基于PSO-LSSVM的矿井冲击地压分级预测研究

为准确预测煤矿冲击地压灾害,提出一种基于粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)预测方法,即冲击地压分级预测的PSO-LSSVM方法。该方法综合考虑煤矿开采深度、地质构造、煤的坚固性系数、最大主应力、煤层倾角变化、煤厚变化、顶板岩层厚度、开采工艺、顶板和底板岩石强度共10项指标因素,构建冲击地压预测指标体系。利用PSO搜索方法对LSSVM模型的核参数σ和惩罚因子f快速寻优,再将优化参数输入LSSVM模型中,构建基于PSO-LSSVM方法的冲击地压危险性分级预测方法,并进行工作面实例预测。研究结果表明:与其他预测方法相比,PSO-LSSVM方法具有计算效率高、准确性高、操作简便等特点,现场应用效果良好。     

工作面采空区见方阶段冲击地压预测预警浅析

随着煤矿开采深度的不断增加,冲击地压灾害对安全生产的影响越来越突出,加强对冲击地压防治技术的研究,并针对煤矿现场实际,探索有效的现场实用技术,进行冲击地压预测预警分析,对防治冲击地压事故的发生具有十分重要的现实意义。     

冲击地压发生的影响因素与微震监测可视化研究

济宁三号煤矿深部开采深度超过600 m时，开始出现了冲击地压事故，并且随着开采深度的持续增加，这种灾害越来越严重，往往导致重大的人员伤亡和财产损失。“煤—围岩”系统构造的复杂性、地质构造的不确定性等因素，使得冲击地压发生机理十分复杂、影响因素颇多。根据该矿的地质条件，系统研究了地质构造诱发冲击地压的机理，分析了“断层蠕动”效应及褶皱受力状态，认为煤层的开采深度对冲击地压的发生起主导影响；同时，也分析了最大主应力及工作面回采时次生应力的变化情况，为冲击地压重点区域的监测提供数据支持。利用微震监测系统与Surfer软件对冲击地压的重点发生区域进行预测，预测结果能清晰地阐述该矿冲击地压的发生规律，为冲击地压灾害的防治提供了依据和理论指导。     

我国矿井冲击地压临界深度研究

我国煤田地质环境复杂多变,煤矿开采在地质条件、煤体性能等多方因素影响下冲击地压事故频发。通过对大量冲击地压数据统计发现,通常矿井进入一定开采深度,开始频繁发生冲击地压,因此研究矿井的冲击地压临界深度分布规律就显得十分重要。分析总结了大量冲击地压矿井的冲击地压临界深度确定了最浅的冲击地压临界深度在200 m左右,最深的冲击地压临界深度在1 000 m左右;给出冲击地压临界深度定量化公式;通过冲击地压发生临界开采深度的观测值与理论值的对比,揭示冲击地压临界深度的影响因素。对我国冲击地压预测防治具有重要的参考作用。     

冲击地压的地质动力条件与监测预测方法

系统研究了井田自然地质动力条件和开采工程效应对冲击地压的综合作用以及井下冲击地压监测预测方法。建立了冲击地压地质动力条件评价方法和指标体系;提出了应用锚索监测断层活动预测冲击地压的方法。阐明了自然地质动力条件是冲击地压发生的必要条件,开采工程效应是冲击地压发生的充分条件。矿井发生冲击地压必须具备相应的地质动力条件,开采等工程活动仅是诱发因素。测力锚索的应力变化与断层活动具有较大的相关性,当锚索测力计数值突变时,表明断层已经活动,据此可预测矿井近期将有冲击地压发生。研究成果在老虎台煤矿83003工作面进行了成功应用,提高了矿井安全生产水平。     

浅谈我省统配煤矿的冲击地压

在井工开采中,冲击地压是发生在岩石及煤介质内最危险的现象。随着我国煤矿井工开采深度的不断增加,冲击地压问题日益突出,它已构成新的煤矿自然灾害。我省开滦矿区已面临冲击地压威胁,其他大部分矿井也已进入深部水平开采,因此,认识、研究和防治冲击地压的问题逐渐提到日程上来。本文想从我省深部煤层埋藏条件出发,结合开滦唐山矿发生冲击地压的情况,浅谈我省井工开采中冲击地压发生的可能性。     

声发射预测冲击地压技术研究

根据声发射机理,利用岩石损伤学的原理,研究了声发射与冲击地压之间的内在联系,从而得出声发射技术用于预测冲击地压的可行性,并在冲击地压比较严重的老虎台煤矿进行了声发射技术试验。现场试验过程中,工作面发生的5次冲击地压均被声发射仪器监测到,证明了声发射技术可用于预测冲击地压。     

