测井解释中岩性成份的最优化变尺度法分析

测井解释中岩性成份的分析是一个多参数的非线性反演问题，最优化变尺度法比较适合求解这一类问题，而且收敛速度快、效果好。这里主要讨论如何利用最优化变尺度法进行测井资料的岩性解释。首先介绍了最优化变尺度法的原理及其实现步骤，然后论述了最优化变尺度法在测井解释中的应用，包括目标函数的构制、岩性成份分析模型的建立，最后给出了最优化变尺度法在某井段岩性解释中的应用效果。     

加入多尺度图像纹理的岩性分类

利用遥感图像进行岩性分类,是遥感地质应用的重要方面之一.本文运用地统计学中变差函数提取图像纹理,并与原始的光谱图像相结合用于遥感图像的岩性分类.文章分析了不同尺度的纹理信息对岩性分类的作用,并进一步分析和比较多尺度图像纹理对岩性分类的作用.结果表明,在岩性分类过程中加入不同尺度的纹理信息可不同程度地提高图像的岩性分类精度,而同时加入多尺度的纹理信息,可得到更高的分类精度.将多尺度的图像纹理信息和光谱信息综合,是一种有效的岩性分类方法.     

基于逼近阶跃函数和拉格朗日插值的改进DDA方法

针对非连续变形分析中开合迭代难以收敛的难题,基于块体接触约束状态和块体位移之间的关系,提出了基于逼近阶跃函数和拉格朗日插值的改进DDA方法。采用双曲正切函数来逼近阶跃函数,利用阶跃函数将块体接触约束状态用块体位移来表达,以此来替代开合迭代,避免了开合迭代难以收敛的难题。利用拉格朗日插值原理,推导得到只含有块体位移为未知量的块体系统势能函数,并利用变尺度法来求解总体势能函数的极值以得到块体位移。分别结合滑块模型和地下洞室模型,分析了改进DDA方法的计算精度和计算速度,验证了文中提出的改进DDA方法的正确性和稳定性。研究表明:基于逼近阶跃函数和拉格朗日插值的改进DDA方法具有较高的精度,且相比较传统DDA方法而言,具有更为稳定的和更为强健的计算收敛性。因此,基于逼近阶跃函数和拉格朗日插值的改进DDA方法是一种稳定有效的数值计算方法,为解决非连续变形中开合迭代难以收敛的问题提供了新思路。     

二维大地电磁正则化共轭梯度法反演算法

针对大地电磁二维反演中目标函数收敛速度慢而且解的稳定性较差等问题,提出了大地电磁数据的正则化共轭梯度法反演算法(Regularized Conjugate Gradient Algorithm,RCGA)。此算法在构建目标函数时引入正则化的思想,利用共轭梯度法求解最优化问题。在每次迭代过程中根据目标的收敛情况更新正则化因子,有效地解决了迭代时目标函数发散的问题。最后对两个典型模型进行了试算,对其收敛速度及解的稳定性进行了分析,并与传统反演方法的计算结果进行了对比,结果都表明RCGA具有收敛速度快、精度高、结果稳定等优点。     

地下洞室黏弹性位移反分析模式分层运算

在洞室黏弹性位移参数反分析中,对分层优化方法存在初始值选取困难、计算量大等问题进行了探讨,提出了基于最小二乘法的模式分层运算方法,改变参数求解机制,避免了由于初始值选取不当造成迭代不收敛的现象,加强了求解搜索的有效性,提高解的精度和稳定性,通过工程实例进行验证。数值计算结果表明,模式分层运算对洞室黏弹性多参数位移反分析计算的结果真实、可靠。     

地下巷道弹性位移反分析各种优化方法的探讨

探讨了６种最优化方法（鲍威尔法、单纯形加速法、阻尼最小二乘法、变尺度法、模式搜索法和变量轮换法）在巷道弹性位移反分析中的应用情况。从参数初始点的选择、收敛速度、收敛精度和可靠性方面评价了这６种无约束最优化方法的优劣。     

引入地形校正的分区蚀变信息提取方法研究——以内蒙古帮帮乃别力切尔地区为例

选取我国重要矿集区内蒙古帮帮乃别力切尔地区作为研究区, 提出一种改进后的遥感蚀变信息提取方法, 即先分区提取蚀变信息, 后引入地形校正的提取方法。首先按照地貌、地形、岩性对研究区进行分区, 对提取的蚀变信息进行地形校正, 再综合地质资料以及物化探资料, 对研究区进行矿化蚀变信息综合提取, 并进行成矿预测。该方法较传统方法更好地显示了矿物蚀变信息, 消除了地形、岩性对异常信息提取的影响, 为今后的找矿勘查提供了更为准确的依据。      

