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05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

超细水泥浆液最优配比及注浆效果研究1-8

摘要：以九龙煤矿-850m水平运输（胶带）大巷破碎围岩为研究对象，从注浆效果入手，基于超细水泥浆液水灰比、水泥细度的变化，制作了多批次的标准水泥试块，进行流动性、析水率、密度、单轴抗压强度及注浆等实验，研究了不同水灰比和不同细度下超细水泥浆液的各项力学特性和注浆性能。研究结果表明，在搅拌时间、养护时间和温度等其他因素都相同的条件下，超细水泥浆液的水灰比增大时，析水率随之增大，单轴抗压强度随之减小，流动度总体减小，密度变化很小。当水灰比为1．4：1、细度为1250目时，超细水泥浆液的各项力学性能最平衡，注浆效果最好。在进行劈裂注浆实验时，用该配比的超细水泥浆液注浆后的试样在破坏前能够吸收更多能量，表现出明显的塑性特征和抗变形能力。

深部巷道围岩卸压协调控制技术9-16

摘要：为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题，综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法，基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析，提出深部巷道围岩卸压协调控制技术，包括一次让压、钻孔卸压和二次高强锚注支护等3方面：一次让压支护使围岩产生恒阻变形，降低卸压引起的支护结构非协调受力；钻孔卸压的作用是转移巷道周边高应力，补偿围岩变形，减小巷道径向收敛；二次高强锚注支护为卸压协调控制技术的核心，目的是控制卸压后破碎岩体的后期蠕变。工程应用效果表明，该技术可有效控制深部巷道围岩大变形，具有一定的推广应用价值。

赵庄煤矿三盘区巷道断面合理宽度取值分析17-22

摘要：为确定赵庄煤矿3307巷道最合理的巷道宽度取值，采用弹塑性力学能量法理论、薄板理论以及相关的支护理论，通过数学理论推导，得出了煤巷顶板跨中挠度与煤巷宽度的关系曲线。研究表明：当断面宽度小于4．8m时，顶板处于预压状态，围岩相对稳定，顶板沉降量亦符合安全值；当断面宽度大于4．8m时，随着巷道宽度增加，顶板跨中挠度快速增大，直至煤巷顶板破坏。根据理论计算结果，确定赵庄煤矿3307巷道断面宽度理论合理值为4．8～5．2m。该研究成果不仅能指导赵庄煤矿巷道断面设计，而且也可为其他同类巷道断面设计提供理论参考。

矿井涌水量的中长期混沌预测23-28

摘要：针对目前采煤矿井涌水量预测模型误差较大的问题，利用混沌理论对矿井涌水量进行混沌特征辨识，在此基础上，建立矿井涌水量中长期混沌预测模型。以平煤十二矿为例，对矿井涌水量序列（时间尺度为月）进行分析，其中最大Lyapunov指数为0．1611，大于0，说明该序列具有混沌特征。计算了时间延迟（r=12月）和嵌入维数（m=9），对涌水量序列进行相空间重构，建立了矿井涌水量中长期混沌预测模型（预测周期为6个月）。与实测结果对比，模型的预测精度达到了99．37％。该预测模型为矿山多季度安全生产计划的制定及水害防治提供了科学依据。

不同微观条件下的天然裂缝闭合特征对比分析29-34

摘要：天然裂缝是油气储层的重要组成部分，天然裂缝的闭合问题关系到油气藏的衰竭。目前，这方面的研究主要局限于室内实验和在数学模型基础上分析裂缝闭合与有效应力之间的关系，而关于微观条件对裂缝闭合影响的研究很少。针对以上研究现状，依托赫兹弹性理论和高斯分布函数，对微观条件下的裂缝上下表面接触状况进行建模，进而模拟裂缝的闭合情况。在模型建立的基础上，就裂缝的微观条件对其闭合的影响进行研究，同时分别探讨在该模型下微观因素对裂缝闭合情况的影响。通过对不同岩石性质、不同微观条件下的裂缝闭合模拟和分析，得出天然储层裂缝在有效应力下的真实闭合情况。研究结果对于油气藏衰竭式开采及后期改造实践具有重要意义。

河南理工大学学报·自然科学版杂志地测与环境工程

槽波探测技术的多领域应用与试验35-40

摘要：为有效探测煤层厚度、构造、采空区等，科学指导矿井安全、高效生产，使用德国SUM-MIT-IIEX槽波地震仪，采用透射法，在选定适宜频率进行波速成像后，根据波速与煤层厚度的负相关关系，实现了煤层厚度的定量化解译，准确率达86％。采用反射法，利用槽波沿煤层传播时遇到断层等波阻抗界面产生反射的现象，根据槽波传播速度及反射波到达检波器的时间，计算并预测了走向断层位置，偏差小于5m。另外，在探测采空区、地应力集中区、瓦斯富集区、突水风险区等方面开展探测试验，取得了有价值的成果。槽波具有只在煤层中传播、携带信息多、探测距离远等优点，槽波地震勘探技术是一种有效的矿井物探手段，具有良好的应用前景。

