河南理工大学学报·自然科学版杂志 北大期刊 统计源期刊

河南理工大学学报·自然科学版 2017年第04期杂志 文档列表

河南理工大学学报·自然科学版杂志矿业与安全工程

建筑物下条带式Wongawilli采煤围岩稳定性模拟研究1-6

摘要：为研究建筑物下条带式Wongawilli采煤围岩稳定性,结合漳村煤矿采矿地质条件,提出2种条带式Wongawilli采煤布置方式。通过数值模拟,对比分析2种条带式Wongawilli采煤方式下工作面围岩的应力场、位移场和塑性区变化情况,并对回采结束后地表移动变形及其对建筑物的影响进行计算分析。结果表明,条带式Wongawilli开采双巷单翼布置、单巷双翼布置均能有效控制地表沉陷,不仅能够安全高效地回采煤炭资源,而且还能有效保护地表建筑物。

非轴对称荷载作用下圆形巷道滑动失稳破坏分析7-13

摘要：为有效评估巷（隧）道围岩在掘进过程中的整体稳定性,在圆形巷道经典弹塑性模型基础上,引用边坡失稳判定方法,建立圆形巷道顶底部岩体的滑动失稳破坏模型,编制一个能够对该模型进行自动快速反演分析的计算程序。自动反演分析结果表明：（1）为准确判断巷道顶底部岩体的稳定性及滑动位置,不能对推导出的巷道失稳破坏模型公式进行简化计算;（2）圆形巷道的整体稳定性将随计算厚度的增加、侧压力系数的增大以及竖向应力的减小而逐渐增大;（3）建立的滑动失稳破坏模型不仅能够定量和定性分析巷道岩体的整体稳定性,而且还能确定巷道周边岩体潜在或真正的滑动面位置。

CO2泡沫压裂工艺技术研究及现场实践14-19

摘要：对低压致密、水敏性气藏,常规水基压裂开采存在水锁损害严重、压裂液返排难度大等问题,严重影响气井产量,采用CO_2泡沫压裂开采工艺是提高该类气藏产量的有效途径,为此开展了CO_2泡沫压裂技术研究,包括CO_2泡沫压裂液酸性交联技术、注入方式优化技术、变排量变泡沫质量设计方法和提高裂缝导流能力配套措施。以苏里格气田苏11-52-65井为例,采用优化的CO_2泡沫压裂技术,完成了单层加砂49.2 m~3的较大规模施工,压后破胶液实现了完全自喷快速返排,日产气量达到苏里格气田平均单井日产气量的2.2倍,证实了该优化设计方法和配套措施的有效性,也显示出CO_2泡沫压裂工艺在开采低压致密气藏中的良好应用前景。

基于改进遗传算法和BP神经网络的矿井通风风速预测20-25

摘要：矿井通风风速的准确预测对提高矿井安全性具有重要意义。为提高矿井通风风速预测的准确度,提出一种基于改进遗传算法和BP神经网络的矿井通风风速预测方法。该方法采用前向神经网络建立矿井通风风速预测模型,将排序选择策略和概率生存策略相结合,从而代替传统选择算子,得到一种改进遗传算法。采用改进遗传算法对网络最优权值和阈值进行全局搜索,在此基础上,再利用BP算法进行局部寻优,从而得到网络的权值和阈值。采用矿井工作面的数据作为实验数据进行仿真预测,并与已有的几种模型进行比较,仿真结果表明,该模型提高了矿井通风风速的预测精度。

矿井通风难易程度的准确划分及应用26-31

摘要：针对采用等积孔法难以准确评价矿井（独立通风系统）通风难易程度的问题,以潘西煤矿通风系统为研究对象,提出一种矿井通风难易程度的分级与评判方法。该方法综合考虑矿井风量和等积孔2个指标,制定出通风困难线和通风容易线,把矿井通风系统划分为通风容易区、通风中等区和通风困难区,并建立了通风难易程度的评分模型,给出了评分方法与分级标准。实例分析表明,该方法能更准确地反映矿井通风系统存在的问题,并确定其改进的方向。

