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基于三维空隙率模型的采空区瓦斯运移及富集规律

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煤矿安全 2021年第5期52卷 7-13页

作者：徐超曹明月李小芳孙浩石闫志铭中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室山东青岛266590 阳泉煤业(集团)有限责任公司山西阳泉045000

采空区空隙率分布对采空区流体流动有重要影响,因此基于"O"型圈理论和砌体梁理论提出三维空间上的空隙率分布函数,建立三维渗透率模型,进而以平舒煤矿15111综采工作面为研究对象,模拟研究了重力和采空区平均粒子直径对采空区瓦斯运移及... 详细信息

采空区空隙率分布对采空区流体流动有重要影响,因此基于"O"型圈理论和砌体梁理论提出三维空间上的空隙率分布函数,建立三维渗透率模型,进而以平舒煤矿15111综采工作面为研究对象,模拟研究了重力和采空区平均粒子直径对采空区瓦斯运移及富集的影响规律。结果表明:在考虑重力因素下,采空区瓦斯在上隅角处形成明显"下扎"效果,并使得瓦斯在上隅角积聚;采空区平均粒子直径取值增大,低浓度瓦斯富集区扩大,高浓度瓦斯富集区减小;并通过对比实测数据,发现在考虑重力因素下平均粒子直径设置为0.12 m时更符合实际情况。

关键词：采空区空隙率多孔介质平均粒子直径瓦斯运移规律数值模拟

瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置及其应用

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西安科技大学学报 2021年第4期41卷 640-648页

作者：徐超孙浩石秦亮亮闫志铭郭超飞杨港中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 阳泉煤业(集团)有限责任公司山西阳泉045000

水力机械扩孔增透技术是提高煤层瓦斯抽采效果、预防煤层瓦斯突出的重要方法之一。目前水力机械扩孔装置多采用直角式刀臂结构,但直角式刀臂在应用过程中存在着塌孔严重、排渣不畅、扩孔初期刀臂遇阻展开不畅以及水压动力分配不均等缺陷... 详细信息

水力机械扩孔增透技术是提高煤层瓦斯抽采效果、预防煤层瓦斯突出的重要方法之一。目前水力机械扩孔装置多采用直角式刀臂结构,但直角式刀臂在应用过程中存在着塌孔严重、排渣不畅、扩孔初期刀臂遇阻展开不畅以及水压动力分配不均等缺陷,严重影响着煤层扩孔的施工效果。基于此,研发一种瓦斯抽采钻孔螺旋式水力机械扩孔装置,将刀臂结构由传统的直角式改变为螺旋式,设计内部动力驱动装置,并提供一种高低压水切换装置以控制各管路开闭,进而完善煤层扩孔工艺流程。所设计的螺旋式水力机械扩孔装置在阳煤集团平舒煤矿15211工作面进行试点应用,结果表明:螺旋式刀臂较直角式刀臂拥有更好的切削煤体能力,扩孔装置卡刀次数明显减少,扩孔总长度提升10.59%,成孔率提高12.5%,并将扩孔总施工周期缩短1 d。证明螺旋式水力机械扩孔装置结构设计的合理性与优越性,为煤矿井下扩孔设备的优化改进提供了方向。

关键词：松软煤层瓦斯抽采螺旋式刀臂扩孔装置结构设计

低位巷掘进过程对下伏煤层瓦斯抽采影响分析及工程应用

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西安科技大学学报 2022年第5期42卷 909-917页

作者：王海凤王晓东赵喜峰闫志铭孙浩石山西华阳集团新能股份有限公司山西阳泉045000 山西平舒煤业有限公司山西阳泉045000 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083

高瓦斯煤层群开采过程中往往伴随着各类煤与瓦斯突出问题,其中瓦斯赋存规律及涌出特征的难以把握更是制约着煤矿的安全高效开采。为有效解决高瓦斯煤层群环境下的煤层透气性低及瓦斯含量大等问题,文中以华阳集团平舒煤矿为试验背景,采... 详细信息

高瓦斯煤层群开采过程中往往伴随着各类煤与瓦斯突出问题,其中瓦斯赋存规律及涌出特征的难以把握更是制约着煤矿的安全高效开采。为有效解决高瓦斯煤层群环境下的煤层透气性低及瓦斯含量大等问题,文中以华阳集团平舒煤矿为试验背景,采用高低位瓦斯协同抽采技术,在工作面上方布置高低位巷道来对煤层进行卸压以及瓦斯预抽,并通过数值模拟方法重点分析了低位巷与下伏煤层的垂直间距大小对煤层应力释放和变形特征的影响。结果表明:低位巷的掘进会对15~#煤层造成非均匀性扰动,通过模拟得到低位巷与煤层的垂直距离为5 m时,最大应力释放量约为13.90%,最大变形量为3.20%;提出了低位巷的合理布置参数,即在距15~#煤层上方5 m的砂质泥岩中布置巷道宽度为5 m,巷道高度为2.6 m的低位巷;通过对生产、检修期间工作面上隅角和回风巷的瓦斯浓度进行长期监测,有效验证了该技术在治理本煤层及邻近层瓦斯的可行性。

