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开采沉陷倾向主断面动态预计模型与算法

煤炭学报 2021年第6期46卷 1864-1873页

针对开采沉陷动态预计精度较低及对倾向主断面动态预计研究较少的问题,为了提高预计精度和动态预计的针对性,加强动态预计成果在矿区生产和采空区土地利用中的指导作用,基于概率积分静态预计模型,采用"优化分段Knothe时间函数",对地表... 详细信息

针对开采沉陷动态预计精度较低及对倾向主断面动态预计研究较少的问题,为了提高预计精度和动态预计的针对性,加强动态预计成果在矿区生产和采空区土地利用中的指导作用,基于概率积分静态预计模型,采用"优化分段Knothe时间函数",对地表倾向主断面动态沉降变形的预计方法进行了研究,主要包括:(1)讨论了倾向主断面动态开采单元的划分方法;(2)基于概率积分法和有限开采倾向等影响原理,推导了各动态单元的参数计算公式;(3)结合各单元时间函数值,根据叠加原理,建立了适应于水平和缓倾斜煤层的倾向主断面动态预计模型;(4)根据所建模型讨论了动态预计时的计算流程,设计了对应的计算机编程算法,分析了需要注意的难点问题,最后,根据模型和算法编制了动态预计程序,并将其应用到预计实践中。预计实践1表明:无论从上山或下山的任何方向开始开采,预计得到的地表动态移动变形规律都与理论揭示的移动过程相符合;并且,当给定的预计时间足够长,倾向主断面动态下沉预计结果与静态预计结果相一致,进而从理论上揭示了模型和算法的科学性,实现了开采沉陷动静态预计的一体化;预计实践2表明:通过将29401工作面的动态预计结果与实测结果的对比分析可知,预测中误差最小为54 mm,最大为452 mm,预计相对误差在总体上可控制在8.5%左右,证明了所建模型及算法的可靠性。

关键词：开采沉陷倾向主断面动态预计时间函数

常村矿巨厚砾岩下特厚煤层开采对地表形变的影响分析

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采矿与安全工程学报 2015年第4期32卷 628-633页

作者：李春意崔希民胡青峰何荣河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 华北水利水电大学资源与环境学院河南郑州450011

为了研究巨厚砾岩下特厚煤层开采地表形变规律,以概率积分模型为原型,建立了基于叠加原理的三维空间分布式优化求参模型。以常村煤矿2113工作面地表移动观测站实测资料为依据,采用下沉和水平移动求参模型求取了地表形变预计参数。结合... 详细信息

为了研究巨厚砾岩下特厚煤层开采地表形变规律,以概率积分模型为原型,建立了基于叠加原理的三维空间分布式优化求参模型。以常村煤矿2113工作面地表移动观测站实测资料为依据,采用下沉和水平移动求参模型求取了地表形变预计参数。结合工程地质资料,从岩层运移机理对参数的分布规律进行了分析。结果表明,巨厚砾岩关键层的初次破断距为367 m,悬臂梁周期破断距为179 m,关键层破断后地表非连续变形显现强烈,巨厚砾岩层的悬臂支承作用是造成地表沉陷盆地出现偏态下沉的根本原因,与实测结果相吻合。

关键词：巨厚砾岩开采沉陷优化求参运移机理关键层

特高压混合多端直流输电系统中串联换流阀组间的电压平衡控制策略

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电网技术 2019年第9期43卷 3408-3414页

作者：郑安然郭春义崔鹏赵成勇新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

特高压混合多端直流输电系统结合了电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的优势,可以实现多电源供电、多落点受电的远距离大容量输送要求。针对特高压混合多端直流输... 详细信息

特高压混合多端直流输电系统结合了电网换相换流器(line commutated converter,LCC)与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的优势,可以实现多电源供电、多落点受电的远距离大容量输送要求。针对特高压混合多端直流输电系统中同一换流站内串联换流阀组之间的电压不平衡问题,分析了电压不平衡的原因,并提出了一种基于串联换流阀组间电压–功率偏差量的电压平衡控制策略,该控制策略简单有效便于工程实现。然后基于PSCAD/EMTDC搭建了特高压多端混合直流系统的仿真模型,通过对比切除/投入电压平衡控制时系统的动态特性验证了电压平衡控制策略的有效性。为进一步分析该控制策略对系统动态性能的影响,研究了特高压混合多端系统在功率阶跃变化和交流故障情况的动态响应,结果表明所提出的控制策略简单有效,且在不同运行工况下均可以实现串联换流阀组之间的电压平衡。

关键词：特高压混合多端直流输电系统串联换流阀组电压–功率偏差量电压平衡控制

水环境作用下采动诱发冲积层沉降特征及机理分析

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中国矿业大学学报 2019年第1期48卷 221-228页

作者：李春意刘红元崔希民车宇航河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000 塔斯马尼亚大学科学与工程学院塔斯马尼亚霍巴特7005 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为了研究水环境作用下采动诱发冲积层沉降机制,基于3个矿井的实测数据,分析了厚含水冲积层下采动地表沉降特征,基于有效应力原理,构建了潜水含水层和承压含水层土体压缩计算模型,研究了水环境变化对土体压缩量的影响,并结合现场实测资... 详细信息

