不同成像原理显微镜在煤微表面形貌表征中的应用

本文分析了光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜的基本成像原理,并通过3种显微镜表征了煤样新鲜断面和抛光表面不同尺度的形貌。研究结果表明,光学显微镜下由于观察范围内煤样新鲜断面各点距离焦点不同使得观察到的图像常出现模糊不清的区域;抛光煤样表面较为平整,成像效果相对较好,且可以定性分析煤的不同组分。扫描电子显微镜扫描倍数可连续放大,且能通过二维图像显示三维结构进而得到更细致的微表面信息,其对抛光表面形貌的观察可以定性分析煤的不同组分。原子力显微镜得到的三维图像较二维图像能够更加直观地展示微表面形貌,微表面粗糙度、高差数值及其统计分布规律可准确得到;原子力显微镜可详细表征纳米级裂隙及其宽度,得到裂隙截面上3处宽度分别为21.63 nm、17.31 nm、8.66 nm。在煤样表面形貌研究中,若将光学显微镜细观表征、扫描电子显微镜微米级扫描和原子力显微镜纳米级探测三者相结合,可精确表达煤样从整体到局部、从毫米级到纳米级的特征,得到较为全面连续、定性定量的信息。     

尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值研究与应用

尾矿库在线监测预警系统设计中,降雨量预警阈值设定是关系到尾矿库防洪安全的重要问题。目前常采用的降雨量阈值确定方法计算的阈值,漏报概率大、空报率高,不能满足实际需求。本研究在对比常用方法的基础上,提出了基于地区水文特征的降雨量预警阈值确定方法,该方法充分考虑了土壤湿度和地区产汇流特性,大大提高了预警准确率,为尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值的设定提供参考。     

不同变质程度煤岩微表面电性特征

为进一步研究煤岩电磁辐射产生机理,通过原子力显微镜研究了不同变质程度煤岩微表面电势及电荷密度等电性参数的变化规律,将煤岩表面微观电性特征研究推进到微纳米尺度。结果表明:煤体表面在细观或宏观统计层面上显弱电性或电中性,但在纳米尺度下对外显示一定的电性特征;计算得到了煤体表面电荷密度,不同煤样的表面电荷密度差异明显,在79. 95～312. 97μC/m2变化;煤的变质程度对表面电性参数存在重要影响:随变质程度的升高,煤表面负电势经历了先缓慢下降又快速升高的变化趋势,表面电荷密度呈现出先减小后增大的"V"型曲线变化。研究煤岩微结构的电性特征,对从微观层面进一步揭示煤岩电磁辐射机理、瓦斯吸附和解吸过程,乃至煤岩物质特性等具有重要意义。     

基于机器学习的尾矿库监测数据异常识别研究

尾矿库在线监测是尾矿库安全预警的重要手段，如何识别监测数据中不符合实际情况的异常值，是提升尾矿库安全预警准确率的关键，也是尾矿库在线监测面临的重要问题。采用单类支持向量机、局部离群因子和3σ准则三种方法，对三组尾矿库在线监测数据进行异常识别；根据分类评价指标，研究了不同方法对异常数据的识别效能。结果显示，单类支持向量机、局部离群因子和3σ准则三种方法的平均查准率分别为0.962、0.934和0.929，平均查全率分别为0.960、0.910和0.256，平均正确率分别为0.984、0.970和0.855，平均F1分值分别为0.960、0.921和0.393，平均计算耗时为0.023 s、7.549 s和0.348 s。研究结果表明，单类支持向量机法和局部离群因子法的异常识别效果显著优于3σ准则法，单类支持向量机法识别效果优于局部离群因子法，计算速度显著优于局部离群因子法，其异常识别正确率高、计算速度快、综合性能较好。研究结果为尾矿库在线监测预警领域异常数据识别提供了有益参考。