基于组合预测方法的煤矿开采沉陷预计模型研究

文中以目前使用较为广泛的灰色系统和BP神经网络预计方法对中国神华集团榆家梁煤矿52406工作面地表沉陷进行了预测,同时建立灰色系统与BP神经网络的等权组合预测模型进行沉陷预计,并与单独的模型预测进行对比分析。结果表明:等权组合预测模型精度较高,在开采沉陷预计中具有较好的研究意义和应用价值。     

基于遗传算法改进BP网络的地表沉陷预计

本文采用遗传学习算法和误差反向传播算法相结合的混合算法来训练前馈人工神经网络，即先用遗传学习算法进行全局训练，再用BP算法进行精确训练，使网络收敛速度加快和避免局部极小。作为实例，将该方法应用于地表沉陷预计问题中。建立了采动地表沉陷的神经网络预计模型，利用矿区大量的地表沉陷实际观测数据样本对该神经网络进行训练和学习，并用该网络对几组数据进行采动地表沉陷预计。结果表明，该神经网络预计模型具有收敛速度快、预测精度高的优点，为采动地表沉陷预计提供了实用的方法。     

基于事件响应模型监测煤矿区地表沉陷

煤矿开采沉陷监测预报对矿山安全生产具有十分重要的意义。运用灰色理论中GM(1,1)模型,在进一步提高预测精度的基础上提出事件响应模型,并进行煤矿开采沉陷区地表下沉值的预测分析,通过与GM(1,1)模型预测值比较,表明事件响应模型具有较好的沉陷预测效果。经煤矿开采区试验表明,在预测煤矿开采沉陷中,采用事件响应模型预测精度更高。     

用灰色模型预测矿山地表移动与变形

本文利用灰色系统对矿山地表下沉进行了预测,绘出了灰平面,经后验差检验,预测精度达到了一级。灰色系统应用于地表移动与变形预测,建模简便,预测精度高,具有实用意义。     

基于残差灰色预测模型的大红山铁矿地表沉降位移预测研究

随着地下金属矿山采深的逐渐增加,开采沉陷问题越来越突出。为预测大红山铁矿地表沉降位移,根据1 125 m台阶监测点所收集的地表沉降位移数据,建立了残差灰色预测模型。并采用方差比和小概率误差检验方式对预测结果与实际值进行了分析。结果表明,所得到预测结果与实测结果吻合良好,验证了该预测方法的工程适用性。为金属矿山地下开采诱发的地表变形和岩体移动预测提供了借鉴。     

基于非等步长的GM(1,1)模型在矿区沉陷预测中的应用

由于矿产资源的大量开采,岩体结构产生内部变形,进而导致矿区地表会产生沉陷现象,亟待利用现代测绘与数据处理手段,加强矿区地表沉降的监测与分析,科学预测地表沉陷的发展趋势。文中拟以灰色GM(1,1)模型为基础,针对样本采集的非等步长特性进行加权改进,通过沉降样本的数学建模与分析预测,扩大了传统灰色模型的适用区间。     

基于等价采高概率积分原理的充填开采沉陷预测

基于等价采高的概率积分法模型理论,系统研究了建下压煤的可采性、开采方法和开采后地表移动变形动态预测。研究表明与完全垮落法覆岩形态相比,固体充填后只有断裂带和弯曲带,基于等价采高的概率积分理论能够修正完全垮落法覆岩移动参数,可以进行固体充填地表沉陷预测;对比了温家沟矿固体充填后的实测地表沉陷值和预测值,结果较吻合,说明等价采高的概率积分模型能较好进行固体充填地表沉陷预测,具有实用和可靠特点,现场应用取得了良好的技术经济效果。     

基于残差灰色预测模型的大红山铁矿地表沉降位移预测研究

随着地下金属矿山采深的逐渐增加,开采沉陷问题越来越突出。为预测大红山铁矿地表沉降位移,根据大红山铁矿1 125 m台阶监测点所收集的地表沉降位移数据,建立了残差灰色预测模型,并采用方差比和小概率误差检验方式对预测结果与实际值进行了分析。所得到预测结果与实测结果吻合良好,验证了该预测方法的工程适用性,为金属矿山地下开采诱发的地表变形和岩体移动预测提供了借鉴。     

