绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇测量论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
2配置偏心距和旋转角
由于测微准直望远镜低温下监测,只能透过观察窗向真空室内部的光学靶观测.而光的传播存在折射和衍射,会对光学观测产生误差.采用数字水平仪调平望远镜的视准轴,并且借助激光跟踪仪事先将远近两处的基准靶和望远镜的视准轴中心调整至统一高程面,可以消弱光透过空气和玻璃观察窗不同介质时的折射误差.为了避免光的衍射误差,可以人为将不同十字丝目标的上下左右配置在±0.2mm以内不同偏心距上(见图4).由于六个十字丝之间间隔太小,为了便于观测,可以将不同十字丝目标配置不同的旋转角(30度和60度),间隔放置在螺线管和超导腔下方(见图4).
3理论模拟
在低温压力容器的元件中,除了承受由载荷(压力、外载)产生的机械应力外,由于在运行过程中元件的温度场发生变化,还将承受热应力的作用[5].为了确定腔体、磁体、支撑以及氦容器在重力和冷缩变形时的补偿量和热应力,以减小或消除应力和变形.必须采用有限元方法,模拟低温下所有冷质量组件的热应力和冷缩变形.本文采用SOLID-WORKS建模,使用ANSYS进行热应力模拟.
3.1有限元模型及其材料属性
冷质量及其支撑组件的有限元模型如图3所示.模型中磁体、氦槽及其本身焊接连接支架采用316LSS不锈钢材料,HWR腔及其本身焊接连接支架为钛材,冷质量支撑组件和腔体的6根横梁采用钛材料,准直支架及十字丝目标采用G10材料.模型中支撑杆室温端为球铰接,支撑杆低温端与钛架之间为绑定.不同接触材料之间采用螺栓连接,模拟为不同接触材料之间可相互滑动且不分离.所有冷质量材料的机械特性见表2.
3.2边界条件与模拟结果
实测的两次试验采用液氮降温,模型中支撑室温端球铰链接触面为300K室温,所建模型腔体、氦容器以及超导磁体接触面处为80K,80K表面热负荷0.1W/m2.80K下竖直和横向位移计算结果见表3,螺线管和HWR底部上移约2.0mm,横向向中心收缩约1mm.
4实测分析
4.1低温监测
先用WYLER电子水平仪,将测微准直望远镜的视准轴调平,精度控制在0.05mm/m内[6].再调焦至远处基准靶,使用旋转按钮,摆动镜筒使其对齐远处目标中心(见图5第1步);然后调整焦距瞄准近处基准靶,使用平移工作台,移动镜筒至近处目标中心(见图5第2步).重复上述两步“远旋转移”多次,调整镜筒至两基准靶偏心线上,控制其直线度误差在0.1mm以内.图5中虚线矩形框代表已旋转的测微准直望远镜,实线矩形框代表已平移的测微准直望远镜,圆形目标为MAT基准靶.由于同轴十字丝目标存在加工误差,所以需要使用测微准直望远镜,借助可调丝扣,调整六个十字丝中心上下左右至设计偏心线位置.由于光学仪器不可避免地存在瞄准误差,而且瞄准误差的大小与距离成正比,呈正态分布.所以为了提高测量精度,应该采用多次测量取平均值,和尽量缩短瞄准距离的方法[7].
4.2数据分析
两次试验降至液氮温区时跟踪仪和望远镜监测数据见图6和7.80K时竖直方向上跟踪仪监测到2号螺线管向上移动1.8mm,望远镜监测到2号螺线管向上移动1.9mm;80K时横向跟踪仪监测到2号螺线管向中心移动1mm,望远镜监测到2号螺线管向中心移动0.9mm.
