基于改进突变级数法的金属矿采空区稳定性评价

为了有效、科学地对金属矿采空区的稳定性进行评价,提出基于改进突变级数法的采空区稳定性分析模型。根据改进突变级数法,对影响采空区稳定的9个因素进行多层次分解,并运用主成分分析法确定各层指标的相对重要性,以获得采空区稳定性评价指标体系。为得到最后的评价结果,对数据进行归一化处理,并结合突变理论与模糊数学理论,进行综合量化运算。利用搜集的26组地下金属矿采空区数据,对该评价模型进行训练和检验。研究表明,该评价模型既有效地避免了直接使用难于确定的“权重”概念,又客观地确定了各层指标的相对重要性,其判别结果比较符合实际,为金属矿采空区稳定性评价提供了一种新方法。     

基于正压密封方法的闭式采空区灭火技术

为提高闭式采空区密闭漏风控制效果,基于矿井空气流动基础理论,运用RFPA软件建立了注氮气室正压密封采空区数值模型,模拟分析了注氮气室正压作用对采空区密闭漏风行为的影响规律,提出了基于注氮气室正压密封方法的采空区灭火技术,并在恒大煤矿5333工作面采空区进行了应用.结果表明,在气室内氮气相对正压作用下,通风巷道向采空区漏风速度快速减小至0,并最终产生反向,形成由气室向外部微量漏氮气的状态,5333采空区采取正压密封方法后,内部CO、C2H4和温度快速消失和降低至安全范围值.     

快速3D激光扫描技术中数据采集系统的设计

介绍了快速3D人体激光扫描技术的原理,详细的阐述了3D激光扫描技术中数据采集部分的设计方案,从计算机软件和硬件两方面的给出了数据采集系统的实现方法.     

基于尺寸效应的采空区危险度RS-TOPSIS法辨识

为准确预测地下采空区危险性,选用采空区结构的跨度、暴露面积、高度、埋深、矿柱尺寸布置等5个采空区危险度结构尺寸影响因素作为评价指标,建立采空区危险度粗糙集-逼近理想解排序法(RS-TOPSIS)综合评价体系。基于粗糙集理论(RS)中的粗糙依赖度,通过计算评价指标与评价等级间的粗糙依赖度得到指标权重。以40个采空区探测系统(CMS)实测采空区作为评价对象,根据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型采空区,结合逼近理想解的排序法(TOPSIS),实现采空区危险度5级贴近度的分类,并辨识实测采空区危险度。研究结果表明,用为采空区群矿山建立的采空区危险度基于结构尺寸效应的RS-TOPSIS法,能够实现危险度5级分类辨识,辨识结果与采空区危险度数值分析结果吻合度为92.5%。     

基于熵权法和物元分析的采空区危险性评价研究

为了更精确合理地评价采空区危险性,针对采空区危险性评价中涉及的各因素复杂性和不相容性特点,运用熵权法与物元分析建立采空区危险性评价模型。从地质条件和工程实际出发,考虑采空区稳定性的14项影响因素,基于多指标优化融合的思想,通过物元变换建立采空区危险性评价的物元体系,计算评价指标对评价等级的关联度,引入熵权法确定评价指标的权重,然后根据采空区危险性对评价等级的关联度确定采空区危险性等级。将该方法用于评价湖南冷水江锡矿山8个采空区的危险性,得出其危险性等级分别为Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅳ级和Ⅳ级,该评价结果与实际情况相符。     

基于下落法的PFC3D岩土模型构建及应用

使用PFC3D按照其用户手册上的步骤构建模型时,存在半径放大系数(mul)确定困难、构造的不同属性颗粒体的边界连接程度难以保证等问题。由此,提出了基于"下落法(Particles Fall Method,PFM)"的PFC3D岩土模型的构造方法。该方法根据颗粒岩体的自然形成过程,在规定区域内使颗粒自然下落堆积、压实和充分接触,然后通过删除规定形状外的颗粒进行构型,计算至平衡得到初始地应力场。与经典步骤相比该方法不用计算mul,不用建立边坡墙和土层间的分界墙,不用消除悬浮颗粒;但增加了颗粒下落计算和构型过程。提供了整体下落法(Overall Particles Fall Method,OPFM)和分层下落法(Hierarchical Particles Fall Method,HPFM)两种方式。通过实际工程分析,总体上模型的精确度和构造便捷程度优于经典方法,一次模型构建的成功率较高。     