近水平煤层开采地表沉陷预测系统研究

针对煤矿近水平煤层开采沉陷特点,采用随机介质理论进行预测研究,综合考虑矿区开采地质及采矿技术影响因素,合理取舍预测参数值,结合开采实例,编制了近水平煤层开采地表沉陷研究预测系统。该系统实现了沉陷研究的一系列功能模块,采用该系统能够准确直观地预测近水平煤层开采沉陷区的发展变化情况,预测结果实用,利于地表移动变形的整体分析研究。     

基于多函数交叉的地表动态沉陷预测模型及应用

为了研究工作面开采对地表沉陷的动态影响，以乌海某矿为研究的工程背景，通过使用Knothe时间函数与概率积分法交叉并结合Usher函数构建了地表动态沉陷预测函数模型，运用现场实测数据对预测模型的参数进行求取，最终得到走向、倾向动态沉陷预测公式；使用FLAC^3D模拟由工作面开采引起的地表动态沉陷过程。结果表明：工作面开采初期地表表现为隆起，中期由隆起转为沉陷，且当工作面推进至600 m时工作面达到充分开采，下沉曲线表现为“U型”；通过数值模拟与实测数据所绘制出的动态下沉曲线与走向、倾向动态沉陷预测公式绘制出的下沉曲线相似度较高，验证了动态沉陷预测公式的准确性与实用性。     

北岩煤矿地质环境特征及地质灾害治理措施

通过山西省采煤沉陷区综合治理项目,以解决北岩煤矿因煤炭开采产生的诸多地质环境遗留问题。多年来,采矿活动已引发地裂缝20多处,破坏土地总面积19 987.39 m²,通过填埋地裂缝1 101 m,恢复土地面积2.00 hm²;地面塌陷区6处,塌陷坑破坏土地利用类型均为耕地,通过表土剥离、土方回填、土方整平、土地翻耕、生物工程,治理地面塌陷总面积37 695 m²,需回填土方63 250m³。区域分布火区2个,采用钻孔间歇式注浆施工法进行注浆灭火,治理区面积约9 000 m²。通过对矿山地质环境的恢复治理,取得了较高的社会效益、经济效益和环境效益。     

莒山煤矿ZF306综放工作面开采地表移动变形规律研究

为了降低煤炭开采对地面构筑物影响,并为矿井采面回采提供数据支撑,以莒山煤矿ZF306综放工作面回采为工程实例,采用现场实测、理论分析方法对厚煤层开采引起的地表移动情况进行分析。结果表明:采面回采后地面发育有地表沉陷盆地及地表裂缝;地质构造对地表下沉量有显著影响,在X3陷落柱影响附近地表下沉降均有所增加,其中Z6测点下沉量达到2562mm;在采面回采过程中地表移动变形呈现渐变趋势,其中活跃期引起的地表下沉量占到地表全部下沉量的93%。     

倾斜煤层矿山开采沉陷分析

运用实测数据分析、模型试验和数学模拟方法，研究某倾斜煤层矿山开采过程中的沉陷和岩层移动。根据模型理论建立了相似模型，用2D-σ程序进行数值模拟。结果表明，沉陷和水平移动曲线不连续也不平滑，由于地质条件的影响，其变化是不对称的。得出沉陷参数、水平移动参数、顶部下沉量和其他用于预测地面移动的参数。这些参数值与当地采矿条件一致，有助于开采作业。实践证明，研究结果对预测地面移动和下沉有益。     

厚松散层矿区地表移动盆地边界角确定方法

现行的"三下"采煤规程规定以下沉10 mm作为边界点来确定地表移动盆地的边界角,并根据不同覆岩类型指出边界角值为50°～65°。但厚松散层矿区地表沉陷实测资料和矿区采动损害实例表明,现行边界角确定方法及角值大小不能很好满足矿山工程需要,提出了厚松散层矿区以地表移动盆地边缘处水平移动10 mm作为边界点来确定边界角,边界角值在规程规定的基础上减少5°～10°等修改建议,对矿山安全高效生产具有指导意义和实用价值。     