从煤矿生产的本身特点来说,这是在井下进行的生产,在这个特殊的环境会有许多因素容易造成危险,直接影响到工作人员的生命安全。比如,有些矿区正处在地质灾害的出现频繁的地区,相对的地质条件是十分复杂的,人们还不是很了解这里的工作环境,存在着许多未知的事情。这样,在对煤炭进行回采等具体操作时都可能产生事故问题,这是整个开矿项目需要尽量避免的。因此,在开采之前就要进行精确地测量,了解清楚矿山以及附近的地质面貌,排除那些不安全的条件,做好预防措施,最终实现煤矿安全工作。又因为在实际的采矿工作中还会对附近的地质地貌造成影响和破坏,稍微的地质改变就会造成连带的地质变动,更是可能引发地质灾害,这就需要测量人员全面分析现场,进行地质分析,调整好施工方案。
1.2能尽可能保护到煤柱
采矿工作就是对岩体下的煤矿进行挖掘,是开掘出一个一个矿井进行开采的,这样的直接作用会对地下的岩体的地质造成破坏,如果开采的过多,会形成一种空洞,这样就改变了原本的地层厚度,相应的地底承受力也发生了改变,这样的情况下,井体内部有的岩体会出现部分塌陷的情况。特别是在开采的进程中,不同层面的煤矿厚度会担负着不同的地表压力,如果移走煤矿的时候没有做好防范措施,可能会破坏相临近的煤柱。因此,测量人员要不断研究岩层的变化情况,察觉受力变化,进行精确的计算,制定出基本的变化规律,合理进行采矿安排。正如对于临近的煤柱要精确到大小的设计和距离的远近安排,这样采矿的过程中,不会影响整体的煤层地质,在可操作的范围内进行,最终提高煤炭的整体产量。
1.3在指定开采巷道的作用
井下的煤矿的具置是需要测量数据来显示出来的,如果没有做好准备,数据的记录不够准确,那么工人因为找不到具体的巷道方向,会增加很多盲目的工作。在因此,测量工作能有效帮助缩短工期,减少不需要的工作,这样在选择的时候采取最优方案,做好通风措施等等,有效确保生产的安全。特别是工作时的通风安排,必须保证有害气体的控制,要及时排除,以免发生中毒或者是窒息之类的事故问题,这是进行安全生产的基本要求。经过精确测量后定下的巷道通道可以排除一些不必要的安全隐患,避免因为挖掘半途需要改变通道,有效地节省了人力和物力,缩短了施工的时间,更好完成预期的计划。同时,他可以帮助确定巷道开口的具置,计算出实际可以进行的贯通道路,尽可能消除事故发生的可能性,实现安全可靠的生产。
1.4有效地预防自然力的影响
煤矿的生产是处在一定的自然环境中的,这样一部分的自然灾害可能会影响开采的进程,就比如在矿井的开采中可能会碰到含水的地层,如果正好经过这一地区,就会对施工的进程产生影响。最常见的就是滴水的形态出现,这会增加矿井内的湿度,影响光照的亮度等等,给施工造成更多的麻烦;又或者是地下水突然性地涌进了施工地,就可能会淹没井区,这就会威胁工人生命安全了,影响更恶劣。因此,矿井周围的自然力也要考虑到,特别是防治水问题,是比较常见的麻烦,必须进行重点预防。这在实际的操作中,是可以通过水文观测来进行测量预测的,也就是全面收集调查附近的地质情况,分析具体的地下含水层的分布地带,及时做好隔离准备。还有那些附近的地面湖泊、河流等等,要具体弄清楚他们占据的地理位置,计算清楚会不会和矿区开采产生连接关系,做好预防处理。除了水流动问题产生的影响,生态环境的平衡如果被打破,也可能会引发地质灾害的发生。特别是“三下”压煤容易造成煤炭储量的损失,减少经济效益;如果应为地质灾害的发生,当地居民的居住生活也会很不方便。
2未来的发展趋势
2.1测量仪器的开发
