煤矿无人工作面开采技术研究

为解决中国煤矿开采技术装备普遍落后,煤炭资源回收率低、死亡率高以及"数字矿山"发展缓慢的问题,基于科学采矿理念,分析煤矿开采现状,研究存在的问题,提出高度自动化与传统综采工艺相结合的无人工作面的概念和系统模型,构建了无人工作面的技术框架,分析了需要解决的关键技术,包括采煤机自动调高、采煤机自主定位与导航系统、煤岩界面自动识别、井上-井下双向通讯、采煤工艺智能化、工作面组件式软件和模型及数据库技术,指出了应用状况。     

基于属性间交互信息的预剪枝ID3算法

ID3算法是决策树归纳中普遍而有效的启发式算法.本文针对ID3算法的不足,给出了一个改进版本,它在选择测试属性时不仅要求该属性和类的交互信息较大,而且要求和祖先结点使用过的属性之间的交互性息尽可能小,从而避免了对冗余属性的选择,实现信息熵的真正减少.在生成树的过程中,设定分类阈值,对树进行剪枝,以避免数据子集过小,使进一步划分失去统计意义.实验结果表明,该算法能构造出比ID3算法更优的决策树.     

多道遥测地层电阻率法及在采空区勘探中应用

为克服大地电磁勘探中"体积效应"的缺点,提高探测精度,提出多道遥测地层电阻率法,该方法是在一个局部区域内,将勘探深度和电磁波周期进行线性化处理,使得地层电阻率和测深曲线建立对应关系,并据此设计了一个多道探测地下矿层电阻率的观测系统.将该系统用于某煤田采空区的勘查,对得到的地层电阻率曲线进行对比和分析,结果和实际情况相吻合.该方法也可用于煤炭、石油、地下水等资源的勘探,具有极其广泛的应用前景.     

磁化水的理化特性及其煤层注水增注机制

为了提高煤层注水的效果,采用理论分析的方法,研究了磁化水的理化特性和进行煤层注水时的增注机制.结果表明,磁化水的水分子链(团)中的氢键会发生弯曲和局部断裂,水分子间的引力常数变小,水分子得到活化,导致水的表面张力降低,加大了煤体对水分子的吸附能力,提高了煤体的润湿效果;水的粘度系数的降低,加快了水在煤体中的渗流速度,提高了水在煤体中的渗透率.分析表明,磁化水在煤层注水方面的应用具有良好的应用前景.     

基于模糊神经网络的瓦斯爆炸危险性评价模型

煤矿瓦斯爆炸事故的复杂性和随机性决定了煤矿瓦斯爆炸重大危险源的变化不会按照某一特定的规律或函数变化.模糊神经网络具有较强的非线性函数逼近能力和较强的自学习、自适应和联想能力.通过简化易燃、易爆、有毒重大危险源评价模型,确定了网络的输入参数,应用模糊神经网络对各参数之间的关系进行计算,验算结果表明:该网络模型在评价煤矿瓦斯爆炸危险性方面效果良好.     

氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限影响的实验研究

为研究矿井瓦斯中含有的氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限的影响,建立了多组分瓦斯混合气体爆炸实验系统.运用该实验系统对分别混有氢气、异丁烷和正己烷的甲烷气体的爆炸下限进行了测定.实验结果表明:强点火源条件下,当混有氢气的体积分数达到1.5%时,甲烷的爆炸下限可以降到1%;当异丁烷和正己烷的体积分数约为0.25%时,甲烷的爆炸下限可降到2%左右.图8,表5,参10.     

基于数字地形模型土微结构三维孔隙度的计算方法

为了充分利用SEM图像中蕴含的三维信息,反映土样内部孔隙特性,提出了利用数字地形模型(DTM)计算三维孔隙度的方法,该方法无需选取阀值对图像进行分割,避免了由于阀值选取引起的统计误差。利用该方法计算了天津港某杂货码头不同深度土样的孔隙度,并与压汞法、土工实验方法和基于图像二维孔隙度的计算结果进行了对比分析,结果表明:以住图像二维孔隙度只反映了孔隙结构一个剖面的孔隙度,与其他方法结果相差较大,而DTM法计算结果与压汞法、土工实验方法所得的结果相近,反映了土样的三维孔隙度的实际情况。该方法对进一步研究土样内部三维结构具有一定的参考价值。     

定向水力压裂技术研究与应用

针对煤矿井下实施水力压裂措施后增透方向不确定导致应力集中的问题,提出了定向孔定向水力压裂技术.介绍了定向水力压裂的必要性及当前研究现状,分析了定向孔定向作用机理,确定了定向孔的布置位置、间距等参数.利用数值模拟软件验证了定向孔的导向控制效果.分析结果表明:在压裂孔连心线上布置定向孔.定向孔与压裂孔间距为3～4m时,定向孔起到了辅助自由面的作用,对压裂产生的裂隙具有导向和加速扩展的作用.定向孔诱导裂隙从压裂孔周围向定向孔方向发展,进而促使压裂孔之间实现贯通,消除了应力集中,达到了整体卸压增透的效果.现场实施穿层定向水力压裂后,工作面瓦斯突出危险性指标q值、S值减小,变化幅度降低,掘进速度提高了69％,实现了安全生产.     

玻璃幕墙建筑的火灾特性

为分析幕墙建筑的火灾危险性,借助FDS模拟软件,建立全尺寸双层玻璃幕墙建筑模型,并对低楼层火灾特性进行数值模拟。结果表明:发生火灾时,双层幕墙间温度近似"V"字型分布;随着幕墙间距的增加,幕墙侧面高温点增多,玻璃随机炸裂的危险性急剧增大;随着时间的增加,起火房间的高温点向幕墙转移;起火房间内的CO浓度较高,且高层房间的CO浓度高于低层房间。该结果为幕墙建筑火灾防范提供了理论依据。     

北京市局部大气沉降颗粒表面成分分析

采用X射线光电子能谱（XPS）对大气沉降颗粒表面元素组成和元素的存在形式进行分析,发现其表面含有Al、Ca、Si等地壳元素和C、N、O等轻元素。Al、Si、Ca等地壳元素的原子数分数总和高达16.4%,表明大气颗粒物的沉降过程伴随着地壳元素的累积;元素S与N的原子数分数比值接近1,表明没有足够的碱性物质NH₃中和酸性物质SO₄^2-,沉降颗粒表面呈现酸性。结合高分辨率XPS图谱分析,发现沉降颗粒物表面的含碳物质以有机含碳化合物为主,同时存在少量的无定型碳;而氮元素则主要来源于以NO_x、NH₄⁺为主的无机氮和以吡啶氮为主的有机氮。