多工作面影响下概率积分法参数拟合方法的探究

传统的概率积分法参数拟合方法仅仅考虑了单一工作面采动的影响,致使在这种情况下求参精度不高。为了提高求参的精度,分析了传统求参模型在工作面地表移动变形受多个工作面开采影响时所存在的问题,提出了多工作面影响下概率积分法求参的方法。实例分析表明,多工作面参数拟合方法对拟合精度的提高确有很大帮助,将拟合数据的精度由传统方法的141mm提高到67mm,提高了52.6%,从而提高了概率积分法的预测精度和适用范围。     

基于抗差估计的概率积分法的预计参数模型研究

针对利用实测数据求取概率积分法预计参数时,受异值或粗差影响使参数严重偏离真值,预测结果失真的问题,建立了抗差估计的概率积分法求参模型。利用谢一矿矿区开采沉陷实测资料进行人工异值干扰求参实验,结果表明,该方法抑制了异值或粗差对求参结果的影响,保证了求参结果的真实性和可靠性。     

基于量子遗传算法的概率积分参数反演

为了克服遗传算法(Genetic algorithm,GA)在概率积分参数反演过程中存在的搜寻速度较慢、易早熟的不足,将量子遗传算法(Quantum genetic algorithm,QGA)引入概率积分法进行参数求取,构建了基于QGA的概率积分参数反演模型。模拟试验表明:基于QGA的概率积分参数反演模型不仅能够准确求取预计参数,而且对于观测站数据中的随机误差、粗差和监测点缺失都具有较强的抗干扰能力。淮南顾桥北矿1312(1)工作面概率积分求参试验表明:基于QGA的参数反演模型在准确性、稳定性方面明显优于基于GA的求参模型,对于精确求取概率积分参数具有一定的参考价值。     

基于遗传算法的概率积分法预计参数反演

地表移动观测站实测数据反演求取概率积分法参数是这一方法应用过程中的关键问题,现有算法存在求参易发散,难以获取最优解的缺陷.提出采用遗传算法反演概率积分法参数,研究了该算法反演结果的准确性和可靠性.研究结果表明,遗传算法反演概率积分法预计参数精度高,参数相对误差小于1.5%,对观测站中的观测值随机误差、粗差、观测点缺失的问题具有较强的抗干扰能力,较最小二乘法、模矢法在参数反演准确性和可靠性方面有明显优越性.     

测量误差对概率积分法求参精度的影响分析

从概率积分法预计公式入手,分析了通过实测值反演预计参数时,下沉值误差对求参精度起主要影响作用,然后基于模矢法求参,在原始下沉值上人为增加三种不同类型的误差,分别求取三组参数,通过实验得出不同类型的下沉值测量误差对求参精度的影响程度,最后结合实验结论,指出在地表移动观测站测量过程应该注意的问题。     

测量误差对概率积分法求参精度的影响分析

从概率积分法预计公式入手,分析了通过实测值反演预计参数时,下沉值误差对求参精度起主要影响作用,然后基于模矢法求参,在原始下沉值上人为增加三种不同类型的误差,分别求取三组参数,通过实验得出不同类型的下沉值测量误差对求参精度的影响程度,最后结合实验结论,指出在地表移动观测站测量过程应该注意的问题。     

耦合拐点偏移修正的Boltzmann函数预计模型及其参数反演方法

针对常规概率积分法应用于矿山开采沉陷预计的不足,为了进一步提高沉陷预计的准确性和可靠性,开展了耦合拐点偏移修正的Boltzmann函数预计模型及其参数反演方法研究。基于Boltzmann函数,通过探讨拐点偏移修正方法,构建了耦合拐点偏移修正的Boltzmann函数预计模型;为了准确可靠地求取模型参数,引入FWA( Fireworks Algorithm ),提出了耦合拐点偏移修正的Boltzmann函数模型参数反演方法( BFWA-MSPP )。仿真试验结果表明,BFWA-MSPP反演参数的平均相对误差约为2.1%,平均中误差为2.3,预计拟合下沉和水平移动误差为-11.6～5.7mm,中误差为±6.1mm;另外,抗差试验表明,在观测值中加入大量的随机误差和粗差后,BFWA-MSPP能够较为准确地反演模型参数,在一定程度上削弱了观测误差的影响。将BFWA-MSPP和PIM-MSPP( 基于概率积分法模型的求参方法 )分别应用在顾桥煤矿1414( 1 )工作面,预计拟合下沉和水平移动中误差分别为±83?mm和±108mm,BFWA-MSPP求参结果为：q＝1.07,tanβ＝1.91,b＝0.41,θ＝88.32°,S1＝-18.89m,S2＝14.74m,S3＝48.89m,S4＝64.42m。     

模矢法在厚松散层地表移动参数解算中的应用

获得准确的预计参数是提高地表沉陷预测精度的关键。模矢法是求解非线性规划中无约束最优化问题的一种直接方法,模矢法求参具有方便计算机编程和加速向最优点移动性质的优点。为此,利用VB6.0平台,编写了基于概率积分法的模矢法求参程序。以朱集煤矿1111(1)工作面为例,利用求参数据,采用概率积分法修正模型计算地表下沉值,并通过与地表观测站的实测值进行比较,验证了模矢法求参的准确性。     