在未来,我国的矿山测量要尽力优化仪器设备方面,不断增加各方面的功能,特别是为了方便使用,尽力缩小机器的体积。在信息时代的要求下,要实现数字化操作,简化操作的步骤,也就是进行自动化的管理方向,很多具体的测量都可以远程控制,这样一面降低了工作的难度,一面减少人工操作的误差,实现精确的测量。通过科学技术的推动,未来的很多仪器都要走智能化的道路,也就是自行分析数据反映给测量队,及时纠正施工过程中的错误。就比如,自带操作系统等等,有很大的实用价值。不过,因为技术成本的问题,目前那些先进的测绘仪器在费用上是不便宜的,很多测量部门缺少足够的资金后盾,也就没办法批量进购了。
2.2重视测量技术的开发
我们知道,测量本身的技术是非常高的,统计的成果需要有精确的数据,任何细微的偏差会直接影响到煤矿的安全系数,所以,在未来要不断提高这方面的技术。这就要在不断完善技术理论的基础上,不断进行技术研发,突破以前的技术弊端。但是,这也不是说就要完全抛弃旧的测量方法,应该站在前人的基础上,总结吸收他们的经验,寻找和新技术的融合点。这也是有效促进测量技术发展的推动力,更保证了技术的实用性,方便正真能够操作,避免脱离实际的理想化改革。当然,每个地区的地质情况是不相同的,他们有着各自不同的施工要求,也就是测量的时候要和当地的地质面貌相结合,总结出最合理的实施方案。
2影像测量仪的结构分类与特点
影像测量仪主要由机械主体、标尺系统、影像探测系统、驱动控制系统以及测量软件等组成。影像测量仪的结构型式主要有柱式、固定桥式和移动桥式。柱式一般用于小量程的机器,桥式一般用于中大量程的机器。
2.1柱式影像测量仪
柱式结构底部为基座,二维工作台分别沿X和Y向移动,影像探测系统可在固定立柱上沿Z向运动,结构牢固、精度高,不过工件的重量对工作台运动有影响,不能承载过重工件,适合于中小行程影像测量仪。
2.2固定桥式影像测量仪
固定桥式测量仪的X、Y、Z轴相互正交并沿着各自导轨运动,其中Z轴上安装有影像探头并可以相对Y轴做垂直运动,而Y轴则安装在基座上。Z轴部分和Y轴部分的总成牢固装在机座两侧的桥架上端。每轴都由电机来驱动,可确保位置精度,但不适合手动操作,该结构稳定、整机刚性好。
2.3移动桥式影像测量仪
移动桥式结构是目前大量程影像测量仪中应用最广泛的一种结构形式。其中,工作台固定,其中一个桥框由导轨带动在工作台上沿X轴移动,同时由另一个导轨带动滑板在桥框上沿Y轴移动,主轴则沿Z轴移动。被测工件安放在工作台上,影像探测部件安装在主轴上。这种形式的影像测量仪结构简单、紧凑,刚度好,具有较开阔的空间。
我科于1995年开展血透以来,常规双上肢不能测量血压时,应用足背动脉测血压的方法动态观察血液透析中病人的病情变化,保持患者血透过程中生命征的稳定有重要的意义。此法尤其适用于维持性血透患者初期(内瘘成熟需要一个月左右时间),而患者不愿意做中心静脉插管或者经济困难的情况下;也适用于双上肢重度烧伤急性肾功能衰竭的病人以及各种原因造成上肢不能测血压时的病情观察。其做法如下:
1临床资料
足背动脉测血压病人数232人,测量血压1853人次,男131人、女101人、年龄18~82岁,每周透析2~3次,维持性血透患者231人,上半身重度烧伤引起急性肾功能衰竭的患者1人。
2方法
2.1器材
使用电子血压计、立式或者卧式血压计、血压监护器。
2.2测血压方法
(1)患者采取卧位,保持血压计零点,足背动脉与心脏同水平。(2)驱尽袖带内空气,平整地緾于患者踝关节上方,松紧以能放入一指为宜,下缘与踝关节上缘平齐,(3)保持测量者视线与血压计刻度平行(指立式或卧式血压计),(4)如果使用立式或卧式血压计测量血压时,将听诊器放在足背动脉搏动最明显处听诊。(5)测量完毕记录血压数值,注明足背动脉血压。
2.3血压观察
透析中血压的变化往往比透析前血压的绝对值更有意义。
2.3.1低血压一般情况收缩压下降40~55mmHg,或者收缩压(上肢)低于90mmHg,舒张压低于60mmHg,脉压差小于20mmHg,就发生了低血压。常见于血容量减少、渗透压的改变、抗高血压药物的使用、心源性等原因。发生低血压或者休克时,应及时处理。