基于移动GIS的移动物流信息管理系统设计41-46

摘要：针对物流企业在物流信息管理中存在的信息交互性低、信息获取延时问题，利用Android移动设备、移动GIS和WebService技术结合快递业务中快递人员对物流路径规划的需求，设计开发了移动物流信息管理系统。本系统主要利用ArcGISServer技术和改进的克隆选择算法将最短路径规划图以地图服务的形式推送给快递人员的安卓智能设备并在以ArcGISRunt-imeforAndroid为框架开发的移动客户端上显示。本物流信息管理系统实现了物流信息存储管理、最佳投递路线规划、快递员位置监控等功能，改进了现有物流信息管理平台的服务模式。

融合D-InSAR和Offset-tracking技术的矿区沉降信息提取47-52

摘要：矿区开采沉陷具有沉降速度快、量值大的特点，针对使用合成孔径雷达干涉测量（In—SAR）技术很难正确获取煤炭开采引起的地表下沉全盆地信息的问题，提出融合D—InSAR和Offset—tracking技术提取矿区沉降信息的方法。试验以陕西某矿52304工作面为例，分别采用D．InSAR和Offset—tracking技术提取了下沉盆地微小及大梯度形变信息，分析了D—InSAR中失相干问题和Offset_tracking的监测优势，最后将两者得到的结果进行融合，获取了工作面上方的时序形变图，实例中最大下沉处的相对误差为0．5％～7．3％。结果表明，Offset-tracking可以有效解决D．InSAR无法监测矿区大梯度沉降的问题，该方法可为矿区开采沉陷监测提供新的技术手段。

最近30a中国内陆温度场的差异性分析53-59

摘要：为研究近30a中国内陆温度场的差异性，利用1981—2012年覆盖全国的662个国家基准气候站和基本气象站地面年平均气温的气象数据，在质量控制、温度带划分的基础上，进行了反距离加权插值分析、等值线序列分析、地形分析、变异函数分析，获得1981-2012年中国内陆温度变化在时间尺度和空间尺度上的演化规律。研究表明：（1）近32a中国内陆年平均气温呈上升趋势，温度变化速率为（0．042±0．006）℃／a；（2）近32a中国5大温度带范围均有不同程度的摄动，热／亚热带分界线近32a向北推移了0．034°N，亚热／暖温带分界线西段有向西南迁移的趋势，东段在南北方向摆动剧烈，暖温／中温带分界线有向西北迁移的趋势，中温／寒温带分界线有向东北、西北发生迁移的趋势；（3）中国内陆近32a平均温度变异强度北方大于南方，在时间序列上变异系数呈“强．弱．强”变化趋势，北方、西北和青藏高原局部地区为强变异区；（4）中国内陆温度与高程呈负相关关系，去除其他因素，中国内陆温度-高程变化速率约为-0．003℃／m，其变化规律较符合指数函数特征；（5）未来中国内陆温度仍呈增温趋势，小幅回落仅是局地的周期性调整。

城市排水污泥好氧堆肥过程中甲基汞的生成与降解研究60-65

摘要：为研究甲基汞在堆肥过程中的生成与降解机理，采用强制通风静态垛堆肥方式，在不同处理条件下开展城市污泥好氧堆肥试验。试验结果发现，堆肥过程中，堆体内氧气含量呈现先降低后升高的趋势，甲基汞含量呈现先增加后降低的趋势，堆肥过程中厌氧程度的加强以及水溶性硫酸盐含量的升高均能够促进甲基汞的生成。总体上看，堆肥产品中的甲基汞含量在1．21～2．25ng／g，为初始堆肥物料中甲基汞含量的4～10倍。本研究表明，城市污泥堆肥处理可能导致甲基汞在土地应用中的暴露水平升高，应该慎重评估其生态风险，在污泥堆肥过程中应该通过优化通风策略、延长稳定化阶段等方法抑制堆肥过程中甲基汞的生成。

河南理工大学学报·自然科学版杂志机电与计算机工程

基于遗传算法和BP神经网络的盘形成形铣刀磨损状态预测66-71

摘要：为提高数控成形铣齿生产率、降低成本和避免安全隐患，需要对刀具的磨损状态进行准确预测。首先基于电流监测法搭建了数控成形铣刀的磨损电流监测系统，然后确定BP神经网络中用于刀具磨损诊断的输入特征量和目标特征量，并应用Matlab软件对样本数据进行归一化处理和神经网络训练，最后利用遗传算法对BP神经网络模型进行优化。测试结果表明，刀具磨损状态预测率达92．78％以上，具有一定的工程应用价值。

