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煤矿重复扰动“采动-采空”地面井抽采技术及应用 被引量：13
1
作者 张志刚 李日富 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期91-97,共7页
为攻克煤矿开采重复扰动地层导致地面井变形破坏的技术难题,深入分析了重复扰动下地层的移动规律、地面井的变形破坏力学机理、失效方式与特征,发现地面井破坏的直接原因是发生了过量的位移变形,据此总结分析出地面井破坏失效的判识条件... 为攻克煤矿开采重复扰动地层导致地面井变形破坏的技术难题,深入分析了重复扰动下地层的移动规律、地面井的变形破坏力学机理、失效方式与特征,发现地面井破坏的直接原因是发生了过量的位移变形,据此总结分析出地面井破坏失效的判识条件:①套管剪切位移量超过其管内直径;②套管的最小拉伸安全系数小于阈值“1”。在此认识基础上提出了“避、抗、让、疏、护”五大地面井防护技术理念,能够从井位选择、井身结构、钻完井工艺、安全防护装置等方面有效减少重复扰动地面井的破坏性位移量。应用技术成果在岳城煤矿设计5口地面井,实现了“采动-采空”地面井持续抽采,累计抽采标况纯瓦斯量约5240万m^(3),保障煤矿安全生产的同时提高了瓦斯抽采利用量。进一步分析地面井抽采数据发现,采动区地面井经过5 a持续运行后的抽采影响半径超过800 m。 展开更多
关键词 采动区地面井 重复扰动 瓦斯抽采 抽采影响范围
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一类热工不稳定对象的抗重复扰动控制 被引量：1
2
作者 马增辉 董芳 徐慧仪 《热力发电》 CAS 北大核心 2019年第5期145-149,共5页
本文针对不稳定的热工非自衡对象提出了一种控制方法,该方法对重复性扰动具有较突出的抑制能力。通过反馈补偿可以将含有积分环节的不稳定滞后过程IPDT模型补偿为二阶非最小相位对象。然后通过设计二阶系统的动力学通用控制器实现对IPD... 本文针对不稳定的热工非自衡对象提出了一种控制方法,该方法对重复性扰动具有较突出的抑制能力。通过反馈补偿可以将含有积分环节的不稳定滞后过程IPDT模型补偿为二阶非最小相位对象。然后通过设计二阶系统的动力学通用控制器实现对IPDT模型的控制。同时,充分利用IPDT模型自身特性使系统对周期性重复扰动具有一定的抑制能力。仿真实验证明了该方法具有良好的控制特性和鲁棒性能。本文提出的方法结构简单,设计简便,容易在工程实践中推广应用。 展开更多
关键词 热工控制 不稳定过程 非自衡对象 反馈补偿 通用控制器 重复扰动
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切顶卸压对重复扰动条件下的煤柱稳定性影响分析 被引量：11
3
作者 张金贵 浦仕江 +3 位作者 闫亚楠 郭凯 程志恒 石迎爽 《煤炭工程》 北大核心 2021年第2期48-53,共6页
为解决相邻工作面开采时煤柱大量变形、巷道维护困难等问题,针对海湾煤矿三号井与王才伙盘煤矿井田边界煤柱现场条件,对煤柱稳定性进行力学分析,计算了煤柱承载强度与稳定性系数,确定了两个工作面所留设的边界煤柱都处于失稳和残余变形... 为解决相邻工作面开采时煤柱大量变形、巷道维护困难等问题,针对海湾煤矿三号井与王才伙盘煤矿井田边界煤柱现场条件,对煤柱稳定性进行力学分析,计算了煤柱承载强度与稳定性系数,确定了两个工作面所留设的边界煤柱都处于失稳和残余变形状态;通过数值模拟分析得出:当采用切顶卸压处理后,在工作面二次采动过程中,工作面前方煤柱仅发生零星破坏,有足够的弹性区,且核区率达到65%左右,塑性破坏主要发生在采空区后方,2206工作面10m边界煤柱垂向应力最大为8.0MPa,小于煤柱极限承载,因此煤柱能有效支撑上覆岩层重量并承受附加侧向应力的影响。 展开更多