河南理工大学学报·自然科学版杂志地测与环境工程

渝东南龙马溪组下部页岩岩石学特征与优质储层形成机理32-41

摘要：以渝东南綦江、南川、石柱及涪陵的龙马溪组下部页岩为例,通过X射线衍射、氩离子抛光-场发射扫描电镜、TOC、脆性力学、高压压汞实验、低温氮吸附实验等测试手段,综合探明页岩储层矿物组分、有机质特征、孔隙特征、力学脆性等岩石学特征,对储层进行岩石学角度的评价,并讨论岩石学特征对优质储层形成的影响。结果显示：龙马溪组下部页岩储层岩石矿物组分可以分为以石英为主的脆性矿物和以伊利石为主的黏土矿物,底部脆性矿物含量更高;TOC平均值高于2%,达到过成熟阶段;孔隙类型复杂,识别出有机质纳米孔、黏土矿物片状孔、骨架矿物溶蚀孔等多种形貌-成因孔隙,纳米孔提供了主要的比表面积和储集空间;孔隙形貌复杂,发育平行板状等多种形态类型;岩石力学脆性较好,有利于微裂隙发育与压裂造缝。研究区龙马溪组下部页岩形成于深海陆棚相,经历了晚成岩作用阶段,矿物组分适宜,纳米孔、微裂隙发育,具有较好的力学脆性,是具有特殊岩石学特征的优质页岩气储层。页岩储层的岩石物质组成特征是优质储层形成的基础,从岩石学特征的角度对储层展开研究,对探究页岩储层的物性成因及其受控因素具有重要意义。

页岩孔隙综合分形特征及其影响因素分析42-47

摘要：为研究页岩的孔隙结构,从而对页岩的孔隙分形特征作全面的表征,分别利用基于高压压汞实验数据的Menger海绵模型和基于低温液氮实验的FHH等温式分形模型对不同孔径段的孔隙进行分形拟合,计算其分形维数。以不同孔径段的孔隙体积比作为加权值,计算了页岩样品的综合分形维数;将页岩的综合分形维数与总有机碳质量分数（TOC）和矿物成分质量分数（黏土矿物和脆性矿物）做相关性分析,发现总有机碳质量分数（TOC）是影响综合分形维数的主要因素,随着总有机碳质量分数（TOC）的增加,使得页岩具有更大的综合分形维数,孔隙结构变得复杂,孔隙表面变得粗糙,为页岩气提供更多的吸附点位。通过综合分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气的吸附研究提供思路。

ENVISAT数据提取DEM的精度评价48-54

摘要：为研究雷达干涉测量提取DEM精度,采用检查点法对DEM数据进行抽样,并通过差值比较、相关性分析方法对DEM数据进行稳定性分析以及精度评价。以ENVISAT数据为例,进行提取DEM实验,然后选取ASTER GDEM数据和SRTM数据作为参考,对实验结果进行分析。结果表明：在地势平缓处误差较小,提取DEM精度可以达到30 m;在地势陡峭处误差较大,提取DEM精度较差。同时实验证明了该方法的可靠性,可为DEM相对精度评定提供参考。

基于Matlab的在线数字图像处理平台设计与开发55-59

摘要：针对非专业用户对图像处理的需求,基于Matlab开发了B/S架构的在线数字图像处理平台。该平台采用C#.Net和Matlab混合编程方法,将Matlab的图像处理功能与.Net开发的Web网站结合起来,用户无需安装数字图像软件和掌握专业的图像处理技能,利用浏览器便可以对数字图像进行图像变换、增强、压缩、分割、缩放等处理。实验证明了该方法的可行性和有效性。