2.3.2高血压一些病人透析整个过程中血压梯度上升;一些病人在透析开始时血压上升,继续透析可能有不良反应。一般认为收缩压大于200mmHg,舒张压大于120mmHg时,应当引起重视。常见于患者体内液量超负荷,心搏出量增加的结果;神经体液调节引起末梢血管阻力增加所致;使用重组人类红细胞生成素时引起的高血压等原因。发生高血压时,根据不同原因进行处理。
2.3.3动态观察过程中收缩压的估值是以足背动脉测的收缩压值减去20~40mmHg为收缩压的判断值。
3结果
1.1加速度采集接口设计
加速度传感器选用具有坚固耐用、受外界干扰小等特点的压电式加速度传感器,压电式加速度传感器采集对击锤的加速度,将加速度信号转换成相应的电荷信号,电荷信号经过电荷放大器的处理,最终输出与之相对应电压信号;最后,通过高速串行ADS8325实时高速采集电荷放大器输出的电压信号,获得打击过程中加速度变化的时域曲线,从而计算出最大打击力和打击能量,通过无线方式将数据传输给主机。STM32有两个标准SPI,该接口被配置成主模式时可以为外部的其他从设备提供通信时钟。STM32与ADS8325之间通过标准SPI接口连接,STM32使用SPI的单主模式,采集加速度信号只需要ADS8325到STM32串行数据传输,SCK为ADS8325提供通信时钟,将ADS8325片选管脚CS拉低则为从模式。
1.2位移采集接口设计
选用欧姆龙编码器进行位移数据的采集,将E6B2-CWZ6C编码器与机械滑轮相连形成一个位移传感器,机械滑轮的半径为17.49mm,锤头将移动2×3.14R的距离,即109.9mm,即锤头移动109.9mm时编码器刚好转一圈,脉冲计数为2000个。为了增加安全性,减小电压的干扰,减少电路设计,增量式编码器和STM32接口采用光耦器件TPL521—4进行隔离。
1.3无线通信模块接口设计
STM32与SI4432通过SPI接口相接,实现SI4432的基本工作状态。SI4432通过nIRQ向STM32发送中断。串行数据通过MOSI从STM32传输到SI4432;MISO正好相反;通过SCK向SI4432提供时钟,同步两者的串行数据传输。nSEL引脚电平为低时,SI4432片选为从模式,STM32才能有效操作SI4432。SI4432的工作模式位SDN为高时,SI4432处于关闭模式,为低时,则处于工作模式,因此,在芯片工作期间,工作模式位必须为低。
2系统软件实现
系统软件在KeiluVision4平台上采用模块化思想设计开发,将所需模块的主要功能全部编译成相对独立的函数以供主程序需要时调用。模块需要完成的功能是首先对STM32,SI4432及SPI进行初始化配置,其次,从机模块采集加速度数据并传输,最后,主机模块接收数据并处理。软件采用同步传输的模式,同步字传输完之后才会开始传输数据。
2.1从机模块软件实现
从机模块主要实现加速度数据的采集与发送。数据采集与发送过程如下:首先,完成初始化后开始采集数据,数据采集未完成,则等待至数据采集完成,然后清空SI4432的发送FIFO,写入将要发送的加速度数据;其次,打开发送完成中断并关闭其他中断,该中断使能正常后开始发送数据;再次,数据发送完成后nIRQ引脚转为低电平状态,读取中断引脚状态后并将nIRQ引脚转为高电平状态,准备下次检测。如果数据发送成功,则主机模块上绿色指示灯会变亮;最后,关闭发送功能,准备下一次数据发送。
2.2主机模块软件实现
主机模块软件实现加速度数据接收与处理。首先,完成初始化并清空SI4432的接收FIFO;其次,打开接收完成中断并关闭其他中断,该中断使能正常后开始接收数据;再次,数据接收完成后nIRQ引脚转为低电平状态,读取中断引脚状态后并将nIRQ引脚转为高电平状态,准备下次检测,然后,关闭接收功能,准备下次数据接收;最后,对接收到的数据进行相应的处理得到打击能量和打击力,并将数据通过RS485通信传输给工控机和LED大屏。