为了研究水环境作用下采动诱发冲积层沉降机制,基于3个矿井的实测数据,分析了厚含水冲积层下采动地表沉降特征,基于有效应力原理,构建了潜水含水层和承压含水层土体压缩计算模型,研究了水环境变化对土体压缩量的影响,并结合现场实测资料对模型进行了分析和验证.结果表明:在厚含水冲积层下开采,地表沉陷波及范围远超一般地质采矿条件下的影响范围,水环境和冲积层的联合作用是导致地表沉陷异常的根本原因.潜水含水层土体压缩量与水位降深之间呈抛物线增长关系,承压含水层土体压缩量与水头降深呈线性增长关系,水头降深越大,土体的压缩量就越大.模型预测均方根误差为±8mm,相对中误差为6.5%,实测值与理论计算值相吻合,采用所构建的土体压缩模型能够对矿井疏排水产生的地层压缩量进行合理计算和预测.

关键词：冲积层开采沉陷潜水承压水有效应力

串联混合型直流输电系统的小信号模型及其稳定性研究

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中国电机工程学报 2021年第16期41卷 5569-5580页

作者：郭春义崔鹏郑安然赵成勇李丹新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523008 国家电网有限公司直流建设分公司北京市西城区100052

针对高压端采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC)、低压端采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)串联构成的串联混合型直流输电系统,该文建立了其状态空间及小信号模型。推导LCC与MMC在交、直流侧的... 详细信息

针对高压端采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC)、低压端采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)串联构成的串联混合型直流输电系统,该文建立了其状态空间及小信号模型。推导LCC与MMC在交、直流侧的数学模型,换流站间及换流站与交直流系统间的接口模型,建立包含LCC、考虑详细内部动态特性的MMC、直流输电线路、交流系统的串联混合型直流输电系统状态空间模型及对应的小信号模型,并与电磁暂态仿真模型的动态响应特性进行对比,验证所提建模方法的准确性。研究了受端交流系统强度对串联混合型直流输电系统小信号稳定性的影响,结果表明高压端LCC和低压端MMC之间的耦合作用在一定程度上降低了弱交流系统下串联混合系统的稳定裕度。

关键词：电网换相换流器(LCC) 模块化多电平换流器(MMC) 串联混合型直流输电系统小信号模型小信号稳定性

汉石桥湿地自然保护区土地利用格局及其生态系统服务价值动态

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湿地科学 2022年第6期20卷 778-784页

作者：曹波蔡春轶张勇崔保山汉石桥湿地自然保护区管理中心北京101309 北京师范大学北京100875

为了有效地保护汉石桥湿地,采用模型评估方法,利用6个时期植物生长季的北京二号卫星遥感影像数据,分析汉石桥湿地的土地利用类型现状和生态系统服务价值,估算了6个时期汉石桥湿地自然保护区生态系统服务价值。研究结果表明,与2005年相比... 详细信息

为了有效地保护汉石桥湿地,采用模型评估方法,利用6个时期植物生长季的北京二号卫星遥感影像数据,分析汉石桥湿地的土地利用类型现状和生态系统服务价值,估算了6个时期汉石桥湿地自然保护区生态系统服务价值。研究结果表明,与2005年相比,2020年汉石桥湿地自然保护区林地面积增加了167.3 hm^(2),草地面积增加了87.5 hm^(2),湿地面积增加了53.1 hm^(2);2005年、2008年、2011年、2014年、2017年和2020年,汉石桥湿地自然保护区生态系统服务的总价值分别为88 355×10^(4)元、81 138×10^(4)元、82 398×10^(4)元、71 773×10^(4)元、79 828×10^(4)元和80 479×10^(4)元;调节服务是汉石桥湿地自然保护区主要的生态服务,6个时期的调节服务价值总和占生态系统服务总价值的46.7%;湿地对汉石桥湿地自然保护区生态服务的贡献最大;湿地面积增加、耕地面积减少是汉石桥湿地生态服务主要功能转变的主要原因。

关键词：土地利用类型生态服务价值汉石桥湿地自然保护区

云驾岭矿厚煤层综采地表沉陷时空演化规律研究

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采矿与安全工程学报 2019年第1期36卷 37-43,50页

作者：李春意高永格崔希民袁德宝何荣河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000 塔斯马尼亚大学科学与工程学院河北工程大学人事处河北邯郸056038 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为了研究云驾岭煤矿厚煤层综采地表沉陷的时空演化规律,基于现场实测数据,分析了矿井三采区开采监测数据的时空相关性以及地表动态沉陷和超前影响的演化规律,得出了地表移动的延续时间,构建了顾及三维空间及时间效应的地表任意点最大下... 详细信息

