煤矿井下自动化钻探技术概况与智能化发展前瞻

针对煤矿井下钻场人员需求大、安全隐患多、一人操作难以同时控制钻机动作并从全局视角知悉钻机运行状态等问题,引入了数字孪生技术,设计开发了钻机远程服务平台。该平台系统以ZDY25000LDK钻机为载体,融合了钻机远程控制系统、数字孪生模型和参数监测系统3方面技术,通过检测与执行层、数据传输层和远程集控层实现钻机远程控制、钻机运行全生命周期映射与参数监测。钻机远程控制系统实现了实时远距离控制钻机,数字孪生模型能够映射钻机各运动部件的运动状态,并能通过仿真实验为钻探施工提供先验参考,参数监测系统实现了对钻机状态参数和钻进参数的实时监测。基于该钻机远程服务平台,进行了平台的功能性和实时性验证。试验结果表明：钻机远程服务平台能够实现钻机远程控制,并从全局视角上映射和监测钻机运行状态和参数,通过数字孪生体仿真,得出钻机上扣过程中动力头回转速度和给进速度的最优比值为4.28,与实际上扣情况相符。平台操作方便、实时性高、可靠性好、人机交互友好,为煤矿井下钻探工作的减人增效和智能化升级提供了解决方案。

     

华北地区重力场与沉积层构造

位于中朝准地台的华北地区是由几个不同的断块组成的,重力异常场的分布具有很强的浅部效应、块状分布和深浅叠加场的特点。重力的高程效应很复杂,不同波长的起伏变化有不同的影响系数。本文对布格改正的有关问题进行了讨论,指出华北如区表浅层的密度值偏低（2520kg/m3）,该区合理的布格改正公式为△g2=-0.0879H。将重力场的垂直导数和向上延拓结合起来,有利于揭示地壳上部构造特征。本文搜集整理了由第四系到寒武系的沉积层资料,给出了沉积层总厚度和视密度的分布。对深部重力异常的分析表明,华北沉积层的形成有深源性质,在均衡调节中起着一定的内载荷作用。     

内蒙古和林格尔新区核心区地下空间适宜性评价

本文以内蒙古和林格尔新区核心区为研究范围,利用已有调查数据,基于MapGIS平台,从水文地质、工程地质、不良地质及地貌4个方面选取9个因子组成了地下空间适宜性评价指标体系,采用层次分析法对研究区地下空间适宜性进行了评价。评价结果显示：研究区浅层地下空间较适宜区占总面积99.71%;中层地下空间较适宜区占总面积95.03%;深层地下空间较适宜区分布于研究区东南部,占总面积26.95%,次适宜区大面积分布于研究区中西部区域,占总面积72.27%。研究结果表明：研究区地下空间资源综合适宜性等级基本以较适宜、次适宜为主,区内不同竖向层次与不同区位地下空间资源的适宜性存在差异,资源条件总体上呈现\     

非饱和砂土抗拉强度的试验研究

含水合物土的抗拉强度特性对含水合物地层的稳定评估具有重要意义。以黏质粉土为赋存介质,利用四氢呋喃(THF)合成含水合物土试样,在冷冻库中利用改进后的单轴拉伸装置研究了含水合物土单轴抗拉强度特性。试验结果表明水合物饱和度、试样干密度、细粒含量对含水合物土的抗拉强度存在明显影响。随着水合物饱和度的增加,抗拉强度呈现指数函数的增长趋势。干密度和细粒含量对抗拉强度的影响在不同的水合物饱和度情况下影响不同,在低水合物饱和度情况下,干密度和细粒含量的增加会使抗拉强度增强;而在较高的水合物饱和度情况下,抗拉强度则随着干密度和细粒含量增加而降低。此外,通过分析含水合物土的波速特性,建立抗拉强度与波速之间的经验关系式。这一关系式对采用声波来估算含水合物土试样的抗拉特性具有重要的参考意义。     

夏季湖北电网气象敏感负荷预测模型研究

利用2009-2010年湖北电网日用电负荷资料和气象资料,提出了基于电网负荷的分解算法,将电网日最大负荷分解为基础负荷与气象敏感负荷2个主要分量.其中,气象敏感负荷与气温、相对湿度及风速的综合气象敏感负荷条件指数相关.提出了基于权重指数的湖北省面平均气象敏感负荷条件指数的算法.利用相关比法,分析了湖北省气象敏感负荷与面均气象敏感负荷条件指数的非线性关系.基于均方偏差最小原理和非线性最小二乘法,建立了夏季湖北电网气象敏感负荷与面均气象敏感负荷条件指数的多项式预测关系模型.经2010年9月模型应用检验表明,预测平均误差低于6％.该模型可用于夏季湖北省电力专业气象服务工作.     