2现代测量技术的应用
2.1GPS在地质灾害监测中的应用GPS即全球定位系统,通过接收定位卫星的信号进行测时定位、导航,采用静态差分定位技术,缩短观测时间,减小误差提高精确度。利用GPS技术监测地质灾害,监测站之间无须要求通视,大幅度削减了工作量。并且通过卫星通信技术能够将监测到的数据传送至数据处理中心,以此来实现远距离的监测工作。目前,GPS技术已在地震、地表塌陷、滑坡等突发性地质灾害的监测中被广泛应用。其优点在于它非常高效,且精准度已经达到百万分之一甚至可能更高,同时它还有全天候、自动化、多功能而且操作简便等特点。这些诸多优点让它在工程测量中得到广泛应用。GPS技术在地表外部形变监测中的应用有很多,大致的操作过程以岩体的外部形变监测为例,先在距离岩体较远的地方选取一个稳定点放置GPS信号接收机,然后选取目标点并放置接收机,经过计算分析可以得出各目标点的位移。利用GPS系统进行连续监测,就能实现对目标的实时自动监测。GPS技术取代传统水准测量法,可以降低劳动强度,缩短周期,准确及时地捕获有效信息,在获得高效率、高精度的数据同时,降低监测成本。
2.2GIS在地质灾害监测中的应用GIS技术全称地理信息系统技术,它融合了地理学、地图学以及计算机技术和测绘技术,是一项在计算机软、硬件支持下,采集、记录并储存相关的地理信息实现数据库的系统化,并将地理要素进行转化,对计算得出的相关数据进行分析处理的空间信息系统。测量人员按照测量需求,可以使用GIS技术很快的获取数据,再将结果用数字或图形的方式显示出来。它的主要作用是对空间数据进行分析,对决策和预报有辅助作用。其地理信息拥有空间性、区域性、动态性的特征,其地理数据是用符号来表示地理特征与现象之间的关系,即用文字、数字图像等来表示地理要素的质量、数量及其分布特征与规律。时域特征数据、空间位置数据及属性数据三部分是地理数据的主要组成部分。GIS技术的应用有效地解决了记录和计算量过大的问题,通过标准的矢量化扫描、数字化摄影测量的方式来测量地球表面物体,可以给我们提供及时且准确的标准化数字信息。还可以应用系统中的有关功能做到空间定点分析,按不同比例尺编制专题图像。
2.3RS在地质灾害监测中的应用RS技术全称遥感系统技术,它可以实现同步观测和实时数据信息的提供,并具有很高的综合性,同时在地形观测与资源勘查中RS技术也是最有力、高效的手段。它可以全天候的获取信息,且周期短、视域宽广、信息量丰富,还能够真实的展现地表物体的大小、形状甚至颜色,立体直观的影像有更好的观察效果。目前RS技术已广泛的应用于地质、农林业、气象、水文、军事等领域。在地质灾害的监测中,RS技术可以对灾害做出快速的应急反应,几小时内系统便能获取灾情数据,并迅速对灾情做出评估,其详实评估不超过一周即可完成。
绝对误差:X=X-X0。
其中:X为绝对误差,X为被测量的给出值,X0为被测量的真值。
绝对误差能够表示测量结果与真值的偏离程度,但不能反映测量的准确程度,因此提出了相对误差:
Y=(X/X0)*100%
2测量误差的类型
根据误差的性质,测量误差可以分为系统误差、随机误差和疏失误差三类。
2.1系统误差
系统误差是指相同条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定,或在条件改变时按某种确定规律而变化的误差。
系统误差是由固定不变的或按确定规律变化的因素造成的,如:(1)测量仪器方而的因素,如仪器结构设计原理的缺点;仪器零件制造偏差和安装不正确等。(2)环境方而的因素,如测量时的实际环境条件对标准环境条件的偏差。(3)测量方法的因素,如采用近似的测量方法或近似的计算公式等引起的误差。(4)测量人员方面的因素,如由于测量人员的个人特点,在刻度上估计读数时,习惯偏于某一方向。