关键词 切顶卸压 相邻工作面 重复扰动 煤柱稳定性 承载强度
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直线电机迭代学习控制非重复性扰动抑制研究 被引量：3
4
作者 丁鲁川 高慧斌 +1 位作者 曹明生 薄雨蒙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第2期105-110,共6页
针对直线电机迭代学习控制过程中非重复性扰动积累问题,提出了将干扰观测器和小波变换相结合的抑制非重复性扰动的算法。首先分析了扰动对迭代学习控制跟踪误差的影响,包括负载扰动和测量噪声,给出了干扰观测器和小波滤波抑制迭代学习... 针对直线电机迭代学习控制过程中非重复性扰动积累问题,提出了将干扰观测器和小波变换相结合的抑制非重复性扰动的算法。首先分析了扰动对迭代学习控制跟踪误差的影响,包括负载扰动和测量噪声,给出了干扰观测器和小波滤波抑制迭代学习控制中非重复性扰动的理论依据。干扰观测器直接对干扰估计并进行补偿,在时间域上抑制非重复性扰动,小波变换可分离出非重复性扰动,重构出不含非重复性扰动的误差信号,在迭代域上抑制了非重复性扰动的积累。利用辨识出的直线电机平台模型进行仿真,仿真结果证明提出的策略能够减少前馈控制信号中非重复性扰动积累,减小迭代学习控制收敛误差。 展开更多
关键词 迭代学习控制 非重复性扰动 干扰观测器 小波变换
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基于高阶干扰观测器的水下滑翔机迭代学习控制 被引量：2
5
作者 周丽芹 傅金辉 +2 位作者 宋大雷 贺同福 姜迁里 《现代电子技术》 2022年第23期97-104,共8页
水下滑翔机可作为移动平台搭载声学多普勒海流计AD2CP进行长航程大范围多尺度海流观测,其高精度的俯仰角控制是海流观测数据准确性的重要保证。模型的不确定性和复杂扰动为水下滑翔机精准俯仰角控制带来了困难。对此,提出一种结合干扰... 水下滑翔机可作为移动平台搭载声学多普勒海流计AD2CP进行长航程大范围多尺度海流观测,其高精度的俯仰角控制是海流观测数据准确性的重要保证。模型的不确定性和复杂扰动为水下滑翔机精准俯仰角控制带来了困难。对此,提出一种结合干扰观测器和模型迭代学习律的二元通道控制方案。基于拉格朗日动力学原理建立了水下滑翔机可量测的标称模型,并将异于标称模型的信息(模型参数变化、不可量测模型信息、环境扰动等)视为“总扰动”。利用标称模型设计了模型迭代学习律,抑制滑翔机剖面轨迹运动相关周期性扰动。对于不可建模的非轨迹周期相关复杂干扰,设计了高阶干扰观测器进行高精度估计,并通过选择适当的补偿增益进行扰动前馈补偿。理论分析证明了所设计的模型迭代学习律和高阶干扰观测器的稳定性,仿真实验验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 水下滑翔机 标称模型 总扰动 高阶干扰观测器 模型迭代学习 重复扰动 非重复扰动 二元通道
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大倾角煤层群长壁开采承载拱与间隔岩层采动应力演化特征 被引量：12
6
作者 罗生虎 王同 +2 位作者 伍永平 解盘石 王红伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期551-562,共12页