非饱和渗流Richards方程数值求解的欠松弛方法

非饱和土渗流理论是岩土工程问题的基础理论,在土石坝渗流、污染物传输、冻土渗流相变和边坡稳定分析等领域有着广泛的应用。非饱和土渗流Richards方程的数值求解过程中,某些参数如水力传导系数计算不当可能引起非线性方法,如Picard方法或Newton方法的迭代收敛震荡,从而导致非线性迭代方法收敛缓慢和精度降低。为了消除或降低迭代收敛震荡对求解精度和计算性能的影响,目前主要采用欠松弛方法。通过一维入渗算例和二维非均质土坝渗流算例演示已有欠松弛方法的局限性,进而提出新的短项混合欠松弛法,并对其实用性和可靠性进行验证。     

多尺度岩石力学层对断层和裂缝发育的控制作用

岩石力学层是控制断层裂缝系统的重要因素,岩石力学层级次和分布特征影响油气富集和高产.岩石力学层界面类型、特征及其对裂缝限制能力的差异决定了界面之间的岩石力学层存在多尺度特征,并影响不同尺度裂缝的垂向延伸.多尺度岩石力学层划分方法包括裂缝层和构造层等构造变形方法、岩石学方法、层序地层学方法、测井数据反演力学参数法、实测岩石力学参数法、叠前地震数据反演等.岩性是岩石力学性质演化和裂缝发育的物质基础,岩性组合控制了多尺度岩石力学层的纵向分布规律.岩石力学层界面对裂缝的限制能力决定了对应岩石力学层的尺度.岩石力学层厚控制了层内裂缝密度,主要有裂缝间距指数线性模型和幂函数模型两种定量关系.大尺度岩石力学层控制了大尺度断层裂缝的倾角、密度及构造样式等特征,进一步控制了流体运移、富集和成藏,决定了含油层系的垂向分布以及有利储层的发育.中小尺度力学层及微尺度力学层控制了断溶体储层垂向非均质性.研究深化了对多尺度断层裂缝主控因素的理解,为油气渗流富集研究以及裂缝性储层建模提供了依据.     

P—Ⅲ型分布Φ值数值计算方法比较

皮尔逊Ⅲ型频率曲线的数值计算方法是水文频率计算中的难点之一。本文对近年来提出的几种数值计算方法进行了分析比较，并推导出了各数值计算方法试算离均系数Φ值的迭代公式。最后推荐计算精度高、运算速度快、收敛范围广的级数展开法迭代公式。     

无线电波透视在煤矿中的应用

根据无线电波坑道透视法的探测原理及技术参数的影响因素,提出了参数的选择及干扰因素的排除方法。介绍了如何选择频率、采样点距等技术参数,如何消除干扰的方法。将选择的参数实地测量,对采煤工作面中的工作目标做出精确解释。     

矿井电阻率法监测数据质量评价方法探讨

矿井电阻率法监测是采煤工作面顶底板水害预防的一项重要技术手段,但因井下监测环境电磁干扰复杂、强度极大,同时为煤矿安全生产考虑,最大发射电流受限,因此,矿井电阻率法监测采集数据的质量难以保证。为了从每日监测到的海量数据中选择可信度较高的数据加以利用,对比分析了常用的矿井直流电阻率法探测数据质量评价方法的优缺点,基于矿井电阻率法监测本身自动化、智能化、全波形、不间断数据采集的特点,研究了矿井电阻率法监测全波形数据的时频域特征;针对发射电流、原始数据噪声、数据稳定性3个方面,利用统计学原理提出定量的数据质量评价方法,设计了可用于矿井电阻率法监测数据质量评价的发射电流和稳定性、接收信号时间和空间稳定性以及原始数据的信噪比4种参数;并以此为基础建立了矿井电阻率法监测数据质量评价流程;最后应用于井下实际采集的监测数据。结果表明：该流程具备针对性强、手段丰富、较全面反映噪声干扰情况等优点,能够适用于井下电阻率法监测本身自动化、智能化、全波形不间断数据采集的特点,解决了现有技术条件下矿井电阻率法监测数据质量管控不足的问题。     

基于遗传算法的煤层注水渗透特征参数反演

煤层注水是防治矿井冲击地压灾害发生的最有效的方法。确定煤层渗透特征参数，是合理确定注水工艺参数、有效控制防灾效果的关键，有很强的现实意义。遗传算法是全局收敛的方法，用该算法对煤体导水、贮水等渗透特征参数反演，方法稳定可靠。以观测水分增值与计算结果的相对偏差作为最优搜索目标函数，建立GA反演适应度函数及迭代收敛准则；GA操作采用无条件保护最优个体、种群个体无死亡及每个体只有1次参与交换机会等规则。提出通过对已知参数正向问题结果(水分增值)的反演计算，验证遗传算法精度。算例结果表明，繁衍迭代至第41代时，反演参数结果与理论参数几乎完全拟合。达到最优解，精度符合工程要求。     