2.2随机误差
随机误差是指在同一测量条件下(指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下),多次重复测量同一量值时(等精度测量),每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差。
随机误差的产生原因:对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、空气扰动、人地微震、测量人员感官的无规律变化等。
2.3粗大误差
粗大误差是一种显然与实际值不符的误差,又称疏失误差。
产生粗大误差的原因有:(1)测量操作疏忽和失误。如测错、读错、记错等。(2)测量方法不当或错误。如用普通力用表电压档直接测高内阻电源的开路电压。(3)测量环境条件的突然变化。如电源电压突然增高或降低,引起测量仪器小值的剧烈变化等。
3误差的处理
在这里将依据误差的分类,分别讨论对不同误差的处理方法,来减小误差。
3.1系统误差的处理
要处理系统误差,首先应该发现系统误差。在多次重复测量同一量值时,系统误差不具有低偿性。根据不同的系统误差发现的方法不同。
一是不变的系统误差。可采用校准、修正、实验比对法。
二是变值系统误差。
①马利科夫判据。马利科夫判据是判别有无累进性系统误差的常用方法。把n个等精度测量值所对应的残差按测量先后顺序排列,把残差分成两部分求和,再求其差值D。若D近似等于零,则上述测量数据中不含累进性系差,若D明显地不等于零(与νi|值相当或更大),则说明上述测量数据中存在累进性系差。
②阿贝赫梅特判据。通常用阿贝赫梅特判据来检验周期性系差的存在。把测量数据按测量顺序排列,将对应的残差两两相乘,然后求其和的绝对值,再与实验标准方差相比较,若下式成立,则可认为测量中存在周期性系统误差。即
3.2系统误差的削弱或消除方法
(1)从产生系统误差根源上采取措施减小系统误差。如测量中,从测量原理和测量方法尽力做到正确、严格;对测量仪器定期检定和校准;减少周围环境对测量的影响等等。
(2)用修正方法减少系统误差。修正方法是预先通过检定、校准或计算得出测量器具的系统误差的估计值,作出误差表或误差曲线,然后取与误差数值人小相同方向相反的值作为修正值,将实际测量结果加上相应的修正值,即可得到已修正的测量结果。
(3)采用一些专门的测量方法。如替代法、交换法、对称测量法、减小周期性系统误差的半周期法。
最后,需要说明,通过一系列的方法减弱和消除了系统误差,但是总会残留部分。这部分误差在具体的测量条件下,通过现有的技术是无法消除,或者是技术过于复杂和经济价格昂贵。因此,残余的系统误差在满足测量要求的同时,可忽略不计,其准则是:如果系统误差或残余系统误差代数和的绝对值不超过测量结果扩展不确定度的最后一位有效数字的一半,就认为系统误差已可忽略不计。
3.3随机误差的处理
在测量中,随机误差是不可避免的。多次测量,测量值和随机误差服从概率统计规律。可用数理统计的方法,处理测量数据,从而减少随机误差对测量结果的影响。在很多情况下,测量中随机误差的分布及测量数据的分布大多接近于服从正态分布。
3.4粗大误差的处理
粗大误差对应的测量值应将剔除。对粗大误差,除了设法从测量数据中发现和鉴别而加以剔除外,重要的是采取各种措施,防止产生粗大误差。如要加强测量者的工作责任心和以严格的科学态度对待测量工作,保证测量条件的稳定等等。
参考文献
[1]蒋焕义,孙续.电子测量[M].北京:中国计量出版.1988.
[2]刘辉.电子仪器与测量技术[M].安徽:中国科学技术大学出版社,1992.