大倾角煤层群开采过程中,受重复采动影响,采动应力在间隔岩层中的演化规律复杂,揭示间隔岩层采动应力传递与三向应力状态演化特征是实现该类煤层群绿色高效开发的核心。采用物理相似材料模拟实验研究了大倾角煤层群长壁开采围岩变形破... 大倾角煤层群开采过程中,受重复采动影响,采动应力在间隔岩层中的演化规律复杂,揭示间隔岩层采动应力传递与三向应力状态演化特征是实现该类煤层群绿色高效开发的核心。采用物理相似材料模拟实验研究了大倾角煤层群长壁开采围岩变形破坏的演化特征,采用数值模拟分析了围岩采动应力传递演化规律,揭示了间隔岩层三向应力状态演化特征,量化表征了第1主应力大小渐变、方向偏转的演变规律。研究结果表明:大倾角煤层群开采过程中,间隔岩层历经了“原岩应力状态-上煤层开采卸压-矸石非均衡约束-下煤层开采卸压”的扰动历程,最终产生非对称变形破坏。间隔岩层的破断失稳将使得上、下工作面开采过程中各自形成的承载拱演化成包络2个工作面在内的“大范围”承载拱,其承载拱上拱脚位于下工作面回风巷,下拱脚位于上工作面的运输巷,控制岩层变形破断内在的“大范围”应力传递拱壳亦呈现出类似的演化特征。低位间隔岩层受采动影响程度剧烈,应力释放程度较大;中位岩层压、拉状态发生改变的位置较低位向倾向下部偏移;高位岩层压、拉状态产生改变的位置位于上层煤底板临空面位置处,岩层由三向受压状态转化为单、双向受压状态。间隔岩层沿工作面倾向自下而上可分为上层煤增压、上层煤增压-下层煤卸压、重复卸压、上层煤卸压-下层煤增压、下层煤增压5个区域。在上层煤增压-下层煤卸压段,第1主应力x、y轴分量呈现出先增大后降低,z轴分量持续降低的演化趋势;在重复卸压段,岩层应力释放程度最大,方向偏转程度最大;在上层煤卸压-下层煤增压段,第1主应力x、y轴分量呈现减—增—减、z轴分量呈现先减后增的演化趋势。 展开更多
关键词 大倾角煤层群 “大范围”承载拱 间隔岩层 重复扰动 采动应力演化
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带遗忘因子迭代学习控制最优增益研究 被引量：4
7
作者 戴宝林 龚俊 李翠明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1077-1084,共8页
针对一类含非严格重复扰动的单输入单输出(SISO)离散线性时不变系统(LTI)的收敛特性最优化问题,提出带遗忘因子迭代学习控制(ILC)算法的最优控制增益设计方法。根据迭代矩阵理论和Toeplitz矩阵特性得到含非严格重复扰动的系统收敛充要条... 针对一类含非严格重复扰动的单输入单输出(SISO)离散线性时不变系统(LTI)的收敛特性最优化问题,提出带遗忘因子迭代学习控制(ILC)算法的最优控制增益设计方法。根据迭代矩阵理论和Toeplitz矩阵特性得到含非严格重复扰动的系统收敛充要条件,并运用算子理论证明收敛。根据最优化理论给出系统的单调收敛条件,求解出算法最优控制增益的精确解,得到遗忘因子与最优控制增益之间的关系式,实现系统快速收敛,从而达到改善系统收敛特性的目的。该方法改进了传统最优控制增益在带遗忘因子ILC算法中应用的不足,放宽了系统收敛条件,有效加快系统收敛速度,抑制系统输出跟踪误差波动,同时也为含非严格重复扰动的LTI系统提供了一个更优的解决方案。仿真结果验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 迭代学习控制 遗忘因子 最优控制增益 非严格重复扰动 收敛速度
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基于FLAC^(3D)的极近距离采空区覆岩垮落规律数值模拟研究 被引量：11
8
作者 葛阳 王航龙 +1 位作者 李克钢 李傲 《中国矿业》 2023年第2期97-103,共7页
