基于滑动时步和预警阈值的双参数地音预警模型研究

基于地音预警原理,选取地音活动量偏差值DEV作为地音预警的指标,根据预警时效性和实用性制定了预警规则,提出使用不同滑动时步n和预警阈值DEV_0组合优化预警模型的思想。利用多因素无重复试验方差分析对影响地音报准率和误报率的n,DEV_0双参数进行分析,得出n,DEV_0对预警效果均具有显著影响,且DEV_0是主要影响因素。通过构建效用加权双目标函数,求得预警模型的最优解组合为滑动时步取8步,预警阈值取70%,此时对应地音的报准率67%,漏准率33%,误报率29%。     

井上下微震联合监测震源垂直定位精度优化研究

震源垂直定位位置是煤矿冲击地压机理研究的重要基础数据,对冲击地压灾害的监测与防治研究具有重要意义。对于近水平煤层工作面,由于各微震台站之间高差较小,导致在进行震源定位计算时,震源参数的偏微分矩阵接近奇异,迭代计算无法收敛到准确解。对台站合理高差和无高差两种情况下的煤矿微震台网进行仿真模拟,结果表明当台网内台站处于同一水平面时,震源垂直位置的定位误差较大。为了解决这个难题,笔者在井下微震监测台站的基础上,增加了地面微震监测台站,形成井上下联合监测台网,有效优化了微震监测台网的空间结构,尤其是台站在垂直方向上的分布效果。对红庆河的微震数据进行分析可知对于2次方的微震事件,井上下联合监测系统的监测效能可达90%,3次方及以上的微震事件可达100%。通过对比10组井下断顶爆破引发的微震事件数据,发现井下微震监测系统定位结果基本位于煤层上方30 m的封孔范围内,井上下微震联合监测系统定位结果基本位于煤层上方30～60 m的爆破孔装药长度范围内;与单纯利用井下监测台站的定位结果相比,井上下微震联合监测系统的定位结果普遍距离真实震源更近,表明地面监测台站的加入有效提高了震源的垂直定位精度,解决了近水平煤层微震事件垂直定位误差较大的问题。     

特厚煤层大巷复合构造区重复冲击致灾机制及控制技术EI北大核心CSCD

针对日益严峻的煤矿大巷群冲击问题,以某矿中央大巷复合构造区为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测与工程实践相结合的方法,研究大巷群重复冲击致灾机制及防治方法,得到如下结论:(1)中央大巷复合构造区冲击地压是在特定地质环境和工程结构叠加作用下,以静载为绝对主导的自发型冲击;(2)冲击后巷道围岩抗冲击能力下降和煤体应力恢复性增长是冲击地压重复发生的根本原因,没有支护的厚底煤承受高集中应力,成为能量释放的突破口,表现为底煤冲击;(3)采用顶板超长孔水平分段压裂技术对中央大巷复合构造区进行区域卸压,通过压裂,使原本完整较好的坚硬目标岩层内形成数量众多、方位和长度不一的网状裂缝,大幅减弱岩层的整体强度,破碎后的岩层可视为塑性垫层,能起到吸收部分能量和减弱上覆顶板应力传递的作用,使应力由“硬传递”转化为“软传递”,进而降低压裂区域下方煤层的整体静载水平,使其无法恢复到冲击地压发生所需临界载荷,实现了降低冲击致灾风险的目的。     

冲击地压矿井智能化防冲控采技术的思考

针对深部冲击地压矿井智能化工作面防冲开采面临的技术难题,围绕冲击地压煤层安全、高效、智能化开采的目标,将新一代信息技术运用到矿井生产活动和防冲管理中,首次提出了智能化防冲控采的技术思想,其科学内涵与技术途径为:首先,通过数据传输平台快速采集区域煤岩冲击危险信息及全工作面设备、工况环境、人员定位等实时信息,建立冲击地压与...     

基于改进D-S证据理论的冲击地压预警方法

冲击地压监测信息往往存在不准确、模糊甚至相互矛盾的问题,经典D-S理论在对高冲突信息进行融合时常常出现“Zadeh悖论”。采用D-S证据冲突概率平均加权融合算法进行处理,即将λ·f(A)替代证据冲突概率赋值函数f(A),有效解决了融合结果易失真的问题。将改进的D-S证据理论应用于冲击地压多源监测信息的融合预警,得到冲击概率δ_hp,能够实现对高冲突信息的一致性描述。通过对冲击概率δ_hp进行实时修正,得到冲击态势δ_rs,将冲击态势δ_rs和背景概率相结合,得到了冲击地压发生的概率增益指标G(A),有效消除了危险指数受预测对象时、空、强、范围及背景概率的影响,进一步提高了融合结果的准确性和可操作性。     

