摘要：煤体结构的测井精准识别有助于深部煤层气勘探开发和层位优选。为了准确、恰当地运用地球物理测井识别煤体结构,本文重点分析了国内相关成果,对煤体结构分类、测井响应及其判识方法进行了述评。结果发现:原生结构煤的井径(CAL)为14.82~47.29 cm,密度(DEN)为1.18~2.08 g/cm^(3),自然伽马(GR)为8.66~111.45 API,声波时差(AC)为259.00~681.21μs/m,中子(CNL)为22.95%~52.76%,侧向电阻率(LLD)为39.18~26990.50Ω·m。随着煤体结构破碎程度的加剧,DEN、CNL和LLD值减小,GR、CAL和AC值增大。聚类分析、多元线性回归、贝叶斯判别式、BP神经网络、机器学习和支持向量机等定量方法能够显著提高测井识别煤体结构的准确度。最后,建议煤体结构精准判识应加强地球物理测井的曲线重构理论、资料标准化、系统化和数据化研究,构建可视化、智能化、跨区域煤体结构测井判识的数据提取、指标优选和结果存储体系。

摘要：LCL型有源电力滤波器能有效补偿电网谐波,但LCL型滤波器存在谐振问题,电容电流比例反馈有源阻尼是抑制LCL谐振的主要方式。然而,在数字控制下,谐振频率会随电网阻抗变化,导致反馈系数选取困难。针对该问题,研究了适应电网阻抗宽范围变化的反馈系数选取方法,推导不同反馈系数和谐振频率下的系统稳定条件,优化设计适应电网阻抗变化的反馈系数。此外,随着电网阻抗增加,LCL谐振频率减小,系统带宽变窄,有源电力滤波器采用传统准PR控制补偿高次谐波时,系统相频曲线在控制器谐振点容易穿越-180o线,导致系统不稳定。提出加入相位补偿环节以提升控制器增益处相角,并给出详细设计方法。理论分析表明,所提强鲁棒性控制器优化设计方法,可使有源电力滤波器在保证良好谐波补偿能力的同时具有更宽的稳定运行范围。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要：针对在发射功率受限时系统最小用户速率与系统公平性问题,提出了一种联合速率分拆多址接入(RSMA)和空分多址接入(SDMA)的用户接入方式选择传输策略,并建模了最大化系统公平性预编码设计问题。为解决建模所形成的离散非凸优化问题,将其分解为求解外层用户接入方式选择与内层最优预编码设计2个非凸子问题。针对预编码设计优化,利用二次变换的多比率分式规划将预编码设计问题转化为双层轮换问题,对用户接入方式逐次优化,得到了外层用户接入方式选择最优解的闭式表达式;以凸优化解决内层预编码设计问题,逐次优化用户接入方式选择传输策略,提出基于分式优化的预编码设计算法,利用二次变换的多比率分式规划设计最优预编码向量,求解功率受限下最大化最小用户速率。仿真结果表明,相比于RSMA、SDMA等传输策略,公平性驱动的RSMA-SDMA预编码设计提升了系统最小用户速率,保障了系统公平性。

摘要：气旋装置作为一种重要的气固分离设备,被广泛应用于矿山、环保等领域的工业除尘。气旋装置结构设计直接影响其除尘效率。设计了一种小型气旋装置旨在为矿工个体防护提供帮助,基于CFD-DPM方法,对气旋装置的旋风分离过程进行了系列模拟与相关实验研究,考察了气旋装置中气相场的时空分布与粉尘在气旋装置内的分布特征,研究结果表明:含尘气流在气旋装置中形成了主流方向不同的内外旋流流场结构;排气管下口处存在“短路流”,圆锥形筒体部分出现了明显的“摆尾”现象;径向上的动压分布曲线呈明显的“驼峰”形分布,不同粒径的粉尘在气旋装置中的时空分布和运动轨迹存在明显的差异;该气旋装置对粉尘的捕集率随颗粒粒径的增大而增加;排气管高度对捕集率影响显著。

摘要：针对低渗煤层瓦斯抽采存在预抽难度大的问题,提出大直径钻孔预抽能够降低低渗煤层瓦斯含量的方法。但由于低渗煤层对气固耦合效应影响敏感,抽采中渗透率变化过程不明确,导致大直径钻孔抽采参数设计依据不足。首先分析了低渗煤体渗透率演化的主控因素,建立了煤层瓦斯运移理论模型,模拟研究了大直径钻孔不同工况下对低渗煤体的瓦斯抽采效果,对比分析不同孔径、负压、孔间距下煤层瓦斯渗流规律。结果表明钻孔孔径越大造成的煤体卸压区越大,瓦斯抽采量越高,瓦斯残余含量也越小,但抽采效果增加幅度逐渐降低。负压越大瓦斯抽采量越大,但差别较小,因此负压对提升抽采效率影响较小。受渗透率演化的影响,不同钻孔间距下瓦斯抽采总量差别较大,在间距为3 m时,40~120 d阶段内抽采量最高,后期抽采量缓慢下降。间距5 m时抽采总量最高,抽采范围内的瓦斯残余含量降低较多。现场优化抽采后的瓦斯抽采纯量与模拟结果一致,表明了研究结论可靠。该研究结果可为煤矿井下大直径钻孔瓦斯抽采参数设计提供理论依据与应用参考。