不同植被恢复类型对矿山废弃地土壤理化性质的影响——以焦作缝山公园为例60-67

摘要：为探讨不同植被恢复类型对矿山废弃地土壤理化性质的影响,对焦作缝山公园5种不同植被类型土壤理化性质与裸尾矿进行差异性、相关性、主成分分析。研究结果表明：植被恢复能明显改善土壤理化性质,改善效果与植被类型有关;植被恢复后,土壤有机质和养分质量分数明显增加,土壤有机质质量分数提高了5.04~9.57倍,全磷质量分数提高了1.44~1.96倍,全钾质量分数为裸尾矿的1.76~1.92倍,全氮质量分数为裸尾矿的1.56~2.11倍,速效钾质量分数达到裸尾矿的2.32~4.32倍,不同植被恢复类型土壤有机质和养分质量分数均呈现显著性差异;土壤全氮与有机质、铵态氮之间存在极显著正相关关系,与硝态氮之间均存在一定相关性,表明土壤氮素主要以有机氮的形式存在于有机质中;土壤有机质与全氮、全钾和速效钾之间均呈极显著正相关关系,表明土壤有机质与其具有相同的消涨趋势;土壤全钾与其他理化指标均有良好相关性,表明全钾对土壤养分质量分数具有明显的指示作用;土壤全氮与pH、电导率之间呈极显著负相关,表明土壤盐碱化会导致土壤氮素贫乏;草地对尾矿土壤理化性质综合改良效果最好,其次为常绿针叶林,落叶阔叶林和灌木林对土壤的改良效果较小,针阔混交林对土壤的改良效果不明显。

河南理工大学学报·自然科学版杂志机电与计算机工程

热力耦合作用下冷滚打花键的残余应力仿真分析68-77

摘要：为获得高速冷滚打成形过程中热力耦合作用对花键表层残余应力形成的影响规律,分析了热力耦合作用下冷滚打成形表层残余应力的形成过程,研究了热力耦合作用对残余应力的影响机理,并基于20钢材料本构模型对高速冷滚打成形花键过程中热力耦合作用下工件表层残余应力的形成规律进行了仿真分析。根据不同仿真参数下的冷滚打作用力与残余应力的变化曲线,得出冷滚打的进给量和滚打转速增大均能引起残余应力峰值的增加,而增加进给量使冷滚打作用力大小整体增大,增加滚打转速则使滚打作用力下降,并影响作用力曲线的走势。研究结果对解决高速冷滚打花键表层残余应力形成的控制问题提供了依据,具有重要的理论意义和工程应用价值。

一种新型3-PRS并联机构的伴随运动分析78-82

摘要：3-PRS并联机构可以实现一平两转运动,但在非独立的自由度上,伴随运动也随之产生。为了分析3-PRS并联机构的伴随运动,得到伴随运动与运动参数及结构参数的关系,建立了3-PRS并联机构的运动学数学模型,利用仿真软件Matlab得到了在非独立自由度上的伴随运动。结果表明,伴随运动随着运动参数的增大而变大,随结构参数的增大而变大,这为3-PRS并联机构的优化设计和误差分析提供了理论依据和数据支撑。

基于EMD和小波包降噪的压力管道微泄漏源定位研究83-88

摘要：为实现对压力管道裂纹微泄漏源的声发射信号降噪处理与准确定位,采用经验模态分解（EMD）和小波包变换相结合的方法对微泄漏源声发射信号进行降噪处理。结果表明,该方法能够很好地解决连续型声发射信号降噪问题。该方法首先对泄漏源声发射信号进行EMD分解,细化泄漏源信号中掺杂的高频背景噪声,然后根据EMD分解产生的各个固有模态函数（IMF）与原信号相关程度确定主要包含泄漏源信号特征的各IMF分量进行EMD重构,并进行小波包降噪,以进一步削弱背景高频噪声的干扰,最后对降噪并重构后的信号进行互相关计算,实现对压力管道微泄漏源的精确定位。

基于相电压输入锁相环的特定次谐波检测89-97

摘要：为实现对电力谐波的快速和准确检测,提出一种应用于有源滤波器中的新颖锁相环。首先对提出的锁相环性能进行分析,并设计锁相环和确定其参数,获取其Bode图和单位阶跃响应,仿真实验表明,所提锁相环在电压突变和突加谐波的情况下,相位检测不受任何影响;其次,将所提锁相环应用于特定次谐波检测,根据所提谐波分离算法完成仿真实验,仿真结果表明,特定次谐波分离幅值无偏差。与其他算法比较,此算法具有简单、谐波分离结果准确等明显优势,满足了APF实际应用中对电流检测的要求,容易由DSP实现,具有很强的实用性。