冲击地压预测预警的机器学习方法

传统冲击地压预警预测通常利用地球物理方法监测冲击地压的一些前兆信号,采用人为定义和提取参数的综合指数法对冲击地压发生的可能性进行评估。目前,研究人员尝试采用数据驱动方法,利用机器学习技术,克服传统冲击地压长期预测所带来的问题,通过分析国内外相关文献,对长期预测和短期预警方法及存在的问题、机器学习方法、冲击地压短期预警及长期预测的应用进展进行概述,同时分析了传统的经验驱动和机理驱动与机器学习的数据驱动在冲击地压预测预警方面的联系与差异,最后,总结机器学习在该领域存在的问题及挑战,并对未来冲击地压预测预防的技术进行展望。     

深部开采过程中构造型冲击地压的能量级别预测

根据深部开采过程中构造型冲击地压的发生规律 ,提出并建立了“开采扰动势”这一概念 ,并在此基础上 ,对冲击地压事件的能量特征与开采量、开采深度及开采活动距控制性构造的位置之间的定量关系进行了分析。对抚顺市老虎台煤矿冲击地压活动与人工开采扰动之间关系的分析结果表明 ,对于构造型冲击地压 ,其总能量和单个事件的能量级别可以进行预测。     

我国断层冲击地压的研究现状与趋势

煤岩断层冲击地压是煤矿开采中一种典型的冲击地压灾害,其诱发因素复杂,具有发生突然、破坏性强等特点。因此,对断层冲击地压进行深入分析探讨具有重大意义。以此为出发点,归纳总结了目前断层冲击地压在理论研究、实验研究及数值模拟研究等方面取得的成果,指出了我国在断层冲击地压研究方面存在的不足,并提出了未来研究的思路。通过该研究不仅有助于深入认识断层冲击地压发生的机理,而且对深部开采过程中断层诱发冲击地压的预测及防治具有借鉴意义。     

基于地球物理响应的冲击地压危险源辨识研究

 为了探索煤矿井下冲击地压的合理监测预测方法,使得我国煤矿冲击地压事故提前预警效率得到提高,简要对比分析了岩石力学方法与地球物理方法;建立了冲击地压发生模型,理论分析得出了冲击地压危险源的层次化分布特征,并确定了冲击地压危险源层次化辨识思路与地球物理辨识方法;在千秋煤矿开展了井田范围微震方法监测、工作面范围地音方法监测以及局部危险点电磁辐射方法监测试验研究。研究结果表明,地球物理监测方法表现出共同特点,即冲击事件前均能监测到前兆,表现为异常的微震事件、地音事件、电磁辐射事件,这些信息为辨识到的冲击地压危险源;与岩石力学监测方法相比,在时间上,地球物理方法能更为超前冲击地压显现,而辨识到冲击地压危险源;在空间上,地球物理方法能够实现远程的、大范围的、立体的冲击地压危险源辨识。如果进一步研究不同监测尺度的地球物理监测方法联合预警指标,将会使得冲击地压预报上一个新台阶。     

鹤岗南山煤矿煤层冲击地压实验

煤矿冲击地压(岩爆)是一个世界性的灾害现象。冲击地压对地下工程造成的危害非常严重,并且随着时间的推移和矿产资源开发向深部转移,冲击地压的危害将愈加严重,冲击地压的预测和防治已成为世界性的难题。以南山煤矿为工程背景,采用现场调研、理论分析、室内实验相结合的研究方法,总结了南山煤矿煤层冲击地压发生的特征。为南山煤矿进入深部开采冲击地压安全防治提出了相关的理论依据。     

基于煤样破坏声发射特征的冲击地压评价预警研究

冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害，严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征，建立高效精准的动态预测模型，通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验，获取煤样破坏过程声发射特征参数，选取典型冲击矿井工作面微震参数监测值，与实验室所得声发射参数进行对比，分析实验室和工程尺度下的声发射与微震参数特征之间的相似性，建立两者之间冲击声学信息的表征关系。结果表明，煤样压缩过程中声发射累计能量的“阶梯状”增长与大能量矿震事件发生前的“缺震”现象都揭示了煤岩体能量的孕育过程。同一能量指标在不同尺度下对大能量事件的发生具有相同的演化趋势，经量化后可作为冲击地压危险性预警指标。继而选取影响工作面冲击地压发生的静态因素与应力动态因素，结合所得微震参数指标分别赋予动态权重，并引入贝叶斯概率进行修正，构建冲击地压动-静态协同综合评价预警模型。利用该模型对河南某冲击矿井工作面危险性进行评价预警，获得优于传统评价模型的预警结果，展现了该模型的工程适用性与准确性。     

深部不规则大孤岛工作面冲击地压预测与防治技术

以开滦唐山矿深部、形状不规则、大孤岛冲击煤层工作面为试验研究对象,研究了该地质开采条件下的冲击地压现象的发生机理、冲击地压预测与防治方法、工作面安全开采条件等;建立了深部不规则大孤岛工作面条件下冲击地压现象预测与防治理论体系.利用现场试验、计算机数值模拟和理论分析等手段,初步掌握了深部不规则大孤岛工作面复杂条件下冲击地压发生的机理、冲击地压预测方法,通过试验得到解决深部不规则大孤岛工作面冲击地压的新方法.     