矿井覆岩垮落高度带和裂隙带的发育往往是水和瓦斯涌入矿井的通道。为了研究山西省某大型煤矿极近距离煤层组覆岩垮落高度发育情况,以该煤矿3-5#煤层中30515工作面和上覆极近距离2#煤层为研究对象,结合现场各岩层实测力学参数,采用FLAC^... 矿井覆岩垮落高度带和裂隙带的发育往往是水和瓦斯涌入矿井的通道。为了研究山西省某大型煤矿极近距离煤层组覆岩垮落高度发育情况,以该煤矿3-5#煤层中30515工作面和上覆极近距离2#煤层为研究对象,结合现场各岩层实测力学参数,采用FLAC^(3D)软件分别对单独开采和依次连续开采2#煤层和3-5#煤层时上覆岩层沉降位移量和主应力变化情况进行模拟,分析了两种开采方式下煤层上覆岩层沉降位移情况和主应力变化对岩层垮落带发育的影响。研究结果表明:两种开采方式顶板最大位移量集中在采空区中部范围,而上覆岩层主应力集中在煤柱两侧;受关键层断裂的影响,单独开采2#煤层和3-5#煤层时顶板垮落带竖直最大位移合计量较大于依次连续开采时顶板竖直最大位移达量。根据研究结果可知,极近距离煤层组连续开采相较于单煤层开采,上覆岩层受新应力分配扰动更加剧烈,加速了关键层的破断。垮落带内岩体存在着较大可被压缩消除的残余应变,上覆岩层的下降,垮落带岩体不断被压实,垮落带高度降低。 展开更多
关键词 垮落带 关键层 应力集中 重复扰动 数值模拟
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基于扩张状态观测器的鲁棒迭代学习控制 被引量：4
9
作者 谭程元 王晶 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1680-1686,共7页
针对一类包含模型不确定和外界干扰等非重复扰动的线性离散系统,本文通过将迭代学习控制与自抗扰技术相结合,提出一种新的基于扩张观测器的鲁棒迭代学习控制方法.本文以时间轴和迭代轴两个方向同时出发考虑系统的非重复扰动估计和稳定... 针对一类包含模型不确定和外界干扰等非重复扰动的线性离散系统,本文通过将迭代学习控制与自抗扰技术相结合,提出一种新的基于扩张观测器的鲁棒迭代学习控制方法.本文以时间轴和迭代轴两个方向同时出发考虑系统的非重复扰动估计和稳定收敛问题.将与时间和迭代轴同时相关的模型不确定及外界干扰等因素归纳为系统总扰动,针对其非重复变化特性给出了扩张观测器的设计,保证在批次内快速、准确地估计系统总扰动;基于上述扰动估计,设计新型的迭代学习控制律,利用线性矩阵不等式方法证明了整个鲁棒迭代学习系统的稳定性和收敛性,并给出合理的控制器参数估计条件.此外,讨论了迭代学习控制中第一批次的控制律设计问题,给出合理的自抗扰控制器设计.最后通过仿真对比实验验证了本文方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 迭代学习控制 扩张状态观测器 非重复扰动 自抗扰控制
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大倾角特厚煤层水平分层(深部)综放开采地表沉陷与地表水渗流研究 被引量：4
10
作者 郭春颖 焦申华 《中国矿业》 北大核心 2008年第7期82-86,共5页
针对复杂地质条件下大倾角煤层地下重复开采扰动引起的地表沉陷问题及与之伴随的地表水入渗问题,运用FLAC软件,对不同水平煤层开采进行了模拟计算,总结出大倾角煤层开采随着开采水平的深部发展,地表沉陷越来越严重,沉陷的幅度逐渐减小,... 针对复杂地质条件下大倾角煤层地下重复开采扰动引起的地表沉陷问题及与之伴随的地表水入渗问题,运用FLAC软件,对不同水平煤层开采进行了模拟计算,总结出大倾角煤层开采随着开采水平的深部发展,地表沉陷越来越严重,沉陷的幅度逐渐减小,采空区上方裂隙逐渐压密,地表水最终沿着采空区两侧的拉破坏区入渗的特点,并对现场不同开采水平的地表沉陷以及地表水入渗情况进行了预测。对指导现场生产和理论研究有积极意义。 展开更多
关键词 地表沉陷 大倾角煤层 重复扰动 数值计算
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