基于BP神经网络的采空区激光探测环境误差修正

为了研究地下金属矿山高温-高湿-多尘复杂环境对采空区三维激光探测精度的影响,研发采空区复杂环境模拟装置,设计64组正交试验方案,分析温度、相对湿度和粉尘质量浓度对探测误差的影响并进行修正。为进一步量化探测误差,建立BP神经网络预测模型,并应用于某铅锌矿采空区的探测中。研究结果表明:随相对湿度升高,点云平均误差比呈"S"型曲线增长,当相对湿度介于75.0%～85.0%时,增长速率明显加快;随粉尘质量浓度增大,点云平均误差比以40 mg/m~3和100 mg/m~3为节点呈三段式线性增长,当粉尘质量浓度介于40～100 mg/m~3时,增长速率最快,当粉尘质量浓度大于100 mg/m~3时,增长速率次之,当粉尘质量浓度小于40 mg/m~3时,增长速率最低;温度对点云平均误差比影响较小。模型预测值与实测值的平均相对误差为1.80%,校正决定系数为0.993;修正后的采空区边界标高、体积和顶板暴露面积等参数更加符合实际情况。     

基于CFD综采面多尘源风流—粉尘分布规律分析

基于气固两相流理论,采用数值模拟的方法,对截割工序和移架工序两处主要尘源的产尘情况进行了研究。结果表明：液压支架移架工序主要会对产尘点下风侧0～40 m的区域内进行污染。采煤机截割工序在两滚筒处产生的粉尘质量浓度较高,约为3 g/m³。两处尘源几乎覆盖了从移架工序到回风巷的人行道全部区域。将模拟数据和现场测定的粉尘质量浓度值进行了对比,平均误差为10.02%,可见数值模拟的结果是合理的,可以为井下粉尘防治提供一定的理论依据。     

复杂采空区多次探测的点云数据精简方法

 针对复杂采空区激光探测中存在探测盲区需要进行多次重复探测的问题,研究激光多点扫描的点云数据精简方法。通过多点探测避免了单次探测盲区,加密了数据稀疏区。通过分析激光扫描轨迹线的拓扑关系,归纳了点云数据的分布特点。在对比传统数据精简的基础上,提出了保留采空区几何特征更为有效的点云数据精简方法--边长角度综合判据法,将密集区域的点云数据进行稀释。验证结果表明,通过对比精简前后求得三维模型的体积、精简率等指标,认为该方法保证了边界三维信息的完整性,而且该方法的数据精简率可达15%~25%。为矿山复杂采空区激光扫描三维空间信息精简获取提供了一种新思路,可后续三维建模及应用奠定基础。     

复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.     

复杂采空区激光多点探测及点云拼接与精简

针对复杂采空区激光探测中存在探测"盲区"和点云数据分布不均的问题,研究激光多点扫描和点云数据拼接与精简方法.通过多点探测避免了单次探测"盲区",加密了数据稀疏区.提出了基于公共坐标和最小二乘法的靶标矩阵转换方法,实现了多点探测点云的拼接.统计了点云密集区的分布规律;对密集散乱点云,提出了沿y轴方向分层剖分,层内数据以x和z坐标极值分区,区内每点以x值排序后依步长筛选的精简算法.大型贯通采空区验证表明:基于最小二乘法的拼接算法最优,误差范围在0.1 mm左右;数据精简率为15%~25%,确保了边界三维信息的完整性.     

打磨作业场所多尘源耦合扩散规律研究

为了改善移动打磨作业场所粉尘浓度超标的现状,以中车长客打磨车间为研究背景,利用高斯扩散模型,建立非稳态单尘源粉尘扩散模型,采用线性回归方法,研究多尘源耦合扩散规律;根据实验测定的不同高度单点和多点打磨的粉尘浓度,结合气溶胶粒子的运动方程和梯度下降法,求解出粒子扩散系数和多尘源耦合系数. 将得到的粉尘扩散模型与对照实验进行验证,结果表明,多点打磨在两个打磨点中间向前一定距离处会出现聚集点,且不同高度聚集点位置不同;多点打磨空间粉尘浓度是单点打磨的2~3倍,且最大值高达45.73 mg/m3,远高于国家卫生标准;多尘源打磨作业粉尘扩散模型平均误差为14.67%,具有一定可靠性,可用于后续对打磨车间粉尘防护技术和空间优化布置的研究.     