基于理论和现场探测相结合的冲击危险性评价方法

针对综合指数法和多因素耦合法在进行冲击危险性评价时存在临界突变和权重量化困难等问题,通过因素分类、指数叠加和归一化处理,建立了改进的综合指数方法;针对理论结果易受煤矿井下工程隐秘性、复杂性和多变性的影响,可能出现结果失真的问题,建立了基于现场CT探测的冲击危险评价指标和模型,并将理论和现场探测方法相结合,建立了冲击危险静态综合评估指标和方法,并进行了现场应用,效果良好.     

构造应力场煤巷掘进冲击地压能量分区演化机制

在新建深部矿井,原岩应力区煤巷掘进冲击地压问题日益突出,且现场破坏具有区间性和方位性特征,为揭示这一机制,针对深部构造应力场条件下的煤层掘巷,基于数值模拟和理论分析研究,建立不同掘进速度下围岩弹性能空间分区演化模型,划定能量非稳态释放边界,分析其分布形态与能量特征,结论与现场实际破坏情况较为吻合。研究结果表明:依据弹性能所处状态及变化特征的不同,构造应力场煤巷掘进围岩在空间上可划分为6类区间,顶底板内同时分布能量积聚区和释放区,而巷帮仅存在能量释放区,这与最大主应力的做功特征密切相关。掘进速度增大时,围岩弹性能释放区的走向范围将同时向两端扩展,非稳态释能边界沿走向不断拉长,具有冲击风险的范围不断扩大。构造应力场中,巷帮潜在冲击启动区位于工作面附近,其冲击发生必要条件包括高原岩应力和快速掘进。巷帮和工作面潜在冲击启动区均位于围岩浅部。由于滞后区顶底板能量非稳态释放前积聚水平更高,加上顶板和帮部支护作用,导致底板滞后区冲击破坏强度要大于工作面附近顶底板和巷帮冲击破坏强度。研究结论与构造应力场现实冲击案例较为吻合,对构造应力场煤巷掘进冲击地压监测预警及解危方法的研究具有参考意义。     

基于概率策略逻辑的VANET信息广播模型定量验证方法研究

VANET网络中信息的发送和接收具有随机性和不确定性,IEEE 802.11p广播协议无法适应VANET网络拓扑动态变化,于是研究者们根据不同环境中的具体应用需求提出了各种VANET广播协议,如何对新提出的协议的性能以及可靠性进行分析与验证是一个关键性问题.自动化的定量验证技术能够针对系统需要满足的多个性质进行分析,并给出满足需求的最大或者最小概率.然而研究人员在进行定量验证过程中使用的PTCL、rPATL等逻辑语言都不能够明确描述用户的策略是什么,因此本文提出基于概率策略逻辑的模型定量验证方法.该方法首先对系统中的多个角色使用概率时间接口自动机对其行为建模,然后使用概率策略逻辑语言对系统需要满足的性质进行描述,最后基于定量验证算法自动给出系统相关性质的分析结论.本文将该方法应用到VANET信息广播协议性能分析上,能够针对外界环境的变化选择合理的策略,从而分析出不同环境下信息广播发送成功的最大概率.     

井上下煤层顶板区域压裂防治冲击地压系统及应用

针对冲击地压局部卸压范围小，连续性低，作业风险高等问题，开展煤层厚硬顶板井上下千米顺层钻孔区域压裂防冲系统与工程应用研究。结果表明，从加载条件来分，顶板主导型冲击地压可分为动静载荷叠加型、高静载荷加载型、高静载荷卸荷型3种类型；厚硬顶板是采掘围岩冲击地压启动区域性静载荷、动载荷供给主体，以提供冲击启动动静载荷源的厚硬顶板为靶点，提出建立煤层顶板地面、井下千米水平孔分段致裂卸压系统，开展顶板千米顺层钻孔区域压裂。通过井上下提前破坏冲击危险区域上覆顶板的完整性，使得载荷向更完整顶板区域迁移，从而为井下掘进、回采提供低应力作业大环境，也使得冲击地压丧失启动的重要载荷条件。分别进行了工作面开采前地面水平井顶板区域压裂防冲技术试验，工作面开采过程中井下巷道水平孔顶板区域压裂防冲技术试验，实践效果显著，形成了冲击地压建设矿井“先压后建”，生产矿井“先压后掘、先压后采”新的灾害防治模式。