2煤矿地质测量在煤矿生产中的工作方法
2.1了解煤矿开采的地理状况
地测部门要对于煤矿开采作业的设计、施工、财会等部门提供的地质、测量材料进行分析,根据煤矿开采作业的情况给煤矿作业带来较为准确的指导,而且煤矿的开采要集中在地理测量中,才能保障其生产作业具有安全性。地理情况不是表面看到的现象,而是根据其内部的构造原理和结构特点来判断是否具有安全性和可靠性,所以在煤矿的地质测量中首先掌握地理情况才是进行地质测量工作的首要方法,周围的建筑特点、地表承受力度、水文情况、山势结构等地理情况一定要进行及时的排查,全面的落实煤矿开采的地理情况。
2.2应用地质测量数据进行方案设计
由于地质性质的差异,开采方案的设计一定要根据地测部门提供的各项数据进行综合分析,然后制定科学合理的开采方案,遵循地质变化规律,根据自然状况的客观条件,进行与之相适应的开采活动。这样能够避免生产过程中安全事故的发生,减少意外矿难给工作人员生命和煤矿企业经济效益带来的双重损害。另外,每种开采方案都要有相应的矿难应急预案,应急预案应该由三部分组成,一是该地质开采过程中技术设备引发问题的应对方案,二是所提供的地质测量数据失误引发问题的对应方案,三是任何安全事故发生后相关工作人员的逃脱方案。
2.3提高地质测量工作地位,增强工作安全意识
由于地质测量工作开展过程中涉及到的范围非常广泛,并且其数据的准确度要求比较高,所以地测人员的工作任务非常艰巨,但是煤矿生产企业常常将关注焦点放在开采过程当中,而忽视地质测量部门的作用。有的煤矿将地测的准备工作仅仅当做是例行公事,但是实际上地测数据贯穿于整个生产当中,对于煤矿开采的安全性至关重要,因此,要提高地质测量部门在煤矿开采作业过程中的地位,引起相关部门的高度重视。由于从事煤矿开采作业的相关人员的平均学历不是非常高,对于地质结构和生产流程以及生产流程的重视程度不够,这就使得由于人为操作失误导致的矿井安全问题时常出现,这些问题完全可以通过提高相关从业人员的安全意识来解决。
2测量流程
在所需测量的物体上选取A、B两个点位,并将这两点在水平面上的内投影点的连线作为X轴的方向,测量仪器的中心点作为坐标的原点,经过原点在水平方向上垂直X轴方向上建立Y轴,以垂直于X和Y所构成的平面的方向为Z轴,建立右手方向直角坐标系。测量原理:基于全站型的电子速测仪,也可以称之为全站仪,它是具备测距功能和测角功能的高科技仪器,所以说依据极坐标的方法对物点的三维立体坐标实施测量,为全站仪中的三维测量系统提供出有效的理论依据和技术方面的保障。它是P点在水平盘上的真实读数,剩下的符号和之前相同。在工程实际的测量工作当中,空间立体坐标系在选取方面需要依据实际的安装平面设计图来具体确立,因为在场区已有的平面控制网已经不能充分的满足实际安装的精度需求,所以说就必须要建立起一个准确度较高的控制网来实施科学有效的控制。
3测量的精度控制与分析
对全站仪系统中的三维点位的精度测量,大致分为以下三个方面:第一,全站仪中系统自身产生误差,全站仪的突发误差,系统中反射设施或者目标设施的误差这三个方面。其中前面两种是对测量精度产生误差的主要因素。
4测量数据的矫正
在实际的安装和测量的前期,在具体目标的节点位置上,运用LeicaTCA2003专用测量仪器的反射标志,而且要依据实际的测量形状以及方式计算中的三维坐标,在依据全站仪三位测量系统中的原理,利用LeicaTCA2003专业测量程序,对实际测量标记中的三维坐标(X/Y/Z)进行准确的测量,运用实时软件对实测值和预期所设置值的差值进行处理,并且及时对所指挥的目标进行安装和测量。在其内部运用外业工作所收集到的测量数据进行整体,并且在其所编辑完成的程序下实施数据的处理和分析,最后制成相应的图纸。
1采用差压测量液位
由于化工生产的特点,有的工况较复杂或介质腐蚀性强,不能在设备上开孔如储槽或反应器等等,因此,用现有的液位计无法准确测量;有的虽然能测量但不能长期稳定运行,而液位又要求严格控制;有的可以选择核液位计,但核液位计不仅价格高,而且核辐射对人身及环境影响较大,运行成本也较高。采用软测量可解决类似的测量难题。下面以云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司磷酸厂磷酸浓缩液位测量为例(见图1),来说明采用软测量方法解决复杂工况的液位测量的可行性。工况说明:红磷分公司1#磷酸浓缩系统由东华科技公司设计,采用强制循环真空蒸发技术,将w(P2O5)=25%左右的稀磷酸浓缩至w(P2O5)=45%~50%,同时蒸发气体采用两级逆流真空氟吸收系统生产出w=12%~16%的H2SiF6。特点是强腐蚀、高真空、设备内件复杂。控制系统DCS采用艾默生公司的deltav控制系统。
