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2017年 39卷 6期
刊出日期:2017-06-15

论文
 
 
       论文
561 下沟矿瓦斯抽采系统仿真模拟及优化分析
周西华,董强,李昂,白刚,宋东平,赵海波.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.001
针对煤矿瓦斯抽采系统现场中经常遇到的钻孔抽采负压低、抽采流量小、管路漏气等问题,应用图论理论和流体力学理论,结合下沟矿实例建立瓦斯抽采解算数学物理模型,使用Cross算法数值模拟出瓦斯抽采参数.通过瓦斯抽放工现场实测参数与模拟参数对照,推断现场瓦斯抽采系统问题源位置,为进一步的抽采系统优化提供依据.研究结果表明:钻场平均抽采量0.059 4 m3/s,上隅角平均抽采量0.215 8 m3/s,26#~30#钻场阻力较大,实测与模拟结果基本吻合,仿真结果可靠.
2017 Vol. 39 (6): 561-565 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (367 KB)  ( 0 )
566 深部巷道“U”型钢支护典型特征及优化依据
郭依宝,薛东杰,周宏伟,房凯,王子辉,何树生.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.002
为提高巷道“U”型钢支护的整体性效果,及研究在偏载下支架的内力分布规律和稳定性以利于优化支架分布.基于林南仓矿工程背景,采用数值分析方法,对支架的轴力、剪力、弯矩和位移沿巷道掘进方向的分布规律进行数值模拟.研究结果表明:轴力在支架腿处最大,顶处最小,剪力和弯矩在顶处、腿处和拱部部分区域较大;沿巷道方向,轴力整体比较平稳,在每个开挖步内有所差距,支架剪力和弯矩在总开挖巷道内逐渐减小;当偏压0.9 MPa时对围岩和支架的影响较大,围岩出现较大的塑性范围.支架内力在第一个开挖步内出现一个数量级的变化,应加强支架分布集度.
2017 Vol. 39 (6): 566-573 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (646 KB)  ( 0 )
574 注水钻孔周围煤体径向位移数值模拟
武芳冰,齐庆杰,董子文,李兴华,景所香,王欢
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.003
为揭示钻孔注水过程中煤体位移的发展和分布规律,基于COMSOL Multiphysics 4.3b2D建立煤层注水三场耦合模型,模拟不同注水压力和时间作用下钻孔周围煤体径向位移的变化规律.研究结果表明:随着注水时间的延长或注水压力的升高,煤体的位移量增大;钻孔两侧出现两个以纵向为长轴的椭圆形较大位移区,呈现“哑铃形”非均匀分布;“哑铃形”两端椭圆形的中心是位移最大的区域,随注水过程的延续最大位移带向远离钻孔方向发展,椭圆的长短轴随注水时间的延续和压力的提高逐渐变大.
2017 Vol. 39 (6): 574-580 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (1996 KB)  ( 0 )
581 基于属性数学理论的矿井通风系统评价
温廷新,王冉,李印超,吴露.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.004
为更加合理地评价矿井通风系统,基于属性区间识别理论构建矿井通风系统技术可行性、经济合理性与安全可靠性预测与分级的属性识别模型.首先确定矿井通风系统评价指标与分级标准,给出矿井通风系统的属性空间矩阵;通过构造属性测度函数以计算单指标属性测度,采用层次分析法(AHP)计算各判别指标的权重,将单指标属性测度转化成综合属性测度;利用置信度识别准则对矿井通风系统进行属性识别.实例分析结果表明:属性数学理论能够很好地解决具有多个模糊属性问题的综合评价.
2017 Vol. 39 (6): 581-585 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (348 KB)  ( 0 )
586 复杂系统事故树“与或门”简易展开模型及应用
谭钦文,辛保泉,许晴,耿龙龙,陈玄超.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.005
为探明编制复杂系统事故树时中间事件的展开路径,采用理论分析的方法,剖析事故树基本构成特征,发现其实质上均是“或门树”和“与门树”的组合.根据系统切割准则和轨迹交叉理论,研究两种事故树基本展开型式,提出事故树编制时的“或门优先”原则,建立通用的事故树简易展开模型.利用该方法模型将事故树的“与或”因素分析方法应用于尾矿库溃坝这一复杂事件的事故分析中,确定了尾矿库溃坝的主要影响因素和溃坝路径,编制出包含36个中间事件和70个基本事件的尾矿库溃坝事故树.研究结果表明:该方法模型可有效实现复杂系统事故事故树的编制及影响因素分析,研究结论将传统的“因素分析”从定性向半定量方向推进了一步.