关键词：高瓦斯矿井瓦斯抽采瓦斯灾害防治低位巷膨胀变形量

基于改进A*算法的水空两栖机器人多目标路径规划

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农业工程学报 2025年

作者：沈跃孙浩沈亚运郭奕刘慧江苏大学电气信息工程学院

实现水空两栖机器人安全、高效进行多目标点跨塘水质检测作业，减少传统水质检测模式时间及经济成本，合理的路径规划十分重要。针对传统A*算法路径曲折、搜索效率低、无法考虑多栖机器人约束特性等问题，该研究提出一种改进A*的水空两... 详细信息

实现水空两栖机器人安全、高效进行多目标点跨塘水质检测作业，减少传统水质检测模式时间及经济成本，合理的路径规划十分重要。针对传统A*算法路径曲折、搜索效率低、无法考虑多栖机器人约束特性等问题，该研究提出一种改进A*的水空两栖机器人路径规划算法。首先采集障碍物分布情况和高度信息，建立多水域2.5维栅格地图；其次在A*算法评价函数中加入能耗、时间及安全代价，通过调节不同权重获取相应初始路径；然后通过动态分配权重改进启发式函数，加快搜索效率，并利用目标成本函数对所有目标进行优先级判定，实现多目标路径规划；最后通过增加空中模态切换点、删除冗余点及采用B样条曲线优化路径，生成可连接多水域多水质检测点的三维平滑轨迹。仿真试验结果表明：本文改进A*算法迭代次数与传统A*算法和陆空A*算法相比，减少70.04%与68.07%，路径长度减少35.44%与7.6%，总转角减小83.63%与8.65%，危险节点数减少86.67%与33.33%。真实水域试验表明：改进A*算法的迭代次数比传统A*算法和陆空A*算法减少84.89%与83.78%，路径长度减少12%与0.6%，总转角减小73.21%与22.1%，危险节点数84.62%与80%，可规划出通过多个目标点的安全、平滑路径，有效提高水质检测效率，为多栖机器人自主导航提供参考。

关键词：多目标路径规划水空两栖机器人 A~*算法轨迹优化

融合情绪指标的股价波动率预测研究-基于微调大语言模型与GAT- TCN网络

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运筹与管理 2025年

作者：吕成双王彤孙浩然广西大学经济学院/中国-东盟金融合作学院武汉大学遥感信息工程学院南开大学商学院/中国公司治理研究院

股价波动率及其背后的复杂动力学因素是金融学领域研究热点之一。为有效预测股价波动率的走势，本研究运用2010年1月4日到2023年9月22日的日度数据，选取中国上证50六大上市公司股票为研究样本。分类实验发现，相较于其它五组模型，微... 详细信息

股价波动率及其背后的复杂动力学因素是金融学领域研究热点之一。为有效预测股价波动率的走势，本研究运用2010年1月4日到2023年9月22日的日度数据，选取中国上证50六大上市公司股票为研究样本。分类实验发现，相较于其它五组模型，微调大语言模型的精确度与召回度最高能提高11%，说明微调大语言模型在金融文本情感分类任务上性能更优。消融实验发现，将投资者情标引入指标体系后，GAT-TCN模型的预测结果拟合优度均值提升了0.028，表明引入情绪指标能够提升股价波动率的预测精度。相较于其它三组模型，本研究采用的GAT-TCN模型的拟合优度均值最高能提升0.21，表明在股价波动率预测精度方面表现更优。本文将微调大语言模型用于金融文本情感分类，同时扩展了GAT-TCN网络在金融领域的运用，对于股票价格的精准预测以及跨学科领域研究有重要意义。

关键词：股价波动率投资者情绪 ChatGPT 空洞时间卷积图注意力

基于拓扑优化的类翼型扰流元件空气引射器性能分析

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：刘华东张雅郝琪孙浩郑州大学机械与动力工程学院

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件... 详细信息

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件高度和扰流元件与喷嘴喉部距离对引射器性能的影响。结果表明:扰流元件与引射器壁面形成二次喷嘴效应,工作流体流出喷嘴后会继续加速,压力进一步降低,与引射流体驱动压差增大,使引射率显著提升。引射率随类翼型扰流元件高度增大而增大,随着扰流元件与喷嘴喉部的距离增加,引射率先增大后减小。相比于传统引射器,新型空气引射器引射率可提高146%～224%。当类翼型扰流元件的高度为3.3 mm、扰流元件与喷嘴喉部最佳距离为0.8 mm时,引射率达到最大值2.07。