深部复杂环境下采空区激光扫描异常点云数据修正

分析了激光扫描轨迹曲线的拓扑关系;研究了深部复杂环境下采空区激光探测结果中异常点:“坏点”和“噪声点”产生的环境因素.针对XYZ格式数据,基于四点插入法提出了坏点修正方法;基于二阶几何连续性提出了弦夹角和弦高比的噪声点过滤复合判据,利用阈值选择方法,过滤噪声点.工程验证表明:修正后空区内部形态、顶板边界更准确,体积修正约20~70m3,顶板高度提高1~2m左右,为空区安全预警提供依据.该算法逻辑简单、计算量小,为深部复杂环境下采空区三维边界信息精确获取提供了一种新方法.     

基于FLUENT的大倾角综放面通风降尘系统

针对大倾角综放工作面倾角大、风流运动多变导致通风系统复杂、最优排尘风速难确定等问题,基于气固两相流动理论,建立大倾角综放工作面仿真模型.通过FLUENT软件进行数值模拟,研究了不同通风方式下综放工作面风流运动规律和粉尘分布、上行通风与下行通风的降尘机理及大倾角综放工作面的最优排尘风速.结果表明:上行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为1200~1600mg/m3;下行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为460~600mg/m3.下行通风方式更加适用于大倾角综放工作面.最优排尘风速为25~28m/s,入口风速不宜超过30m/s.对比工作面现场实测粉尘质量浓度与数值模拟分析可知,二者结果较为一致,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性.研究结果可为大倾角综放工作面采取有针对性的防尘措施提供理论指导.     

利用激光雷达和卫星遥感获得城市地面大气悬浮颗粒物浓度分布

使用香港元朗地区2008年MODIS卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)产品、激光雷达气溶胶消光系数垂直分布、地面相对湿度和地面气溶胶浓度观测资料等数据, 通过激光雷达数据建立地面消光系数和激光雷达AOD与气溶胶标高的关系, 利用这一关系和卫星AOD进行地面消光系数的反演估计, 并进行湿度订正; 通过建立地面气溶胶浓度和地面消光系数的关系, 进行卫星AOD产品和激光雷达气溶胶探测反演地面大气颗粒物质量浓度的研究及应用。结果表明, 卫星估计的地面消光系数与小时平均的颗粒物质量浓度观测值的相关系数为0.57~0.86 (PM2.5)和0.59~0.78 (PM10), 估计的质量浓度与小时平均的观测值对比的均方根偏差分别为11.64~25.34 g/m³ (PM2.5)和24.64~91.64 g/m³ (PM10), 表明可以通过卫星遥感进行大气悬浮颗粒物污染的监测应用。其中1 km分辨率的AOD产品, 因其更高的空间分辨率, 更适合反映具有复杂地形的城市地区大气悬浮颗粒物污染。     

布袋除尘器改造电除尘器关键技术在600 MW燃煤机组超低排放改造工程中的应用分析

 山西鲁能河曲发电公司完成了2×600 MW燃煤机组布袋除尘器改造为低低温电除尘器,实现了超低排放,通过协同优化三相电源低低温电除尘器和湿法脱硫同步实现SO₂和颗粒物的超低排放,针对本燃煤机组工况特点以及原布袋除尘器本体大小,通过对电除尘器本体选型、流场优化、三相电源等关键技术的工程应用,完成布袋除尘器改造电除尘器。结果表明：在电除尘器比集尘面积为83.5 m²/（m³·s）、入口烟尘质量浓度为35.8 g/m³的条件下,电除尘器出口烟尘排放总质量浓度在9.93~14.69 mg/m³,其中PM_2.5排放质量浓度不高于1.58 mg/m³。三相电源低低温电除尘集成湿法脱硫可满足燃煤电厂超低排放要求。     