2017 Vol. 39 (6): 586-592 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (785 KB)  ( 0 )
593 BP神经网络模型在煤尘润湿性研究中的应用
罗根华,马云东,鞠中兰,张博
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.006
针对煤尘固体表面接触角测定过程繁琐和煤尘润湿等级划分不合理的问题,以煤质化学组成及其结构参数共13个影响因子为输入参数,采用两层双曲正切S形函数为激励函数,构建有关煤尘接触角估算及润湿性分级的3层BP神经网络.结果表明,隐含层节点数为10时,估算结果相对误差为0.19%~13.99%,平均相对误差为5.18%,煤尘润湿接触角估算结果与实测结果相关性系数为R2=0.933,煤尘润湿分级正确率达91.67%.BP神经网络模型的接触角估算结果和润湿性分级结果可用于指导煤矿井选择降尘措施.
2017 Vol. 39 (6): 593-597 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (347 KB)  ( 0 )
598 分岔隧道相交区围岩变形规律的数值模拟
王忠昶,姜雪峰,李亚洲
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.007
针对大连地铁促春段横通隧道建设工程,采用有限差分软件FLAC3D对0°~90°不同相交角的斜T型分叉岔隧道进行了数值模拟,通过分析变形数据、变形云图、变形矢量图以及实测数据的分析对比,得出相交区围岩变形规律.模拟结果表明:横通道的建设造成交叉区的围岩2次扰动,交叉角为15°时围岩扰动最大;交叉角度在45°~90°之间时由交叉角度造成的围岩变形量并不明显而交叉角度在15°~45°之间很明显;斜隧道开挖造成的交叉区围岩的2次变形量,小于主隧道开挖时造成的围岩变形量.
2017 Vol. 39 (6): 598-603 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (733 KB)  ( 0 )
604 一种非饱和结构性黄土抗拉强度测试仪
郑文,李荣建,刘光秀.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.008
针对目前结构性黄土抗拉强度方面的研究成果较少,必须采用合理的试验方法对其进行测定与分析的问题,.通过对比目前应用于粘性土抗拉强度测试装置的优缺点,研制了一种可适用于饱和—非饱和结构性黄土抗拉强度测试的试验装置,并进行了调试运行,在此基础上对不同初始含水量的原状及重塑土进行抗拉强度的测试.研究结果表明:无论是结构性原状土还是重塑土,其抗拉强度随着含水量的增大而呈减小趋势;在相同含水量的情况下, 在饱和状态二者的差异却并不大,同时,在相同含水量的情况下,原状土的抗拉强度要大于重塑土的抗拉强度.此外,对于结构性土而言,当含水量较低时,抗拉强度的值要达到300 kPa,这是一个不可以忽略的量值..
2017 Vol. 39 (6): 604-608 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (1008 KB)  ( 0 )
609 相对密实度对沈阳砾砂峰值强度影响
陈晨
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.009
为研究土体扰动过程中相对密实度与峰值强度的关系,针对沈阳地区砾砂,分别对不同相对密实度重塑样进行不同围压下的三轴固结排水剪切试验,得到砾砂Duncan-Chang模型的相关参数.随后,探讨了沈阳地区砾砂的峰值强度受相对密实度Dr的影响规律,并应用数学手段对过程参数M与Dr的关系进行拟合.结果表明:过程参数M 与相对密实度Dr之间大致呈线性关系,以此建立砾砂峰值强度与相对密实度Dr的联系;而过程参数受到相对密实度Dr的影响很小,可近似认为l不随Dr变化.
2017 Vol. 39 (6): 609-613 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (731 KB)  ( 0 )
614 桥梁基础的大体积混凝土施工温控研究
张彬,宋帅,钱由胜,刘妍秀
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.010
为研究大体积混凝土分层浇筑厚度较厚时有效温控措施问题,采用仿真分析的方法,研究分层浇筑厚度不同时,冷却管、空间立体冷却网温控措施下的温度、温度应力特性.分析得出:混凝土浇筑厚度为2 m时,冷却管降温效果良好,温度应力都在容许拉应力范围内;分层厚度为4 m时,单布设冷却管不能满足温控要求,而空间立体冷却网可以进一步缩减高温区域,温度应力都在容许拉应力范围内,将空间立体冷却网与分层连续浇筑施工有效的结合起来,可以达到缩短工期的目的.这为相关大体积混凝土施工温控提供参考依据.
