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雨汪区块煤层气气体同位素变化特征及成因判识

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煤炭科学技术 2024年第7期52卷 148-157页

作者：王芳芳吴财芳杜明洋唐依然王聪文德修中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 宿州学院资源与土木工程学院安徽宿州234000 山西省煤炭地质勘查研究院有限公司山西太原030000 贵州省土地矿产资源储备局贵州贵阳550001

研究煤层气地球化学特征及其成因,对煤层气成藏及资源勘查开发具有重要意义。为探究滇东雨汪区块煤层气成因及其地球化学特征,采集该区6口典型煤层气井的产出气气样,开展了组分测定、碳同位素和稀有气体同位素测试,系统分析了煤层CH_(4)... 详细信息

研究煤层气地球化学特征及其成因,对煤层气成藏及资源勘查开发具有重要意义。为探究滇东雨汪区块煤层气成因及其地球化学特征,采集该区6口典型煤层气井的产出气气样,开展了组分测定、碳同位素和稀有气体同位素测试,系统分析了煤层CH_(4)、N_(2)等气体的成因,并结合水文地质环境,探讨了雨汪区块煤层气排采过程中气体的同位素变化及其控制因素。结果表明:雨汪区块煤层气井产出气中CH_(4)体积分数平均为73.95%~92.90%,乙烷、CO_(2)、N_(2)体积分数分别为0.20%~0.40%、0.05%~1.05%、6.15%~25.32%。此外,He仅在产气第1天检测到,而碳原子数大于2的烃类未检测到;煤层气干燥系数(C_(1)/C_(1~5))为0.9995~0.9997,属于高成熟干气;CH_(4)的δ^(13)C值为-36.7‰~-27.6‰,为有机质热成因气;CO_(2)的δ^(13)C值介于-19.1‰~-6.6‰,主体分布在-18.0‰~-14.3‰,为有机成因;氮气体积分数平均为12.63%,含量相对较高,其φ(N_(2))/φ(Ar)远大于84,以有机成因为主;氩气体积分数平均为0.06%,远大于0.017%,以大气成因为主;氦气体积分数平均为0.02%,φ(^(3)He)/φ(^(4)He)为0.29×10^(-8)~19.6×10^(-8),主体范围为2.00×10^(-8)~9.38×10^(-8),φ(^(3)He)/φ(^(4)He)与大气氦的比值介于0.01~0.09,属于典型的壳源氦气,且φ(^(4)He)、φ(^(20)Ne)的变化趋势与φ(^(4)He)/φ(^(20)Ne)具有一致性;随着排采时间增加,气体纯度增高,产出气的烷烃同位素值呈现逐渐变轻的趋势。研究认为,雨汪区块煤层气“变干、变轻”是气体解吸、扩散和水溶解作用综合影响的结果。

关键词：煤层气地球化学成因类型碳氢同位素雨汪区块

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考虑轴系特性的汽轮发电机阻抗模型

电工技术学报 2024年第15期39卷 4767-4781页

作者：李佳龙卢新宇杜雄刘俊良樊丽娟输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 南方电网科学研究院系统研究所广州510663

与状态空间法和复转矩系数法相比,基于阻抗的分析方法更便于拓扑扩展和黑盒系统建模。然而,现有的汽轮发电机阻抗模型,如RL串联阻抗模型或同步发电机等效电路阻抗模型,仅关注汽轮发电机的电气特性。上述简化的阻抗模型无法考虑汽轮发电... 详细信息

与状态空间法和复转矩系数法相比,基于阻抗的分析方法更便于拓扑扩展和黑盒系统建模。然而,现有的汽轮发电机阻抗模型,如RL串联阻抗模型或同步发电机等效电路阻抗模型,仅关注汽轮发电机的电气特性。上述简化的阻抗模型无法考虑汽轮发电机轴系特性的影响,甚至导致错误的分析结果。针对这一问题,该文建立了考虑轴系特性的汽轮发电机阻抗模型,并以风火打捆外送系统为研究对象,对比了基于RL等效阻抗模型和所建立阻抗模型的振荡分析结果。验证了所建立模型在含有新能源以及电力电子设备的电力系统中进行稳定性分析的适用性与准确性。研究结果可为含汽轮发电机的复杂结构电力系统的稳定性分析提供模型。

关键词：阻抗模型汽轮发电机轴系扭振风火打捆

基于DRA-UNet模型的超声图像分割方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 83-89页

作者：王雷郭新萍王钰帏李彬山东理工大学计算机科学与技术学院山东淄博255000 华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510641

针对普通卷积运算无法关注重点区域、编码器无法有效提取全局上下文信息、简单的跳跃连接无法捕获显著特征,以及易导致分割图像分辨率降低、重要细节丢失、小物体信息无法被准确捕获等问题,提出基于膨胀率注意力机制的UNet(DRA-UNet)模... 详细信息