抗侧风车体截面设计72-77

摘要：为有效降低强侧风作用下高速列车脱轨、倾覆的可能性，在现有速度大于200km／h机车上部限界、车内设备布置的人机工程学原理的前提下，基于流体力学原理以及高速列车抗侧风能力分析，设计了一种更能抵抗强侧风作用力的车体截面。基于有限体积法的CFD软件，利用二维定常不可压缩流动N．S方程的SIMPLE算法和k-ε双方程湍流模型，对我国CRH2，CRH3。CRH5等3种高速列车及新设计车体在25m／s风速环境下进行了气动性能模拟。结果表明，设计车体倾覆力矩相比我国3种高速列车在相同强侧风作用下倾覆力矩有明显下降，设计车体抵抗侧风的能力优于我国上述3种高速列车。

煤矿井下双路三线圈磁耦合谐振无线电能传输系统78-84

摘要：为提高煤矿井下无线电能传输系统的传输功率和效率，并降低各回路电容电压，改进了井下无线电能传输系统线圈的结构，提出了适合井下无线电能传输的传输系统。根据电路互感耦合理论，推导出无线电能传输系统的传输功率和效率的数学理论表达式，分别阐述了耦合系数和负载大小对传输功率与传输效率的影响。应用OrCAD与Matlab软件对传输系统各种影响因素进行仿真分析，在此基础上设计并制作了实验平台。实验得出此系统存在最佳效率传输距离，总体实验结果与理论仿真结果一致，最后通过与典型三线圈磁耦合谐振无线电能传输系统做对比实验分析，得出在井下相同传输距离时，改进三线圈磁耦合谐振无线电能传输系统在提高传输效率的同时也提高了传输功率，可为实际井下无线电能传输系统提供理论参考。

一种结合紧致性与分离性的模糊联合聚类算法85-88

摘要：为了同时对数据对象和特征进行聚类分析以提高聚类准确率，在模糊紧致性和分离性算法（fuzzycompactnessandseparation，FCS）基础上，提出一种结合类内紧致性和类间分离性的模糊联合聚类算法（fuzzycompactnessandseparationCO．clustering，FCSCC）。该算法在FCS的基础上增加了对特征维度的隶属度关系与熵最大化原理，能够在数据对象和特征2个维度上同时聚类。为验证该算法的有效性，另选择了3种算法在5个数据集上进行了对比实验，结果表明，FCSCC算法的聚类准确率高于其他3种算法。

一种安全的双实体单向可认证密钥协商方案89-94

摘要：为增加密钥协商协议的安全性，提高会话密钥协商的效率，提出一种双实体单向可认证的密钥协商方案。在该方案中，协议发送方首先向接收方发送一个无证书数字签名，签名中包含发送方公钥、标识号、时间戳等能鉴别身份的信息；然后，接收方验证数字签名的有效性，并利用Diffie—Hellman密钥交换协议与发送方建立会话密钥。该方案不仅在随机预言模型下可证明是安全的，而且也同时满足会话密钥安全性、前向安全性、会话密钥的不可控性和抗密钥泄露伪造攻击等安全属性。

一种面向不平衡数据的半监督特征选择算法95-99

摘要：针对不平衡数据中特征维数高、标记样本缺乏问题，提出一种基于遗传算法和Biased-SvM的不平衡数据半监督特征选择算法。该方法首先利用初始的标记样本集训练处理不平衡数据的Biased-SVM模型，然后用训练好的Biased-SVM模型为未标记样本加上标签，再把新标记样本加入到初始标记样本集中，得到新标记样本集，最后采用基于遗传算法的不平衡数据特征选择方法选出最优的特征子集。实验结果表明，所提方法在不同的标记样本率下均具有较高的平均特征子集缩减率和平均小类识别率。

微惯性传感器辅助超宽带的室内定位方法100-105

摘要：超宽带（UWB）是一种全新的且定位精度较高的室内定位技术，但在复杂的室内环境中，超宽带信号易受环境的干扰而出现信号盲区和定位误差较大的情况。为解决这一问题，在深入研究微惯性传感器（MEMS）与超宽带定位原理与算法的基础上，提出采用MEMS辅助UWB定位的算法，以提高定位精度。实验结果表明，MEMS／UWB算法与单独的UWB定位算法相比，有效提高了定位覆盖率以及定位精度。

河南理工大学学报·自然科学版杂志土木与材料工程

形状记忆合金-摩擦三维隔振体系地震响应分析106-112

摘要：为研究近场强震下结构的地震响应，构造了水平向和垂向弹性解耦的形状记忆合金一摩擦三维隔振器（3DSMAFBI），并采用Newmark法和修正的Newton—Raphson迭代法对地震作用下隔振结构层间动力学模型进行求解。地震响应的数值研究结果表明：当垂向和水平向地震波加速度峰值相近时，有、无垂向地震作用时被控结构隔振层力一位移关系差别较大；上部结构垂向自振周期增加时，结构的基底轴力和剪力显著减小，而上部结构水平向位移峰值无显著变化。通过结构参数化研究，确定了三维隔振结构参数，并比较了无隔振、SMA-摩擦水平向隔振和三维隔振时结构的地震响应，证明了SMA-摩擦三维隔振器能对水平向和垂向的结构起到良好的隔振作用。