西安南二环5月PM_(10)质量浓度时空变化规律

利用电脑微激光粉尘仪对西安市南二环2013年春季5月70 m高度范围内的可吸入颗粒物(PM_(10))质量浓度进行了4个昼夜的监测。观测发现,西安南二环PM_(10)质量浓度昼夜变化可分为5个阶段:第1阶段在8:00—10:00,PM_(10)平均质量浓度范围0.056 mg/m~3;第2阶段在12:00—14:00,PM_(10)平均质量浓度为0.075 mg/m~3;第3阶段在16:00—18:00,PM_(10)平均质量浓度为0.058 mg/m~3;第4阶段在20:00—22:00,PM_(10)平均质量浓度为0.070 mg/m~3;第5阶段在0:00—6:00,PM_(10)平均质量浓度为0.038 mg/m~3。高分辨率地垂向观测结果表明,西安5月PM_(10)质量浓度垂向变化可分为3种类型:第1种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度居中,平均递增率为0.048μg/m;第2种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度幅度增加最大,递增率为0.065μg/m,且波动变化明显;第3种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度最小,递增率为0.013μg/m。西安南二环5月PM_(10)质量浓度在1 m高度处最低,平均为0.048 mg/m~3;4~46 m高度范围内质量浓度较低,平均为0.051 mg/m~3;在49~67m高度范围内质量浓度较高,平均为0.052 mg/m~3;在70m处最高,平均为0.056 mg/m~3。观测期间PM_(10)质量浓度与4 m处的温度之间为显著正相关(y=240.73x+12.305),与4、7、10 m高度处的湿度为显著负相关(y=-606.42x+82.08)。     

中国油页岩粉尘爆炸特性实验研究

为掌握中国油页岩粉尘爆炸特性,利用标准测试装置对国内4个主要矿区的油页岩样品进行了粉尘着火敏感度及爆炸猛度实验研究,并和煤粉尘的爆炸特性进行了对比分析.结果表明,粉尘层最低着火温度为240~280℃,粉尘云最低着火温度为440~560℃,与烟煤热引燃敏感性近似;油页岩粉尘云最小点火能为0.2~16 J,分布范围较宽,其大小与样品挥发分含量负相关;粉尘爆炸下限为200~225 g/m3,高于烟煤;爆炸猛度在300~2 500 g/m3质量浓度范围内表现先增后减的趋势,最大值为烟煤的2/3.研究结果对了解中国油页岩粉尘爆炸危险性、选择工艺防爆方法具有参考价值.     

深圳市常见园林植物滞尘效应研究

以深圳市6种常见的园林植物为对象,研究其单位面积滞尘量及其粒径组成特征,探究植物叶片表面的微观形貌结构以及滞留颗粒物的组分和分布特征,分析气象因子对植物滞尘的影响。结果表明:1)6种园林植物的单位叶面积滞尘量排序为黄金榕(0.74±0.21g/m²)>鹅掌藤(0.42±0.26g/m²)>对叶榕(0.24±0.26g/m²)>龙船花(0.20±0.07 g/m²)>沿阶草(0.18±0.10 g/m²)>鸡蛋花(0.15±0.10 g/m²);2)6种园林植物滞尘以粒径α>10μm的颗粒物为主,质量占比为59.21%～88.92%(黄金榕除外),鹅掌藤对α>10μm颗粒物的滞尘能力最强(0.34±0.20g/m²),黄金榕对3μm<α<10μm(0.51±0.15 g/m²)和0.15μm<α<3μm (0.14±0.07g/m²     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制I:电除尘选型及工业应用

 针对电除尘细颗粒物(PM_2.5)排放控制,提出利用电除尘指数指导电除尘本体和电源设计选型技术的原理和方法,并介绍电除尘改造的应用案例.通过优化电除尘指数、采用三相高压电源开展电除尘改造和选型.通过电除尘和脱硫塔除雾器的同步改造,可以实现烟囱出口颗粒物排放浓度低于5 mg/m³,同时,PM_2.5 (直径2.5 μm 以下的颗粒物)排放浓度低于2.5 mg/m³.示范工程还表明当电除尘器出口PM₁₀(直径10 μm 以下的颗粒物)排放在6~30 mg/m³时,PM_2.5占PM₁₀比例为6%至20%;当PM₁₀排放在5~15 mg/m³时,PM_2.5排放可低于2.5 mg/m³.     

