行了定量分析。结果表明,裂隙场信息提取完整,当工作面推进度分别为46、118、255 cm时,类间方差权重系数为3.16％、5.73％、7.68％,覆岩裂隙场分形维数为1.804、1.811和1.885,采动覆岩裂纹生长具有良好的自相似分形特性。工作面推进至255 cm时,采动覆岩垮落带高度和断裂带高度分别为13.31 cm和63.36 cm,左右垮落角分别为52°和55°。采用改进的Canny算法能够实现物理模拟实验采动覆岩裂隙场的精确辨识。     

基于改进蒙特卡洛法的智能电网实时运行风险评估

蒙特卡洛法需使用大量电网抽样数据,花费的风险评估时间长,提出一种改进蒙特卡洛法实现高效智能电网实时运行风险评估。从多方面考虑,构建智能电网风险评价指标体系,明确蒙特卡洛法存在抽样次数多及方差系数大的问题;将交叉熵重要抽样法与分散抽样法相结合,构建近似函数,令原本电网中微小概率事件转换为大概率事件,减少算法抽样次数和方差系数,提高算法的计算效率。实验表明,所提方法能够有效识别正常状态下及元件失效条件下的电网实时运行风险,并通过失效线路负荷转移的方式有效降低了智能电网实时运行风险。