电磁辐射技术对冲击矿井危险区域预测的研究

随着科学技术的发展,电磁辐射异常作为一种冲击地压预测的手段越来越被认同,在冲击地压发生前的电磁监测是预测冲击发生的突破口。通过在某煤矿21141综放工作面回采巷道掘进过程中,对采用KBD-5电磁辐射监测仪收集的冲击地压发生前的破坏震动信息进行总结,分析研究冲击地压前后的微震电磁辐射数据,掌握微震参数的变化规律,准确定位危险区域,提高预警的时效性和可靠性。     

深部冲击地压煤层开采有新技术

山东新汶矿业集团华丰煤矿利用“深部大倾角冲击地压煤层放顶煤开采技术”,使深部冲击地压条件下的煤层得以安全开采。华丰煤矿采深已超过1000m,冲击地压成为影响矿井安全生产的主要因素之一,而“深部大倾角冲击地压煤层放顶煤开采技术”使冲击地压对矿井的生产影响降到最低。该技术采用国际先进的岩石破坏过程数值分析软件,对深部开采、放顶煤开采与冲击地压的关系进行数值研究利用。在支护方式上,采用在放顶煤浅处支设连续顺托梁的措施,有效控制了顶煤失稳现象,采场支承压力的影响范围明显增大、峰值应力明显降低,改变了煤体的应力状态,煤…     

深部冲击地压煤层开采新技术

山东新汶矿业集团华丰煤矿利用“深部大倾角冲击地压煤层放顶煤开采技术”,使深部冲击地压条件下的煤层得以安全开采。华丰煤矿采深已超过1 0 0 0 m,冲击地压成为影响矿井安全生产的主要因素之一,而“深部大倾角冲击地压煤层放顶煤开采技术”使冲击地压对矿井的生产影响降到最低。该技术采用国际先进的岩石破坏过程数值分析软件,对深部开采、放顶煤开采与冲击地压的关系进行数值研究利用。在支护方式上,采用在放顶煤浅处支设连续顺托梁的措施,有效控制了顶煤失稳现象,采场支承压力的影响范围明显增大、峰值应力明显降低,改变了煤体的应力状…     

孤岛巨厚砾岩层冲击地压预测预报及综合防治

义煤集团千秋煤矿2#煤层下部分层为具有强冲击倾向性煤层。由于采区开采顺序不合理,致使该矿21141工作面形成孤岛开采,又因工作面上覆巨厚砾岩,掘进过程中发生冲击地压的危险性增大。在分析冲击危险区域的基础上,进行有效预测预报并采取了冲击地压防治措施,为孤岛工作面掘进期间冲击地压的防治提供了科学依据。     

中国煤矿冲击地压预测和防治的研究

我国有33个煤矿发生过冲击地压,其显现特征为突发性、瞬时震动性和极大的破坏性。我国煤矿冲击地压类型多种多样;发生条件极为复杂;发生趋势是矿井数量逐渐增加,灾害程度逐渐严重。现有的预测方法主要有煤(岩)冲击倾向鉴定、煤粉钻孔法、地音与微震监测方法等。常用的防治措施有煤层注水、煤层卸载爆破、顶板注水、顶板爆破以及开采解放层、合理地进行开采设计等。实际工作中,经常同时采用几种方法与措施进行综合预测和综合防治,以取得良好的效果。解决我国煤矿冲击地压问题的主要途径是:从根本上提高防治工作的水平;继续加强预测预报工作;深入研究冲击地压机理。本文总结了10年来我国冲击地压的科研成果,并讨论了今后的科研方向。     

冲击地压预测的煤岩变形局部化方法

冲击地压预测是冲击地压防治的前提和基础，是冲击地压研究中的一个重要内容，针对目前冲击地压前兆和冲击地压孕育过程之间内在的本质联系不清问题，从煤岩变形破坏的固有特征及冲击地压的失稳问题本质出发，借鉴经典力学中的能量原理，提出了以煤岩变形局部化为前兆的冲击地压预测方法。根据虚位移原理和稳定性理论，推导并得到了冲击地压发生临界条件和煤岩变形局部化发生条件，分析煤岩变形局部化与冲击地压内在联系。采用梯度塑性理论，通过引入内部长度参数，构建煤岩变形局部化模型，分析了变形局部化带宽带的影响因素。给出了测量内部长度参数的实验方法，对变形破坏向某一区域集中，且集中区具有一定尺度的现象进行理论解析。根据变形局部化的时空演化特点，引入描述变形局部化的空间聚集性、梯度显著性和曲率显著性指标，从“时间演化”属性和“结构演化”属性对变形局部化状态进行识别。对变形局部化预测方法进行初步的应用研究，分别采用实验的声发射数据和现场的微震数据，预测煤岩试件破坏区域和煤矿冲击地压危险区域。研究表明：煤岩变形局部化开始条件和冲击地压发生的临界条件相同，即冲击地压孕育演化过程和煤岩变形局部化的过程具有一致性；煤岩变形局部化带...