摘要：在采充工序自驱执行过程中,能否实现机构干涉的自主解调,是固体充填液压支架能否实现智能化的基础。利用理论分析方法,以ZC5160/30/50型固体充填液压支架为例,从充填支架机构的几何及运动约束关系出发,建立了正交位姿控制指标:夯实铰点顶梁平距和夯实铰点顶梁垂距,实现了任意工况下支架后顶梁的位姿表征;分析了充填支架底卸式输送机在各工况因素作用下的运动特征,建立了正交位姿控制指标:底卸式输送机顶梁垂距和输送机顶梁平距,实现了任意工况下底卸式输送机的位姿表征;基于后顶梁和底卸式输送机的位姿控制指标进一步得出充填物料卸料过程中在煤层底板的落点位置表征指标:卸料中心距,实现了任意工况下充填物料的落点位置表征;分析了采充工序执行过程中各工序阶段机构动作与位姿调整的衔接关系和易干涉位置,基于正交位姿控制指标,利用投影法建立了任意工况下落料与典型碰撞位置的干涉临界控制方程;以夯实机构转角和夯实油缸行程表征典型工况下的干涉临界曲线,提出采用“干涉区、易干涉区、非干涉区”的三区分布特征表征干涉临界程度,并给出各干涉状态的解调路经;基于干涉临界控制方程、干涉三区分布特征和充填工序过程中机构动作与位姿调整的衔接关系,提出了干涉状态自主识别方法:利用角度传感器及行程传感器获取夯实机构的实时转角和行程,代入各易干涉位置的干涉临界方程得到处于该位置干涉临界状态的夯实机构转角或行程的理论值和干涉临界曲线,判断实际值在干涉临界曲线三区分布图上的位置即可实现干涉位置及状态的自主判别,根据干涉三区分布曲线图即可实现自主解调;基于干涉位置及干涉状态自主识别方法设计了干涉自主判别和解调算法。研究结果为充填液压支架机构位姿表征提供了新的参考指标,为机构干涉的智能避障和解调提供了基础判据,为固体智能充填的采充工序自驱执行提供了算法基础。

摘要：绿色发展和2060年实现碳中和已成为我国的国家发展战略,矿区土地复垦与生态修复是煤炭工业绿色发展的必由之路。分析矿区土地复垦与生态修复的属性,发现其除了具有恢复绿色和生态功能外,还具有双重增汇作用,不仅抑制了受损土地产生碳排放,而且因植被和生态的恢复增加了碳汇,因此,矿区生态修复是绿色增汇技术,符合国家发展战略,将迎来全新的发展机遇。碳中和政策对矿区生态修复的激励主要体现在引导科学修复、立定先行标准、开展科技攻关、落实企业主体责任、建立工程示范、加强财政支持和建立市场机制7大方面。碳中和导向下的矿区生态修复将迎来5大技术挑战:①科学测算评估矿区生态修复带来的增汇效果,重点从监测目标、测算参数、参数获取和测算方法4个方面进行研究;②将碳中和理念融入矿区生态修复规划设计、探索增汇的规划布局、修复措施以及优选增汇修复方案,发挥矿区生态修复规划设计对增汇的龙头作用;③地形重塑设计既要考虑原有的水土保持措施带来的植被恢复增汇效果,也要增加碳汇功能的专项设计和对比分析;④科学分析和评估不同土壤重构技术的增汇效应,推广增汇型土壤重构技术,同步开展增汇型重构材料及土壤剖面研究;⑤研发兼顾生态效益和增汇效果的植物种群选择和植被恢复技术。

摘要：针对现有农田传感节点信息化查询和本体知识构建的问题,分析农田墒情监测系统,提出了轻量级语义传感网络本体.从农田信息数据中抽取关系,设计FSSN本体注释方法,使用Tf-Idf算法分析农田本体语义权重,提出FSSN-SDRM算法构建农田墒情轻量级本体模型,对农作物生长环境进行分析,设定适宜性推理规则,使用Jena API对注释本体模型推理.根据农田传感节点采集的墒情信息,在轻量级中间件NVIDIA TX2平台上进行实验,查询数据库中推理信息的正确性,比较设备的响应时间.实验结果表明,轻量级FSSN注释本体将平均响应时间压缩至81 ms,相较于未注释本体缩短了41.4%的响应时间,TX2中时间比主机端缩短了12.81%,能够迅速并准确地进行农作物生长环境的适宜性判断,为农业信息化采集提供新的思路.

摘要：锂离子电池作为新能源存储的载体,是执行“双碳”目标的重要助力,精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够有效辅助电池管理,进而延长电池使用寿命。针对卡尔曼滤波类算法的SOC估算效果受磷酸铁锂电池特性制约的问题,该文提出一种比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制与扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)联合方法。该方法利用PID控制原理设计SOC初值补偿策略并优化EKF算法的状态变量修正过程,可降低磷酸铁锂电池特性对算法的影响。实验结果表明,与EKF算法相比,所提方法在估算磷酸铁锂电池SOC时拥有更高的估算精度与更快的收敛速度,对电池模型误差与采样噪声表现出较强的鲁棒性。

摘要：为解决煤矿巷道大变形、常修复等现场问题和难题,通过构建巷道围岩-锚杆-锚索协同锚固结构,采用理论分析、相似模拟和数值模拟等方法,研究锚固结构应力场分布规律与协同特征。结果表明:对锚杆施加预紧力后,在不同方向上的应力分布规律趋于一致,只是应力值大小和衰减情况不同;当锚杆锚固参数合理时,在锚固结构中会产生协同作用和协同效应,其分布范围呈现近椭圆形,且在轴向的分布范围更广;有锚网、钢带的共同作用,锚固结构内所产生的协同效应范围更大;在多条新掘、修复巷道实施该锚固结构后,巷道返修率下降98%以上。巷道围岩-锚杆-锚索协同锚固结构能够显著提高其承载能力和抗变形性能,增强其稳定性、适应性和适用性。