无人机摄影测量边坡结构面及块体稳定分析

为提高边坡结构面信息获取过程的安全性及测量结果的准确性,采用无人机多角度摄影测量获取结构面信息,得边坡结构面坐标以及出露迹线长.利用动态控制的相容Delaunay三角剖分对模型进行三角网格化,结合块体生成规则对边坡临空面出露块体进行稳定性分析,识别坡面出露关键块体,并利用GeoSMA-3D系统验证方法的可行性及精度.研究结果表明:点云切割最大关键块体为38.5748m³,GeoSMA-3D切割最大关键块体为38.5617m³,位置均在坡体中央位置,拟合效果良好.对于不规则碎裂岩质边坡,三维点云切割可以更好地表征边坡的块体位置,对于指导关键块体治理具有一定优势.     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制V:以660 MW机组为例分析讨论高压电源运行优化

本文讨论优化双室四电场电除尘器(ESP)所配套的16台中荷(ZH)三相高压电源和低压振打系统实现电除尘节能和减排。在16台传统单相高压电源供电下,电除尘出口PM10和PM2.5的排放分别为63 mg/m3和23.9 mg/m3,对应的高压一次电耗为1225 k V·A。采用16台ZH三相高压电源改造后,电除尘出口PM10和PM2.5的排放分别为10~16 mg/m3和2.0~2.5 mg/m3,对应的高压一次电耗为900~1050 k V·A。在同样高电压电耗下,PM10和PM2.5分别下降了78%和92%。     

2014年5月武汉市输入型沙尘污染案例分析

结合地面颗粒质量浓度、金属元素含量、垂直消光系数和地面气象观测资料、后轨迹模型及天气分析图, 分析2014年5月25-26日湖北武汉市监测的沙尘天气过程。结果表明, 这次沙尘暴源起新疆南部塔卡拉玛干沙漠和内蒙巴丹吉林和腾格尔沙漠, 随着冷空气向东向南传输, 兰州和银川PM₁₀小时浓度分别超过2000 μg/m³ 和1000 μg/m³, 武汉PM₁₀小时浓度超过500 μg/m³, 沙尘在传输过程中逐渐减弱。沙尘期间武汉市以粗颗粒污染为主, PM₁₀浓度陡升, PM_2.5占PM₁₀ 的含量下降到约35%。沙漠粉尘示踪元素Ca, V, Ba和Fe 浓度增加4 倍以上, 所占的总量百分比也增加一倍以上, As, Se, Cr, Cu, Zn 和Pb 等当地的人为污染源排放的金属元素浓度约为先前的1/5~2/5, 所占总量百分比下降明显。激光雷达观测到两次明显的沙尘沉降过程, 在近地面层(500 m 左右)存在均匀的消光系数大值区(最大0.086 km^-1)。以此例说明结合气象和环境的多种观测手段综合分析输入型空气污染的方法。     

DF方案联合顺铂腹腔热灌注化疗治疗晚期胃癌的临床研究

 为观察和比较多西他赛周方案给药联合5-氟尿嘧啶(5-FU)和顺铂(DDP)静脉化疗与多西他赛(DOC)、5-氟尿嘧啶静脉给药联合顺铂腹腔热灌注,治疗晚期胃癌患者的初步疗效和副反应,将90 例晚期胃癌患者,随机分入多西他赛、5-氟尿嘧啶和顺铂静脉化疗组或多西他赛、5 氟尿嘧啶静脉化疗联合顺铂腹腔热灌注化疗组,静脉化疗组45 例,热灌注化疗组45 例.研究表明,静脉化疗组有效率为44.4%(20/45),热灌注化疗组为66.7%(30/45),其中完全缓解(CR)1 例,有统计学差异(P=0.038);临床受益反应(CBR)评估,静脉化疗组有效率为64.4%(29/45),热灌注化疗组为82.2%(37/45),差异有统计学意义(P=0.0458);两组副反应主要为骨髓抑制,胃肠道反应,神经毒性等,无统计学差异.多西他赛周方案、5-氟尿嘧啶联合顺铂腹腔热灌注化疗方案治疗晚期胃癌近期疗效优于单存静脉化疗,两组副反应相似,耐受性良好.     

均苯三甲酸-镍配合物的湿敏性质

以1,3,5-苯三甲酸（H₃BTC）为配体, Ni²⁺为中心离子, 水为溶剂, 常温下合成均苯三甲酸-镍配合物（BTC-Ni）,通过X射线单晶衍射表征其晶体结构, 研究其频率特性、 响应恢复特性和湿滞特性等湿敏性质, 并对其感湿机理进行测试和分析. 结果表明： 该晶体单元结构为［Ni₃(BTC)₂·14H₂O］·2H₂O（CCDC编号：1990438）, 配合物为零维结构; 在中高湿度（54%~97% RH）区域的感湿特征曲线线性关系良好, 响应恢复时间为2 s, 湿敏性能优异, 适用于作为检测中高湿度环境的湿敏材料.