2017 Vol. 39 (6): 614-618 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (1024 KB)  ( 0 )
619 缓粘结剂固化前后预应力筋应力损失及粘结性能
王占飞,胡正伟,曹少朋,马玥
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.011
为明确缓粘结剂固化前和固化后的缓粘结预应力筋应力损失及粘结性能,分别进行了预应力筋张拉试验和预应力混凝土梁竖向加载试验.在张拉试验中,制作了2个直线布置3根缓粘结预应力筋的预应力梁,分别在缓粘结剂固化前和固化后进行预应力筋的张拉,测试应力损失.在预应力混凝土梁加载试验中,制作了2个同样的预应力梁,分别在缓粘结剂固化前后进行了承载力试验,测试了梁的承载能力和缓粘结剂的粘结性能.试验结果表明:缓粘结剂固化前,粘结性能较弱,张拉时摩擦引起的应力损失较小,适合张拉作业;承载时,梁端预应力筋应力增加近600 MPa,与混凝土没有形成共同工作状态,梁的承载能力和延性较低;缓粘结剂固化后,粘结性能较强,张拉时摩擦引起的损失应力显著,不适合张拉作业;承载时,梁端预应力筋应力增加不到20 MPa,与混凝土具有良好的共同工作状态,梁的承载力及延性有显著提高.
2017 Vol. 39 (6): 619-623 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (826 KB)  ( 0 )
624 砂岩微观孔隙分形特征与宏观渗透性能的相关性
连会青,冉伟,夏向学
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.012
为探索砂岩孔隙微观特征与宏观渗透性能的相关性,针对酸刺沟煤矿3个钻孔不同深度9个砂岩样本的SEM图像(放大1 000倍)进行统计分析,SEM图像中孔隙“周长-面积”具有较好的分形特征,分形维数值取1~1.3 . 之后,借鉴宏观砂岩孔隙中水体渗流的不等径毛束管模型,建立了基于微观孔隙分形特征的渗流不等径毛束管理论模型,推导了微观尺度下渗透系数和渗透率的计算理论模型,计算了各样本的渗透率和渗透系数,取值范围分别在0.002~0.09 mD和1.2~24.4 m/s.为验证理论模型的计算结果,对相同岩芯样本的渗透率进行了中尺度下的实测,实测值取值范围0.34~0.59 mD.最后经相关分析,建立了微观尺度和中尺度下渗透率的相关关系式,相关系数为0.7. 可以得出结论,所建立砂岩孔隙微观尺度下渗透率计算的理论公式有一定的合理性,其与中尺度的渗透率存在一定的相关性.
2017 Vol. 39 (6): 624-629 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (780 KB)  ( 0 )
630 玄武岩纤维增强树脂混凝土机床立柱结构设计及其性能仿真
徐平,李永兴,于英华,梁宇.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.013
为探索提高机床静、动态特性从而满足机械制造向着高精密化、高自动化、高效率等方向发展需求的新途径,以某数控机床立柱为研究原型,设计了玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)机床立柱.应用有限元分析软件ANSYS分析原型立柱和BFPC立柱的静动态特性,得出了其应力-应变分布云图、前6阶模态振型图、固有频率以及谐响应曲线,并将上述结果进行对比分析.结果表明:以BFPC制造机床立柱可在减轻质量的同时提高机床立柱的静、动态特性.
2017 Vol. 39 (6): 630-634 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (492 KB)  ( 0 )
635 永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统
彭泓,孔德伟,靳明智.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.014
针对永磁同步电机驱动系统,提出矢量控制结合转子磁场定向矢量控制的理论,采用模型参考自适应构造电机转速观测器,间接得到转速的估算值,并在空载、带载、突加以及突减负载的条件下分析系统动态和稳态的性能,实现无速度传感器技术下的速度辨识及永磁同步电机电压空间矢量驱动控制.研究结果表明:在电机空载、带载、突加以及突减负载的条件下,速度辨识系统有很好的速度跟随性,速度响应比较迅速,动态性能良好.