针对普通卷积运算无法关注重点区域、编码器无法有效提取全局上下文信息、简单的跳跃连接无法捕获显著特征,以及易导致分割图像分辨率降低、重要细节丢失、小物体信息无法被准确捕获等问题,提出基于膨胀率注意力机制的UNet(DRA-UNet)模型,并发展了基于此模型的超声图像分割方法.在UNet模型的基础上,引入膨胀率注意门和多尺度卷积(ConvMulti)模块.膨胀率注意门模块利用空洞卷积能得到更大的感受野,将编码器语义位置的局部区域像素联合到上采样区域,可以实现更加高效的跳跃连接.ConvMulti模块用来获取更加详细的高层特征信息,使编码器功能更强大.实验结果表明:本模型可以有效抑制图像噪声,大幅提高特征的表达能力,具有很强的鲁棒性,相比六种经典分割方法,所提出方法在交并比、F1分数和精度指标下分别达到72.25%,83.89%和97.47%.

关键词：超声图像图像分割 U-Net模型空洞卷积注意力机制

造穴-CO_(2)气相压裂复合技术造缝卸压增渗机理研究

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 63-73页

作者：闫志铭张新生张军胜杨百舸曹运兴李淑敏董润平华阳新材料科技集团有限公司山西阳泉045000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室河南焦作454000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心河南焦作454000

我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题。为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用185 MPa高压力CO_(2)冲击煤样、数值模拟、光纤应变监... 详细信息

我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题。为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用185 MPa高压力CO_(2)冲击煤样、数值模拟、光纤应变监测3种技术手段,研究造穴-气相压裂复合技术的瓦斯治理机理。结果表明:①煤样在CO_(2)气相压裂应力波作用下,在煤基质表面新形成损伤坑(DM)和三翼型裂隙(TRW)典型显微构造。②煤层在静力型和动力型荷载复合作用下近钻孔中心范围内煤层中原始的裂隙被重新打开,形成以钻孔为中心的放射状多尺度、张剪性破坏为主的裂缝,该裂缝能够充分均化应力集中区,并使得煤层产生不可逆的破坏,其应力扰动范围为24 m。③在有效的气相压裂-造穴复合技术影响范围内,造穴孔有助于提高气相压裂应力波的能量利用效率,避免能量耗散在无效的震动区,充分导通压裂孔与造穴孔多尺度裂缝,使得煤层裂缝区域范围大、连续性强、卸压充分。研究为解决煤层低渗、难抽、高地应力的问题提供了参考。

关键词：瓦斯治理气相压裂卸压增透突出煤层造穴

加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率试验研究

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1414-1431页

作者：张保勇赵国建高霞吴强黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 黑龙江科技大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150022

为探究瓦斯水合固化及加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率变化规律,采用自主设计的应力–渗流–化学耦合作用煤体三轴试验装置,测量瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下煤体(3种粒径:0.425~0.850(20~40目)、0.250~... 详细信息

为探究瓦斯水合固化及加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率变化规律,采用自主设计的应力–渗流–化学耦合作用煤体三轴试验装置,测量瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下煤体(3种粒径:0.425~0.850(20~40目)、0.250~0.425(40~60目)、0.180~0.250 mm(60~80目);3种饱和度:40%、60%、80%)应变及渗透率,获取加卸载条件下应力–应变曲线确定煤体变形特征,分析瓦斯水合物生成、水合物饱和度及偏应力对煤体渗透率的影响规律,通过渗透率损失率、变形角公式对煤体渗透率影响程度、体积膨胀效应进行量化表征,基于渗透率模型初步探讨水合物分布模式对煤体渗透率的影响机制。研究表明:①饱和度对煤体渗透率变化规律影响较为复杂,总体而言,随着饱和度增加,渗透率降低百分比越大,堵塞程度越显著。瓦斯水合物生成后,煤体渗透率明显降低,降低幅度为58.3%~83.3%(20~40目)、61.5%~95.0%(40~60目)、81.8%~90.9%(60~80目),随着饱和度增加,煤体渗透率整体呈降低趋势,下降幅度为55.6%~86.1%。②煤体轴向应变随着时间增加呈现出稳定增大、缓慢增大和快速增大3个阶段,煤体渗透率与应变具有一定相关性,并随着偏应力增加呈二项式函数增大、先减小后增大、先增大后减小3种趋势,二项式函数可较好预测采掘应力扰动下瓦斯水合固化后煤体渗透率变化规律。③引入渗透率损失率,在相同水合物饱和度下,随着偏应力增加,煤体渗透率损失率整体呈增大趋势。④引入体积膨胀变形角,在相同偏应力差下,随着饱和度增加,煤体体积膨胀变形角由19.0°~63.9°降至0.2°~38.2°,说明水合物饱和度越低,煤体体积膨胀效应越显著。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯水合物煤体加卸载应变渗透率

1986-2020年度国家自然科学基金重大项目资助分析

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情报工程 2021年第5期7卷 51-61页

作者：刘玉琴桂婕魏佳奇北京印刷学院新闻出版学院北京102600 中国科学技术信息研究所北京100038 燕山大学经济管理学院河北秦皇岛066004

[目的/意义]为适应新时期科学基金资助与管理改革的需求,探索科学基金重大项目在推进提升源头创新能力方面的支撑和引领作用,[方法/过程]采用统计分析、对比分析等方法,对1986-2020年度国家自然科学基金重大项目资助导向、资助情况进行... 详细信息