为了研究云驾岭煤矿厚煤层综采地表沉陷的时空演化规律,基于现场实测数据,分析了矿井三采区开采监测数据的时空相关性以及地表动态沉陷和超前影响的演化规律,得出了地表移动的延续时间,构建了顾及三维空间及时间效应的地表任意点最大下沉速度表达式,并给出了达到最大下沉速度的时间。建立了利用采动程度系数、覆岩岩性系数、采深等多因子来表达云驾岭煤矿非充分采动地表移动延续时间的经验公式。结果表明:井下采出空间由极不充分开采过渡到非充分开采,地表下沉量显著增加;超前影响距平均值为388 m,超前影响角平均值为56°;12303和12305工作面开采地表最大下沉速度滞后距平均值分别为146 m和143 m,最大下沉速度滞后角平均值分别为76°和77°;基于正态分布时间函数能够计算地表任意点的最大下沉速度;理论值和实测值对比结果表明,采用包括采动程度系数、开采深度和覆岩岩性系数等多因子来表达地表移动的延续时间更符合工程实际。

关键词：地表沉陷时空演化正态分布时间函数下沉速度延续时间

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基于云模型的西北地区辐射时空分布研究

农业机械学报 2018年第12期49卷 226-235页

作者：关静梁川赵璐崔宁博王春懿姜守政四川大学水利水电学院成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

为研究西北地区辐射(Rs)时空分布特性,基于西北地区16个辐射站点4个分区(Ⅰ区,新疆北部、甘肃河西走廊中西段、宁夏中北部、内蒙古西部;Ⅱ区,新疆南部;Ⅲ区,青海省;Ⅳ区,甘肃东南部、宁夏南部、陕西关中地区与陕北地区) 1995—2015年实... 详细信息

为研究西北地区辐射(Rs)时空分布特性,基于西北地区16个辐射站点4个分区(Ⅰ区,新疆北部、甘肃河西走廊中西段、宁夏中北部、内蒙古西部;Ⅱ区,新疆南部;Ⅲ区,青海省;Ⅳ区,甘肃东南部、宁夏南部、陕西关中地区与陕北地区) 1995—2015年实测日Rs与日照时数(n)率定ngstr9m-Prescott(A-P)模型参数a、b,使用A-P模型4种不同参数率定方法(M1:分月率定,M2:分季率定,M3:分半年率定,M4:多年率定),选取其中精度高且简便的方法计算4个分区1961—2015年共55 a的Rs,并用云模型描述西北地区Rs时空分布特性,结果表明:各分区4种方法计算的Rs值与实测值在日尺度和月尺度上拟合结果均较好。各分区4种方法计算Rs的RMSE、nRMSE分布相似,MBE略有差异,t检验结果表明Ⅰ区和Ⅲ区使用M1、M2、M3计算的Rs值与实测值无明显差异,Ⅱ区使用M1、M3计算的Rs值与实测值无明显差异,Ⅳ区使用M1、M2计算的Rs值与实测值无明显差异。Ⅰ区Rs时间分布的不均匀性较小但不稳定,Ⅱ区、Ⅲ区Rs时间分布的不均匀性较小且较稳定,Ⅳ区Rs时间分布的不均匀性较大且不稳定。西北地区Rs空间分布不均匀,4个季节均表现为Ⅲ区(青海省) Rs较大;与Rs在时间上的分布特性相比,其在空间上的分布特性更不均匀、不稳定。该研究结果可用于构建完整的西北地区Rs时间序列,为西北地区Rs时空变化研究提供科学参考。

关键词：日辐射西北地区日照时数 Angstrom-Prescott模型云模型

基于多源数据融合的恶劣气象下10 kV配变实时状态评估

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高电压技术 2020年第2期46卷 448-460页

作者：时亚军顾洁李楠王春义牟宏崔国柱上海交通大学电子信息与电气工程学院大数据工程研究中心上海200240 国网山东省电力公司济南250001 国网山东省电力公司临沂供电公司临沂276004

针对配电变压器运行状态表征信息繁杂众多的特点,基于对电力系统多源数据的提取与处理,建立了融合外部气象因素、设备内部健康状况以及当前运行条件的10 kV配变实时状态评估模型。首先采用基于Tomek links欠采样的随机森林法进行恶劣气... 详细信息

针对配电变压器运行状态表征信息繁杂众多的特点,基于对电力系统多源数据的提取与处理,建立了融合外部气象因素、设备内部健康状况以及当前运行条件的10 kV配变实时状态评估模型。首先采用基于Tomek links欠采样的随机森林法进行恶劣气象下配变故障概率与预计停电时长的预测;然后选取状态参量的监测值,采用威布尔分布与最大似然参数估计来计算配变的实时可靠度,提出了一种通过主客观综合赋权计算得到该台设备内部老化造成的实时故障概率的方法。最后应用该模型对某地区某台10 kV配变24 h内的综合劣化度进行了实时评估,结果表明:采用基于Tomek links欠采样处理能够显著改善停电时长的预测效果,同时配变实际故障情况与所提状态评估模型的预测结果较为符合,验证了模型的有效性。论文研究可为10 kV配变的状态评估提供参考。

关键词：随机森林状态评估多源数据故障概率恶劣气象配电变压器