基于.NET Framework和Direct3D技术实现危险性液体储罐泄漏过程的三维仿真

由于windows操作系统的大面积使用,使得基于windows操作系统的Direct3D技术在游戏开发和三维仿真方面日益重要,已经成为事实上的3D标准,基于.NET Framework的3D技术的开发也是未来一个趋势,本文研究建立了描述危险性液体储罐泄漏过程的数值模型,基于.NETFramework,运用Direct3D技术开发了动态模拟软件,不仅实现了泄漏过程的三维动态效果,提高仿真的逼真程度,而且可以获取泄漏速率、泄漏量、液面高度和时间的关系。实例分析结果表明,本文所建立的数值模型和仿真方法是可行的,模拟仿真结果为危险性液体储罐泄漏事故后果定量风险评价和事故应急救援提供理论依据和基础数据,也可以应用于科研方面,进一步研究液体储罐泄漏机理,节省研究时人力物力和时间的消耗。     

基于AHP-熵权法组合赋权的排水管网风险评估方法研究

近年来,随着我国城镇化程度的快速提升,城市排水管网发展迅速,也日益被关注.首先介绍了结合层次分析法和熵权法的组合赋权法,给出了排水管网风险因素指标,建立了排水管网风险评估指标体系,并介绍了排水管网的风险评分方法,用风险矩阵对风险进行评级.最后对城市区域的排水管网进行了案例分析,并用评价召回率对评价方法的效果进行评估,结果表明,建议的方法能较全面地识别市政排水管网问题管段.     

基于模糊综合评价法的电力施工应急演练效果评估技术研究

应急演练效果评估是发现应急演练中存在的问题,完善应急准备工作,使应急演练形成闭环的关键一步。针对目前电力施工领域应急演练效果评估尚无统一的评价标准,本文通过总结电力施工基本特点,运用层次分析法与模糊综合评价法,以策划准备、演练实施、评估改进为主线构建了相关评估指标体系,将应急演练效果评估分为3个准则层(一级指标),12个指标层(二级指标),分析了不同权重对于评估结果的影响并进行了实例应用,对于电力施工企业开展应急演练效果评估工作具有指导意义。     

复杂形态井巷工程三维激光扫描与MIDAS-FLAC3D耦合建模稳定性分析研究

受井巷工程空间形态的复杂性及探测技术的局限性影响,部分人员无法进入的复杂形态井巷工程的实际空间形态往往很难准确获得,复杂井巷工程的数值分析往往很难进行建模或建立模型与实际误差较大,而在此基础上进行的稳定性分析结果可靠性往往较差。采用三维激光扫描技术对复杂形态井巷工程进行三维激光点云扫描,基于点云数据运用MIDAS软件建立精确形态的复杂井巷工程模型,通过耦合技术建立最终可以在FLAC3D中进行运算并且与实际形态相一致的数值模型。最后以某矿山主溜井为工程实例,利用三维激光精确扫描技术获取该井巷工程的实际空间形态,在此基础上进行MIDAS与FLAC3D耦合方法的建模分析,对该复杂井巷工程的稳定状况进行了稳定性分析。     

基于激光扫描和无人机倾斜摄影的露天采场安全监测应用

为解决露天采场安全监测中观测困难、效率低下等问题,结合引用三维激光扫描和无人机倾斜摄影等三维测量技术开展露天采场安全监测融合应用研究。通过应用研究表明:2类技术结合应用可实现露天采场生产环境信息完整三维数据采集;通过统一控制点坐标系和基于点云特征点的迭代最临近点配准算法（ICP）可有效融合2类点云数据,能构建高时效、高精度、高分辨率的采场三维点云模型;融合的三维模型能直观再现采场生产环境,多尺度精准监测安全隐患问题,有效辅助采场生产安全规划;该技术方案弥补了人工安全监测缺陷,提高了安全监测效率,可适用于矿山尾矿库、水电大坝等其他危险源安全监测应用。     

基于3DMINE-MIDAS-FLAC~(3D)耦合的残矿回采稳定性研究

残矿开采条件极为复杂,回采安全性差。为了保障残采安全,利用3DMINE,MIDAS/GTS,FLAC3D软件的耦合,对残采方案的稳定性进行数值模拟研究,根据残矿开挖后所形成空区的围岩位移、应力及塑性区状态判定回采危险区。选取某矿山浅部中段残采工程为例,研究结果表明:该矿山-47 m中段部分间柱采空区的帮壁和顶板因岩移过大、拉应力过大、拉伸塑性破坏或剪切塑性破坏,出现了11处危险区;顶柱采空区顶板因拉伸塑性破坏,出现了6处危险区。通过此3种软件的耦合可精细建立复杂的数值模型,提高数值模拟结果的合理性,危险区的判定有助于指导矿山残采过程中安全监测与支护措施的实施。     