[目的/意义]为适应新时期科学基金资助与管理改革的需求,探索科学基金重大项目在推进提升源头创新能力方面的支撑和引领作用,[方法/过程]采用统计分析、对比分析等方法,对1986-2020年度国家自然科学基金重大项目资助导向、资助情况进行分析,发现项目、课题、学部、学科、机构、经费的分布特征,揭示重大项目的资助趋势和资助重点,为调整和完善科学基金重大项目资助结构提供了参考。[结果/结论]研究发现科学基金重大项目资助规模持续增长、工程与材料科学部是资助项目总数最多的学部、化学科学部是重大项目资助总金额最多的学部。

关键词：自然科学基金重大项目资助分析

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圆成方辊弯成形孔型设计及工艺参数优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 135-141,163页

作者：邢梦龙王海军付玉涛杜凤山燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 秦皇岛宸铭异型管制造有限公司河北秦皇岛066000

基于体积不变定律和金属连轧秒流量相等原则计算了孔型设计中的相关参数,以50 mm×50 mm×6 mm的方管为研究目标,基于拓扑映射原理对孔型参数进行设计计算;根据辊花图建立了辊弯成形有限元模型,分析不同工艺参数对增厚系数的影响,基于... 详细信息

基于体积不变定律和金属连轧秒流量相等原则计算了孔型设计中的相关参数,以50 mm×50 mm×6 mm的方管为研究目标,基于拓扑映射原理对孔型参数进行设计计算;根据辊花图建立了辊弯成形有限元模型,分析不同工艺参数对增厚系数的影响,基于响应面法建立了角部增厚的回归模型;结合国标GB/T6728-2002和角部充满度考虑,采用不同优化算法对回归模型进行优化,将优化方案的仿真结果与原方案进行对比;以优化方案作为初始参数进行辊弯成形试验,将优化方案的仿真结果与试验结果进行对比.结果表明:孔型设计的仿真结果与设计结果在角部存在一定误差;角部的欠充满状态可以采用增加圆管管径的方式进行补偿,但同时会引起壁厚的增加;虚拟仿真数据能够用于回归模型的建立,优化方案的仿真结果与回归模型的预测结果误差较小,验证了回归模型的可靠性;优化方案的仿真结果使得角部充满度较原方案更高,验证了优化结果的有效性;优化结果与试验结果误差小于10%,验证了有限元模型的准确性.

关键词：辊弯成形孔型设计有限元模型响应面法优化算法

基于LSTM-CAPF框架的岸桥起升减速箱轴承寿命预测方法

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 352-360页

作者：孙志伟胡雄董凯孙德建刘洋上海海事大学物流工程学院上海201306 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相... 详细信息

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相应的运行工况.其次,以维纳过程为基础,建立了考虑不同工况下退化率和跳变系数的状态退化函数.最后,利用工况激活粒子滤波(CAPF)方法预测轴承退化状态和RUL.采用NetCMAS系统采集的上海某港口起升减速箱轴承全寿命数据验证了所提出的预测框架.与其他3种预测模式比较表明,所提出的框架能够在变工况条件下获得更准确的退化状态和RUL预测.

关键词：岸桥轴承剩余寿命预测长短时记忆网络工况激活粒子滤波时变工况

三维DDA方法的验证及其在隧道围岩垮塌控制中的应用

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 531-538页

作者：李利平范宏运刘洪亮周申高靖遥张延欢山东大学齐鲁交通学院济南250001 九州大学土木与结构工程系日本福冈812-0044

为准确模拟隧道围岩垮塌灾害演化过程与锚杆加固处置,通过嵌入锚杆支护算法实现了三维非连续变形分析方法(DDA)中的锚杆支护模拟.首先,介绍了三维DDA方法模拟块体运动的基本原理,提出了三维DDA方法中锚杆支护算法;其次,针对隧道围岩垮... 详细信息

为准确模拟隧道围岩垮塌灾害演化过程与锚杆加固处置,通过嵌入锚杆支护算法实现了三维非连续变形分析方法(DDA)中的锚杆支护模拟.首先,介绍了三维DDA方法模拟块体运动的基本原理,提出了三维DDA方法中锚杆支护算法;其次,针对隧道围岩垮塌灾害中的不同运动模式,采用三维DDA方法模拟了块体滑移、转动以及碰撞过程,验证了三维DDA方法模拟块体运动的准确性;最后,采用三维DDA方法模拟了工程尺度的节理岩体隧道围岩垮塌过程.结果表明:无支护条件下隧道洞周块体垮塌高度为3.9 m,洞周块体位移呈现出明显的各向异性特征;有支护条件下隧道洞周块体保持稳定状态,隧道左拱肩部位锚杆轴力较大,实际施工过程中可增加该区域锚杆长度.

关键词：三维非连续变形分析方法(DDA) 围岩垮塌稳定性分析锚杆支护