岩石爆破损伤模型的比选与改进

归纳了目前应用较为广泛的爆破损伤模型关于损伤变量的定义方法,基于FORTRAN与LS-DYNA自定义接口,将5种典型的爆破损伤模型成功导入LS-DYNA。根据具体的工程实例,对5种爆破损伤模型计算的精确性进行了对比计算和验证。结果表明,KUS模型与RFPA模型对应的结果与实测值更接近。选取计算结果较为准确的KUS模型进行改进,考虑压缩损伤,并修正了宏观弹性常数的确定方法,建立了拉压损伤模型,并对该模型的计算精确性进行验证,结果表明,该拉压损伤模型可以更好地定量描述岩体爆破损伤范围。     

基于流域的我国生态功能区划方法研究

生态功能区划是我国正在开展的一项关于资源与环境管理的重大基础性工作.生态功能区划的理论和方法是当前生态学、环境科学、地理学等学科面临的一项新的热点课题.本文首先讨论了生态功能区划的概念,从认识区划看,生态功能区划属于生态系统区域划分的范畴,从实践的角度,则强调人文活动对生态系统可持续能力产生的影响,指出自然生态区不是生态功能区,生态功能区须反映人类的利用和价值判断.生态功能区划,不单是以自然要素或自然系统的"地带性分异"为基础,更是以生态系统的等级结构和尺度原则为基础,用生态系统完整性的评价测量人类活动对生态系统的影响,将生态功能区划的科学基础落在"基于生态系统的管理"平台上.文章提出了基于流域的我国生态功能区划的初步思想,讨论了区划的原则和方法,建立了生态系统完整性评价和功能区划分的指标体系.其基本内容是,认识并按照生态系统的自然边界划分生态系统单元;进行生态系统完整性评价;在此基础上划分不同的生态功能区,确定主导生态功能.     

广西栗木花岗岩岩浆气—液分异作用与成矿作用

广西栗木花岗岩是华南地区具有代表性的含锡、钨、钽、铌矿的稀有金属花岗岩,发育一些紧密共生但结构有明显差异的岩石。在岩相学研究的基础上,运用热动力学原理对这些特殊地质现象进行成因分析以了解相应的岩浆演化过程,得出的结论构成了岩浆演化的动态证据链并相互印证,且与热动力学方程检验结论相吻合。研究结果表明,气—液分异是稀有金属花岗岩最重要的成岩与成矿作用机制。当富水岩浆上升侵位时,岩浆发生大规模的气—液分异作用,形成新的熔体相和大量夹带气相的气泡。新的熔体相因饱和水压尸(H_2O)的突然降低而过冷却结晶形成斑状结构岩石,气泡则上升迁移至不同部位,随后破裂再次发生气—液分异形成残余气流体和残余熔体相。残余气流体进一步交代先结晶的斑状结构岩石形成蚀变带花岗岩,或者结晶形成伟晶岩。残余气流体还是金属成矿元素迁移的主要载体,岩体内带的蚀变花岗岩型锡铌钽矿的成矿作用主要与残余气流体对花岗岩的自交代作用有关,而岩体顶上带的岩脉型钨锡矿的成矿作用主要与残余气流体在围岩裂隙中的结晶作用有关。     

安丘台定点形变监测与地震活动性的相关性分析

应用安丘台跨断层定点形变的水准观测资料进行一般多项式曲线分段拟合,结合周边的地震活动背景．研究断层活动与地震活动之间的关系。结果表明,断层活动和周边的地震活动在频度上存在对应关系。可利用断层活动与地震活动的对应关系,为台站周边地区的地震预报提供参考指标。     

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物地震属性

对台湾西南海域增生楔部位长排列多道地震数据进行地震成像、速度分析、AVO分析、AVO反演处理,获得了天然气水合物多属性地震特征.在偏移剖面上,BSR与海底近似平行,极性与海底相反,穿越沉积层.AVO分析显示,强BSR振幅部位,BSR振幅随偏移距增大而增大.精细速度分析表明强BSR振幅下方存在纵波低速层.对应于强BSR振幅部位,AVO反演的P波、G波为相对高负值区,位于P、G交会图的第三象限,该部位泊松比变化率为负值,横波反射系数接近于零.以上多属性地震特征均预示着该区域可能存在天然气水合物层,且天然气水合物层下方可能存在游离甲烷气层.