1)第一氟吸收塔T-301A液位的测量
T-301A内液相为w=12%~16%的H2SiF6,气相成分主要为HF、F2、H3PO4蒸汽,温度68℃左右,表压10kPa左右。设备采用A3钢内衬胶板,内有多层洗涤喷头。T-301A液位测量设计采用双法兰液位变送器测量,法兰膜片为钽+F隔膜。在使用过程中,由于真空度较高,负压室钽+F隔膜经常损坏,使用周期仅为一个月左右,正压室由于有F隔膜的保护能长期使用。双法兰液位计大约2.5万元一台,如此高的运行费用显然是不能接受的。2001年,笔者采用软测量的方式解决了这个问题,具体方法是:把LT-1301双法兰液位变送器改为单法兰变送器,在DCS系统中作算法,用LT-1301的信号减去PIC-1307信号模拟出液位LICA-1301。采用该测量方式后,液位测量10年来稳定运行,降低了运行成本并在公司内推广应用。
2)磷酸浓缩闪蒸室(V-301A)液位测量
磷酸浓缩闪蒸器(V-301A)是磷酸生产的重要设备,正常生产时,液相温度81℃左右,汽相温度68℃左右,表压10kPa左右,气相含F、H3PO4。设备采用A3钢内衬胶板,下半部衬胶板加碳砖,内有多层折流板。1#浓缩闪蒸器(V-301A)液位设计采用阿玛特的γ-射线液位计测量,存在测量误差大、有核辐射的问题。在LICA-1301液位测量使用软测量技术获得成功之后,仪表技术员在闪蒸器底部的进酸管上安装一个单法兰差压变送器,也使用软测量方式来测量。具体作法是:用新装的差压变送器信号LT-1303A与原有的PIC-1307压力进行计算,模拟出液位LIA-1303A。这种软测量方式虽然简单,但在实际生产中的确解决了一些测量的难题,云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司从2001年以来一直采用,并推广到2#、3#、4#浓缩及其它分公司。
2采用物料平衡测量液位
立柱腿是由符合条件的钢板卷制,焊接形成的,基本结构是中空的圆柱体,外径减内径之差就是钢板的厚度。对于这样的结构体,因全站仪采集数据的时候只能采集到直观可见的点位信息,故很难直接得到圆心的坐标值。这样就需要通过测量圆柱体外表面上的部分点位信息,通过三点拟合圆心的经典方法间接来确定目标的圆心坐标信息。
在二维平面中,已知三点坐标A(X1,Y1);B(X2,Y2);C(X3,Y3),通过这三点的圆的圆心坐标设为O(X,Y),半径为R,可通过以下三个方程得到圆心坐标值及半径。结果显示此圆圆心坐标为(11,-6),半径值为11.4018。整个过程方便准确,使用全站仪测存所有需要的点位信息后,选择将数据输出为"TXT"文件格式,然后通过Matlab中Importdata功能将数据导入Matlab中,需注意的是要选择好程序辨认数据的符号,如Comma(逗号),Semi-colon(分号),Space(空格)等。
2Matlab应用于深水平台前瞻
我国海洋石油作业水深早已成功的突破300米,但对于1500米深度以上的油田开发还有很多需要学习和借鉴外部先进技术的地方。在深海,传统的桩基式平台已不能满足需要,未来必然需要建造大量的深水平台才能有效的开发深海中的资源。当今世界上主流的深水平台主要有两种,TLP(深水张力腿平台)和spa(r深吃水柱筒式平台)。
第一座实用的TLP平台于1984年在北海投产,主要由平台上体结构,立柱和张力腿系统组成。为了减少建造成本,平台上体结构尽量采用模块化拼接,且重量控制非常严格,同时根据立柱的不同设计模式,准确测量间距,垂直度,水平角的数据,这样严格的测量数据分析过程必不可少,matlab中大量的数值运算函数将会有力的帮助测量人员分析数据。对于Spar平台,结构较为简单,但可直接进行井口作业,在建造时相应的一些小模块体通过采集大量的数据形成实际三维模型,并与设计模型对比,可分析出尺寸的精确程度,matlab中的二维及三维图形函数有望得到更多的开发及利用。