矿震系统的胞映射突变预测模型

针对传统矿震预测理论和方法存在的问题及矿震本身的非线性动力学特征 ,基于胞映射理论和突变理论提出了“矿震系统的胞映射突变预测模型”。该模型既考虑了矿震系统的非线性动力学本质 ,又利用胞映射理论消除了初值的随机性和矿震系统本身的内在随机性对预测结果的影响。分析实例表明 ,该模型可以更精确而客观地识别和预测矿震演化过程中的突变行为。     

关于“反弹”及其工程意义的评述

借助三维非线性有限元计算和现场实测结果，对“反弹”机理、影响因素、显现特征与顶板断裂的关系进行了探讨，并对其工程意义作了评述。     

模拟岩石声发射及混沌性的PCA模型

根据岩石的细观非均质特征 ,从基本的能量传递规则出发 ,建立了一种新的物理元胞自动机PCA理论 ,它能够对岩石等细观非均质材料破坏演化过程中的声发射及混沌性进行有效模拟。经对较均质的粗面岩与较不均质的花岗岩AE混沌性模拟结果表明 ,其最大Lyapounov指数分别为 0 .45和 0 .6 2 3,即非均质性越强 ,混沌性就越强 ,对其岩石破坏力学行为的预测就越困难。模拟得到的声发射曲线与Mogi.K的实验结果基本吻合。PCA模型突破了传统元胞自动机模型仅限于数学意义上的运算规则 ,发展成为一种研究岩石破坏演化过程中声发射规律及非线性特征物理力学方法。     

综放顶煤放出规律与放煤步距的离散元仿真研究

综放开采的合理放煤步距是研制综放工作面成套技术装备的基础，是提高综放工作面采出率与煤质的关键之一。对颗粒状散体介质离散元软件进行再开发时，单元的接触关系采用弹性及阻尼元件，以适应煤矸放出过程的力学特性，基于Windows环境进行封装处理，通过添加虚拟壁功能实现分层散体介质的仿真处理。在低位综放支架、放煤口水平投影宽度为0.8m条件下，对不同采煤步距(0．6，0．8，1．0，1．2m)的项煤放出规律进行了离散元仿真研究，从顶煤损失与含矸率两个方面分析得到综放合理放煤步距为1．0m，较合理的放煤步距为0．8m，即分别稍大于或等于放煤口水平投影宽度。综放工作面采煤机截深、支架及运输机前移步距应按合理或较合理放煤步距设计。据此研制成功综放成套设备(步距为0．8m)，实现了适应项煤放出规律的一采一放、平行作业的采放工艺，大幅度提高顶煤综放开采的高产高效水平。     

矿山岩层运动非线性动力学反演预测方法

根据非线性动力学观点，提出了岩层运动预测的反演建模方法。研究表明，由于岩层运动的内在非线性机制，进行长期预测将会有较大误差，而对岩层运动进行短期动态新息预测是实现可靠预测的可行途径。文中的方法对煤爆、岩爆等动力现象的预测研究具有一定的参考价值。     

基于Lattice Boltzmann方法对瓦斯压力分布规律的模拟研究

基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)建立了裂隙煤体内瓦斯压力分布的二维动力学模型,并对瓦斯压力在空间上的分布和时间上的演化规律进行了模拟研究。结果表明,瓦斯压力分布与煤壁暴露的时间和所处的空间位置有关:煤壁的暴露时间越长,煤壁处的瓦斯压力梯度越小,流场内瓦斯压力的变化范围越大;在空间上瓦斯压力呈二次曲线分布,这与已有的理论分析和实测的结果相吻合,表明LBM方法可为研究瓦斯在煤层中的运移规律提供新的计算方法。     

冲击地压AE时间序列小波神经网络预测模型

针对冲击地压监测AE时间序列的特点,建立了由伸缩和平移因子决定的小波基函数代替Sigmoid等传递函数的小波神经网络预测模型,避免了传统神经网络需要人为干预网络结构参数的不足。实例分析表明,该模型拟和预测精度高,具有重要的应用价值。     

巷道围岩破坏发育规律诊断研究

采用数值仿真和地质雷达探测方法,系统地研究了不同围岩结构、不同采深、不同采动影响条件下巷道围岩破坏发育的形态,并给出破坏范围预测表达式,对巷道围岩的有效控制具有重要参考价值.     

巷道工程位移反分析的可反演性评价研究

为了更好地利用位移反分析方法指导巷道工程实践,对巷道位移反分析中各力学参数、初始地应力的可反演性进行了较深入的研究,提出了用影响度和敏感度两个指标来评价弹塑性模型下的E,μ,C,φ,σx,σy,τxy的可反演性．研究表明：各参数对巷道位移的影响度由大到小的依次顺序是E,μ,C,σx,τxy,σy,φ,它们之间差别显著;各参数对巷道位移的敏感度也是不同的,E,μ的敏感度相对较高,C,σy,τxy,φ,σ,吒的敏感度相对较低,同一参数在不同区间敏感度差别也较大．在相同条件下,影响度和敏感度大的参数更为容易反演．在各反演参数中,弹性模量E具有良好的可反演性．     

重复采动条件下坚硬顶板力学试验研究

基于能反映岩体非线性破坏的Hoek-Brown准则对重复采动上覆坚硬顶板力学特性进行研究.利用MTS 815岩石伺服试验系统对不同损伤状态的坚硬顶板岩样进行加载试验,分析了坚硬顶板在不同损伤程度下的强度与围压的函数关系;得到了不同损伤程度下的m,s值并建立了以m,s的降低率ηm,ηs表征坚硬顶板损伤程度的参量,最后对现场顶板宏观破坏特征进行统计.结果表明:损伤岩样的强度与围压多数呈二次函数关系;重复采动造成m,s均呈不同程度降低,但ηm,ηs均呈增大趋势且ηmηs;覆岩裂隙带钻孔漏失量明显增大,裂隙带空间分布形态发生显著变化.