基于三维GIS的油罐区应急管理平台研究与实现

分析油罐区危险特性和事故模式,将三维GIS系统、日常管理、监控预警、应急指挥与辅助决策等功能进行集成,建立基于三维GIS的油罐区一体化应急管理平台。该平台利用数据融合技术,将液位、可燃气体、温度等多参数进行了融合,提高了报警可靠性。同时构建了DEA-BP应急资源配置模型,结合罐区事故类型,实现了罐区重大事故应急资源的优化配置。平台还提供数字化预案和三维应急演练,为油罐区员工提高应急安全技能提供了培训环境。     

闭环回旋控尘技术的三维数值模拟研究

针对输煤皮带转载点粉尘污染大的问题,提出一种新型粉尘控制技术。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,以气固两相流理论的颗粒轨道模型为基础,结合现场实际粉尘扩散规律,三维数值模拟皮带转载点的粉尘逸散规律。根据粉尘颗粒在皮带转载点的运移规律,提出了闭环回旋控尘技术,通过气固两相流和颗粒碰撞理论的三维数值模拟对该技术的控尘机理进行研究,并在木瓜煤矿进行试验应用。结果表明:闭环回旋控尘技术能有效控制粉尘扩散和降低粉尘颗粒动能,其降尘效率达到88%以上,同时,该技术无需任何动力,是未来节能型除尘产品的发展方向。     

三维点云基础上排土场垮塌影响范围研究

高台阶排土场下游常分布有居民区、厂房等,一旦垮塌,后果严重,因此完善的防治与应急准备工作十分关键,而排土场垮塌影响范围的预测是这些工作的重要前提依据。为提升高台阶排土场垮塌影响范围的预测准确性,需要获取准确的地形边界基础数据。通过利用三维激光扫描仪对新建排土场及其下游地形精细扫描,对获取的三维点云数据去噪、拼接、建模等处理,生成精度更高的数字高程模型与三维实体模型。在此基础上,结合新建高台阶排土场地质勘查与设计资料,建立颗粒离散元数值模型,利用PFC3D计算高台阶排土场垮塌影响范围,并与经验公式法计算结果对比分析,结果表明排土场颗粒离散元数值模型精度符合要求,可快速、准确地计算影响范围,从而为相关部门提供科学决策依据。     

抗滑桩加固三维多地层边坡最小势能稳定性分析

为了分析抗滑桩加固边坡的稳定性,基于最小势能原理,考虑桩土之间的相互作用和滑面储存的剪切势能,提出了抗滑桩加固多地层边坡的三维稳定性分析方法。将该方法与其他方法进行对比验证,并分析了抗滑桩相关参数对边坡稳定性的影响。结果表明:该方法是合理可行的;当抗滑桩位于边坡中部时,对边坡的稳定性更好;当抗滑桩的桩间距大于8 m时,抗滑桩间距的变化对边坡安全系数的影响较小。     

基于空天地三维数据的尾矿库安全监管技术研究

为提高尾矿库安全状态,解决当前尾矿库监管难度大、代价高、盲区多的现实问题,以四川省盐边县小水井尾矿库为研究对象,采用高分遥感、无人机和三维激光组成的空天地三维数据,建立多层级、多精度三维数据的协同流转模式,通过周边关系分析、关键指标检查、防排洪验算、稳定性分析和溃坝模拟等手段,提供了尾矿库风险管控与定量化评价的参数,研究结果表明:该技术可有效提升尾矿库安全监管的技术能力,有助于促进运营方和监管者建立尾矿库监测-预警-避灾-救援工作体系。     

基于情景要素的电网大面积停电事件情景序列构建方法研究

为了进一步做好电网大面积停电事件应对工作,针对电网大面积停电事件外部致因条件与事件内部演化规律不清的问题,采用“情景-构建”方法梳理事件情景要素,并在历史事故案例数据以及大量应急演练数据的基础上,综合运用数据挖掘方法,建立相关事件情景的逻辑与时间序列,为电网大面积停电事件的应急响应与决策指挥等工作提供科学、合理的理论支持,相关研究思路与方法也可为电力企业其它类型突发事件的应急管理工作提供参考。     

基于Delft3D模型的三峡航道环保疏浚水质数值模拟研究

以忠县皇华城河段为例,利用Delft3D数学模型对三峡航道环保疏的水质变化进行了数值模拟。结果表明:疏浚工程的进行对河道水质环境影响比较明显,随水流方向污染物质量浓度上升速率变慢,在疏浚点污染物质量浓度上升245 mg/L,疏浚点下方4 km处污染物质量浓度上升约为20 mg/L,河段末端污染物质量浓度上升约为14 mg/L;疏浚工程结束后,河段的水体水质能够较快得到恢复,离疏浚点越近恢复得越快,疏浚结束1 d后污染物质量浓度基本已恢复到本底值,疏浚工程对水环境的影响可以较快得到恢复。