基于超流体几何投影矢量机制的高频混沌移动信号优化算法98-105

摘要：针对当前高频混沌移动网络信号解调过程中存在星座结构辨析困难、投影复杂度高和信号解析效率低等难题,提出了基于超流体几何投影矢量机制的高频混沌移动信号解调算法。基于互相正交的三维旋转矢量平面投影方式,构建超流体几何投影机制,并获取星座接收结构,且将接收信号进行基于正交平面方式的投影分解,提高对基准矢量的获取效率。根据超流体星座接收结构特征,按环状接收方式对接收节点进行层次排列,并引入性能排序方式降低信号互相干扰现象。依据信号矢量映射方式构建信号裁决矢量,采用线性方式对独立同分布的接收信号进行分解,有效避免接收信号投影在旋转控制域上的重叠和高混沌噪声干扰。仿真实验表明,与当前混合噪声自旋解调算法、高频超高阶随机信号解调算法对比,本文算法具有更强的抗噪和抗衰落性能。

非下采样Contourlet变换耦合区域特性的多聚焦图像融合算法106-112

摘要：为提高图像融合质量,较好地保留原始图像的光谱特性,避免融合图像光谱退化,提出非下采样Contourlet变换耦合区域特性多聚焦图像融合算法。采用非下采样Contourlet变换（nonsubsampled contourlet transform,NSCT）对图像进行多尺度精细分解,获取图像多层次分解子带;利用分割块区域能量函数,构造区域能量度量模型,获取区域能量相似系数,判定低频子带对应的加权系数,完成图像低频子带的融合。根据分割高频子带时形成的行列特征,形成区域锐度模型,获取高频子带分割块中的区域锐度值,利用该锐度值建立分割块判定函数,完成高频子带的融合。最后,采用非下采样Contourlet变换的逆变换得到融合图像。结果表明,与已有图像融合算法相比,本文图像融合算法融合质量更好。

河南理工大学学报·自然科学版杂志土木与材料工程

双线地铁开挖地表沉降预测及影响分析113-118

摘要：各大中小城市通过开展地下交通工程缓解地面交通压力,但地铁路线多选在已建的市政道路下,故而必然对既有管线带来影响。有些管线被迫迁徙,但由于客观条件当其无法迁徙时,必须采取合理的施工方案约束地表和管线变形。以西安地铁3号区间隧道为研究对象,首先采取经验法计算单线隧道引发的地表沉降,然后基于叠加原理预测双线隧道对地表沉降曲线的影响,之后利用FLAC~（3D）模拟不同浅埋暗挖工艺对地表和既有管线变形的影响。理论分析及数值模拟结果均表明,双线隧道引发的地表沉降呈＂U＂型曲线分布,且沉降槽宽度影响范围和地表沉降均较单线大;有限元结果亦表明,环形开挖预留核心土法宜作为该区间隧道的施工方法。最后通过现场监测分析表明,该施工方法能有效降低地表沉降和管线变形,对黄土地区该类隧道工程具有一定的指导意义和借鉴价值。

600 MPa级钢筋高温下力学性能的试验研究119-125

摘要：为得到600 MPa级钢筋高温下的力学性能,对600 MPa级钢筋进行了恒温加载和恒载升温2种温度-应力途径下的强度试验和高温下的变形试验。结果表明：屈服强度和极限强度都随着温度升高而降低,在400~600℃内下降最快,但屈服强度的下降速率大于极限强度的下降速率;在300~700℃内,恒载升温途径下的强度略大于恒温加载途径下的强度,在该温度范围外2种途径下的强度相差不大;应力-应变曲线与常温下的差别较明显,随温度升高,屈服台阶逐渐消失,强化区段逐渐缩短,在400℃时极限延伸率降至最低,在500~800℃仅由斜率逐渐减小的上升段和峰值点后较平缓的下降段组成;弹性模量随温度升高而降低,自由膨胀变形却呈幂函数增长趋势。