关键词：类翼型扰流元件拓扑优化空气引射器引射率数值模拟

一种基于Kalman滤波器的融合时间尺度算法

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西安电子科技大学学报 2025年

作者：刘强孙浩冉周进胡邓华张爽空军工程大学防空反导学院 93033部队

时间尺度算法作为守时系统的重要组成部分，其核心任务是为守时系统建立并保持一个稳定、准确、可靠的时间尺度。针对传统加权平均的时间尺度算法在计算时间尺度时缺少对噪声关注度的问题以及守时系统对于实时性的需求，提出了一种基于K... 详细信息

时间尺度算法作为守时系统的重要组成部分，其核心任务是为守时系统建立并保持一个稳定、准确、可靠的时间尺度。针对传统加权平均的时间尺度算法在计算时间尺度时缺少对噪声关注度的问题以及守时系统对于实时性的需求，提出了一种基于Kalman滤波器和融合时间偏差和频率偏差残差计算权重的时间尺度算法。该算法基于Kalman滤波器算法计算出原子钟时间偏差和频率偏差的最优估计值后，将时间偏差残差和频率偏差残差融合计算出原子钟权重，最后利用时间尺度基本方程加权平均后得到时间尺度。融合方法计算权重的时间尺度算法的优势在于综合考虑了时间偏差和频率偏差对于时间尺度的影响，并且借助Kalman滤波器提升了算法的实时性。通过仿真验证，发现使用融合方法计算权重的时间尺度算法的短期稳定性优于仅通过时间偏差计算原子钟权重的时间尺度算法、ALGOS、AT1算法和传统Kalman滤波器时间尺度算法计算得到的时间尺度的短期稳定度，且具有实时性。

关键词：时间尺度模拟噪声 Kalman滤波器融合权重

基于李群不确定映射的冗余IMU鲁棒CI融合姿态估计

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控制与决策 2025年第1期40卷 345-352页

作者：仇翔石水萌胡中尧陈博浙江工业大学信息工程学院

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对... 详细信息

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对数映射将李群不确定性映射到向量空间,进而构造依赖于局部姿态估计器参数的分布式融合问题,从而设计基于李群的鲁棒协方差交叉融合准则.特别地,为解决局部估计器之间互协方差未知的问题,通过引入先验容差来约束未知互协方差,从而提供低保守性的协方差上界以提高融合估计性能,形成一种具有双层结构的冗余IMU姿态估计方法.最后在下肢外骨骼康复机器人平台上验证所提出算法的有效性.

关键词：姿态估计冗余IMU 不变卡尔曼滤波矩阵李群协方差交叉

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水面走航式电阻率探测电场灵敏度研究

海洋湖沼通报(中英文) 2025年

作者：杨彬钟建敏吴景鑫孙计同孙浩中国海洋大学环境科学与工程学院济南城市建设集团有限公司青岛吉奥菲工程技术有限公司

走航式电阻率探测作为一种新兴的浅水调查手段，近年来在水域工程调查、环境评价及灾害勘察等方面展现出不凡潜力。但水体的低阻屏蔽作用一直是制约水上直流电法发展的关键因素。本次研究以国内首套自主研发的走航式电阻率探测系统E60se... 详细信息

走航式电阻率探测作为一种新兴的浅水调查手段，近年来在水域工程调查、环境评价及灾害勘察等方面展现出不凡潜力。但水体的低阻屏蔽作用一直是制约水上直流电法发展的关键因素。本次研究以国内首套自主研发的走航式电阻率探测系统E60sea为例，针对走航式电阻率法装置排列及供电强度，通过静电场理论及弗雷歇导数计算得到装置在不同介质电阻率背景下的电场灵敏度分布及理论测量电位差，并通过电法正反演模拟及原位探测结果对模拟结果进行验证。结果表明，走航式电阻率法电场灵敏度分布特征主要与装置排列有关，与供电电极距、偏移距、测量电极距呈正相关，多道测量电极分别与公共测量极组合形成测量电极对时，其极限探测深度约为装置总长度的二分之一；相邻测量极两两组合形成测量电极对时，灵敏度分布范围及大小均会出现显著降低。而理论电位差受装置偏移距、供电电极距、供电电流、介质电阻率等因素影响，电法正反演模拟结果及原位探测结果与理论计算结果接近，表明计算结果具有较高的可信度。

关键词：电场灵敏度浅水走航式电阻率法电位差