搅拌桩复合地基平面模拟的简化方法探讨

水泥土搅拌桩(DMM)在高速公路工程中得到广泛应用,人们也希望能对该复合地基在路堤荷载下的地基的变形深入了解,其数值分析是一种重要的方法。但是,采用三维有限元进行数值模拟在高速公路工程中容易造成数组过大,计算时间并且收敛性比较差,因此把三维问题简化为二维问题是众望所归。在把三维问题简化二维平面问题简化计算时,最重要的是参数的折减。基于水泥土搅拌桩复合地基的特性,结合理论分析提出了一种参数折减的方法。并依据连盐高速公路实测的数据验证了该参数简化方法的可行性。     

煤矿隐伏小断层的瓦斯抽采钻孔探测方法

断层对煤与瓦斯突出危险性影响较大,准确探测断层位置对预防灾害具有重要作用。目前,煤矿进行采掘作业之前,施工大量瓦斯抽采钻孔,但是这些钻孔包含的地质信息未被充分重视,为此,提出了利用穿层、顺层瓦斯抽采钻孔群探测隐伏断层的技术方法。通过建立瓦斯抽采钻孔探测断层的数学模型,计算断层面、煤层底板的三维坐标,通过绘制煤层底板等高线图及其三维图,确定断层位置、落差、产状和断层性质等基础参数。基于Matlab软件的图形用户界面（GUI）工具,编写了瓦斯抽采钻孔探测断层的软件,实现了断层信息的可视化,为准确判识断层提供了技术平台。通过钻孔定位、模型计算、图像处理、断层识别等综合技术方法,成功实现了利用瓦斯抽采钻孔进行隐伏小断层探测。      

地质数据回归分析的自变量迭代变换

回归分析是地质数据处理中应用最广的一种统计分析方法,尤其是其中的线性回归模型应用最广泛。模型中的变量,包括因变量和自变量,均被看作是线性的,但实际计算时,这些变量却可以看成是原始观测值的一种非线性的变换。     

济宁岱庄煤矿石膏体充填孔钻探施工技术

煤矿可采煤层覆岩石膏体充填是提高资源回采量、防止村镇密集区地面沉降塌陷而采取的一种新措施。以济宁岱庄煤矿石膏体充填孔为例,介绍了该孔的设计、主要技术要求及钻进技术参数。提出了应用PHP—HPAN优质泥浆,以提高钻进速度;正确使用钻具组合,每100m测斜一次以防止钻孔弯曲等切实可行的技术措施。从泥浆配制、焊接、下管、管路加工及安装的质量检验角度,详细介绍了成井的技术要点,并对固井作业中的冲孔、制浆和泵浆几个过程进行了说明。     

煤中不同尺度裂隙钻井液污染程度定量评价

煤层气钻井时,钻井液会对煤层孔-裂隙造成污染堵塞。为了查明钻井液对煤中不同尺度孔-裂隙的污染程度差异及不同尺度孔-裂隙对渗透率的贡献率,以晋城矿区长平矿井的煤为研究对象,应用扫描电镜（SEM）与Image Pro Plus（IPP）图像处理技术,定量表征煤中不同尺度裂隙污染前后的平均长度、平均宽度、总面积、总周长等参数;基于分形理论构建了污染前后不同尺度孔裂隙的渗透率数学模型,定量评价了污染前后渗透率变化,并与实验测试的渗透率结果进行对比,验证计算方法的可行性。结果表明:污染后不同尺度裂隙的平均长度和平均宽度均有所减小。减少程度从大到小依次为:毫米级 > 纳米级 > 微米级。不同尺度裂隙被污染程度不同,从大到小依次为:毫米级 > 微米级 > 纳米级;不同尺度裂隙对渗透率的贡献不同,一般情况下,毫米级裂隙是压裂液优先渗流通道,对渗透率的贡献最大,所占比例为46%~72%;微米级次之,所占比例为27%~53%;纳米级的贡献微乎其微,一般不超过2%。当煤中毫米级和微米级裂隙较多,且弯曲度、宽度非均质性较强时,可能存在大尺度向小尺度转化、小尺度裂隙增加现象。不同注入条件（如注入压力、注入时间）及钻井液类型对煤中不同尺度裂隙污染程度需要进一步深入研究。      

具有线性功能函数的神经元在矿井水质类型识别中的应用

正确识别矿井水质类型对于判断突水水源具有重要的意义。本文以华北某矿井为例,采用具有线性功能函数的神经元（AdaptiveLinearElement）方法对来自煤层顶、底板含水层的两种不同水质类型矿井水进行了有效的识别。实际输入的4个未知水样中,经识别两个为顶板水,两个为底板水。神经元学习训练时,其收敛性、收敛速度与步长参数α的选取密切相关。此外,神经元本身也具有一定的抗噪性,这使得神经元在较小噪声背景下仍能正常工作。