2017 Vol. 39 (6): 635-639 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (554 KB)  ( 0 )
640 弓网系统动态接触压力特性
郭凤仪,王贺,王智勇,薛一鸣,郭飞,王爱军
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.015
为获得弓网系统动态接触压力的变化规律、实现弓网接触压力的最优控制,开展了大量的弓网接触压力特性实验,应用数理统计的方法分析了弓网接触压力的统计特性.研究结果表明:弓网系统的动态接触压力呈周期性波动变化,并且符合正态分布.动态接触压力的波动范围为平均接触压力加减三倍标准差,该波动范围随着运行速度的增加而增大.弓网系统的振动频率与运行速度和静态接触压力有关.
2017 Vol. 39 (6): 640-644 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (668 KB)  ( 0 )
645 基于ASHRAE模型的客舱表面太阳辐射量分析
郝贵和,刘永辉,伍红英
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.016
为解决飞机在航前、航后及经停阶段,桥载空调过度使用导致其寿命缩短并浪费能源问题,采用ASHRAE太阳辐射模型,并按照中国实际情况对太阳常数进行了修改,对影响飞机客舱能耗的太阳辐射进行分析.分析结果表明客舱右上、右下、左上、左下等四个曲面受到的太阳直射辐射、地面反射辐射、天空散射辐射随着太阳高度角和方向按一定规律进行变化,由于各曲面朝向不同,变化规律也不同.太阳总辐射量中太阳直射所占比例较大,右上曲面和左上曲面的太阳直射辐射分别在10时和14时达到峰值。掌握客舱能耗变化的规律,对于合理控制桥载空调的运行有指导意义,便于引入预测控制,避免桥载空调过度使用,延长其使用寿命,同时节约电能.
2017 Vol. 39 (6): 645-650 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (331 KB)  ( 0 )
651 基于仿生算法的灾后救援路径选择
张伟,杨斌,朱小林.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.017
为解决应急物流管理中的路径选择问题,综合考虑了运输时间、运输距离和路径复杂性等因素,建立了灾后救援的路径选择模型.在灾难发生后,路径中的运输速度将被灾难扩展深深影响,特别是在洪水、飓风等灾难中,将在时间和空间上逐渐扩展,因此将运输速度设定为随着时间而连续递减的函数.针对问题性质,提出了多头绒泡菌算法来解决这个问题.多头绒泡菌算法不同于其他的仿生算法,可以100%找到最优路径.案例研究表明:利用该方法进行灾后救援路径选择,能够有效获得最优路径.
2017 Vol. 39 (6): 651-656 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (330 KB)  ( 0 )
657 新偏序关系下的单调模糊映射的不动点定理
刘倩,闫俊娜,付艳军
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.018
为更好的研究模糊微分方程,通过对零模糊数以及模糊数的序关系的重新定义,并在新模糊数偏序关系,利用一维模糊数的表示定理给出了模糊序列的极限和收敛性,继而给出模糊数值函数收敛性和连续性以及相应的不动点定理.研究结果表明新的偏序意义下的模糊数的收敛性以及不动点定理为模糊微分方程的解存在性提高更多的方便.
2017 Vol. 39 (6): 657-661 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (296 KB)  ( 0 )
662 遗传算法模拟生物多序列比对之初始化的改进
李满枝,王凯华,王洪涛,修兴强.
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.
针对应用遗传算法求解生物多序列比对问题的初始化进行了改进.初始种群是遗传算法构造的一个关键部分,本文根据多序列比对的生物特性,在初始种群中的个体中插入连续空位,优化初始种群的个体质量;并在初始种群中加入一定比例的在线比对工具MAFFT优质种子,优化初始种群的整体质量.通过数值模拟实例结果显示,经过这两个优化处理可以生成更高质量的初始种群,得到更好的比对结果,提高多序列比对的计算效率.
2017 Vol. 39 (6): 662-667 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (408 KB)  ( 0 )
668 PoissonINAR(1)过程的质量.控制
睢立伟.宋向东
DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2017.06.020
为解决在实际生产中,过程数据并不总能满足彼此独立的假设前提,从而使得一些控制图不再适用于具有相关性的过程的问题,以免在监控过程中出现大量的虚假警报.论文采用取整法研究一阶自回归泊松计数过程模型,首先将一阶自回归模型与泊松计数过程结合起来,然后对原有的模型就行修正,在新模型的基础上重新构造了c控制图和残差控制图的控制限,以使得这两种控制图能够适应新的模型.研究结果表明:两种控制图都只是在一定的情况下使用,研究结论对于研究具有相关性的统计过程有着重要的推进作用.
2017 Vol. 39 (6): 668-672 [摘要] ( 0 ) HTML (1 KB)  PDF  (297 KB)  ( 0 )
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