煤矿地质灾害的GIS、遥感预测方法

在煤矿作业实践中,诸如矿井底板突水、瓦斯突出以及地面下陷等地质灾害十分常见,对煤矿地质灾害进行准确预测具有十分重要的现实意义。本文首先对煤矿地质灾害预测中GIS以及遥感技术工作原理进行简单介绍,之后对具体的预测过程进行阐述,并列举实例加以说明。     

超高水材料地裂缝充填治理技术

为了进行西部采煤沉陷区地表生态恢复治理,针对采动引起的地表永久性地裂缝的治理,在进行超高水材料物理力学性能测试的基础上,研制了野外超高水材料地裂缝充填工艺及充填系统,提出了“深部充填-表层覆土-植被绿化”的地裂缝治理3步法,并以神东矿区大柳塔煤矿12203~12205工作面老采空区生态治理示范基地为试验区,进行了超高水材料地裂缝治理试验,通过与常规沙土充填方法对比分析发现,该系统采用水体积为94%的超高水材料进行地裂缝深部充填后,地表下沉量大大减小,且地表保水性能大大提高,植被长势良好。     

自然崩落法放矿的地表沉陷预计研究

利用自然崩落法放出矿柱与开采工作面的相似性,建立自然崩落法放矿的地表沉陷预计物理模型,将物理模型与放矿计划相结合,把计划周期内放出矿柱视为开采沉陷预计中的条带状工作面,将多漏斗放矿下的地表沉陷预计转化为条带状工作面开采的地表沉陷预计,使用概率积分法进行地表沉陷预计。设计地表沉陷预计数据结构和预计流程,并在数字矿山软件平台上用C⁺⁺编程语言予以实现。实践表明:该方法方便地实现了自然崩落法多漏斗放矿下的地表沉陷预计。     

矸石充填开采及地表沉陷变形特征研究

矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了更简便准确的评估矸石充填后的效果,以新元煤矿为工程背景,首先概述了矸石充填设备的选型,考察了充填后的三个工作面的充实率,之后模拟计算了地面沉陷量,并通过现场实测来验证模拟结果。最后结合相关变形指标初步评估了该煤矿矸石充填开采对地表建筑物的影响。结果表明：新元煤矿三个工作面充填开采后的最大充实率为73%,最小则为36%|数值计算的地表沉陷量曲线与实测数据点相匹配,证明了模拟工作的可信度|模拟出来的三个工作面的可能最大地表水平变形值为0.15mm/m,可能最大地表倾斜变形值为0.35mm/m,可能最大地表曲率值为0.0022mm/m2|上述这些变形参数均小于相关的 Ⅰ 级变形指标,证明了矸石充填开采后对地面建筑物等的影响是非常小的。通过此数值模拟的方法提前对矸石充填开采引起的地表变形进行合理预测与评估是可行的。     

薄煤层墩柱充填采煤试验研究

为了控制王庄煤矿薄煤层开采时的地表沉陷,本文通过物理模拟、试验测试和工程实践手段研究了墩柱充填开采技术的地表沉陷控制效果。结果表明:模拟试验中的地表下沉系数为0.125,王庄煤矿应用墩柱充填开采技术后的地表下沉系数为0.057,均小于砖混建筑物一级损坏允许值。墩柱充填开采技术有效控制了王庄煤矿地表沉陷。     

工作面停采后地表下沉规律研究

随着矿业城市和矿区建设步伐的加快,建设用地紧张的问题日益突出,不可避免地将利用废弃采空区塌陷地进行建筑和兴建各种交通、电力通讯设施。老采空区上方建筑的关键因素是老采空区的残余移动量大小。通过多个矿区地表移动资料的分析得到工作面停采后地表下沉和下沉速度的规律,结合采空区上覆岩体应力应变变化规律,分析了停采后地表下沉速度变化的机理,分别建立不同阶段预计模型对工作面停采后下沉速度和下沉值进行预计,为老采空区残余移动变形预测提供了基础。