智能优化算法在概率积分参数反演中的比较

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数准确性。采用智能优化算法对实测地表沉陷数据反演是获取概率积分法参数的主要方法。为研究优化算法在开采沉陷概率积分参数反演中的应用效果,采用VB语言编程实现了模矢法、遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等常见概率积分参数反演算法,通过构造理论数据分析和比较了这4种算法参数反演的效果,并从运行时间、求参稳定性、搜索性能、抗局部解能力等方面对4种算法进行综合评价。研究结果表明:4种算法参数反演结果精度较高,参数相对误差小于2%,且对观测站中的观测值随机误差、粗差问题具有较强的抗干扰能力。模矢法运行效率高但容易陷入局部解,粒子群算法效率较低,遗传算法和退火算法全局能力强但后期收敛能力较弱。     

赫尔默特方差估计法提高地表移动求参精度研究

为提高概率积分法对采动地表下沉值的预计精度,将赫尔默特方差估计法用于概率积分法参数的求取.将监测点的下沉值分为盆地中央和盆地边缘2类,确定2类值的初始权重,求取预平差和参数初值,再根据预计下沉值的改正数估计2类下沉值的验前方差,以该方差再次定权,重新求取概率积分法参数.结合淮北某矿区的观测站资料,编写基于赫尔默特方差估计法的求参程序,与最小二乘法拟合求参法相比,监测点的下沉值预计中误差降低了21.4％,该方法能提高预计下沉值精度.     

基于Matlab的概率积分法开采沉陷预计参数解算

通过在开采工作面地表建立观测站获取地表变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,从而预计工作面周边或相似开采条件下工作面的开采沉陷并评估和指导开采作业,其前提是精确获取概率积分法开采沉陷预计参数。为此,基于Matlab软件,采用最小二乘法拟合观测点变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,并结合Matlab软件绘图工具开发了集数据载入、坐标转换、参数解算、结果输出、开采沉陷预计及反演为一体的可视化开采沉陷预计系统。以淮南谢桥煤矿11316工作面为例,根据地表移动观测点位移数据解算开采沉陷预计参数并与实测值进行对比分析,结果表明,该系统解算出的开采沉陷预计参数符合两淮矿区开采沉陷的基本规律,反演结果与实测值基本吻合,该系统对于实现矿区开采沉陷高精度预计和反演具有一定的参考价值。     

12103综采工作面回撤通道围岩控制研究

针对综采工作面末采阶段回撤通道矿压显现剧烈的问题，采用了数值模拟和现场观测的方法，研究了德泉煤矿12103综采工作面回撤通道围岩应力演化规律特征，数值模拟结果表明:当工作面距离回撤通道20 m时，回撤通道两帮应力呈现非对称应力现象，随着工作面和回撤通道距离越来越近，应力峰值不断增加。现场观测结果表明，12103回撤通道顶底变形量为279 mm，两帮变形量最为158 mm，保障了工作面回撤期间的安全，现场应用良好。     

邻近终采线梯形煤柱冲击地压防治研究与实践

以济宁市金桥煤矿1304工作面为工程背景,通过分析该工作面邻近终采线梯形煤柱形成冲击危险的主要影响因素,结合微震监测、应力在线监测及预卸压效果分析,建立了相适应的支护和卸压方案。回采后期受超前支承压力等因素影响,梯形煤柱应力集中,为研究工作面回采期间渐缩煤柱应力分布情况,以1304工作面回采后期距终采线150 m梯形煤柱进入采动影响范围后为背景开展研究,采取预卸压、监测、压力显现观测等方法,掌握了梯形煤柱应力分布规律。     

提高采煤机齿轮制造精度和效率的有效方法

对齿轮加工中产生误差的各项因素进行分析,着重从齿轮端面精度对齿轮加工精度的影响入手,对其加工工艺及工装产生的误差进行分析,提出了在实际生产中如何改进工艺及工装结构来降低加工产生的误差,对进一步稳定和提高齿轮加工精度提供了保证。     

回采工作面隐伏构造无线电波透视技术精细化探测研究

为查明西山煤电西曲煤矿18401回采工作面影响开采的隐伏地质构造,为工作面的安全开采提供准确的物探地质资料,基于矿井无线电波透视理论,对18401工作面采用非均匀间隔观测系统进行无线电波透视探测,采用非均匀网格观测系统对回采工作面发射点和接收点进行加密布置,提高射线的覆盖密度,多次叠加提高信噪比。结果表明,针对回采工作面巷道边界未揭露、地质构造分布不明的情况,根据现场条件灵活采用非均匀间距观测系统,可以取得高精度的探测结果,提高工作面隐伏构造的探测精度。     

无线电波CT在蒋庄煤矿地质探测中的应用

对工作面地质构造的探测方法较多,常用的主要有无线电波CT、瑞雷波、槽波等。讨论了无线电波CT在蒋庄煤矿807工作面还没有完全形成情况下的探测工作方法和资料处理解释方法,通过设置合理的仪器参数、排除干扰、合理布线等方法,取得了比较可靠的第一手资料,达到了预期效果。     

GPS测量的对流层误差

论述了对流层时延的特性及其对GPS定位测量影响的大小.经研究认为,对流层时延误差主要影响高差精度;估算对流层效应的有效方法是首先在每点上估算天顶时延,然后按每个时段取平均值或利用随机模型按每个观测历元逐一估算;对流层天顶时延同高度角密切相关;使用WVR能精确测定对流层时延误差.     

工作面顶板水害精细化与定量化防治技术

为了准确掌握工作面的充水条件及制定有针对性的顶板水害防治措施，在对顶板含水层进行划分并获取其水文地质参数的基础上，采用关键层理论、数值模拟和相似材料模拟对工作面导水裂隙带高度进行了预测，从而实现了工作面充水因素的精细探查；利用顶板含水层静储量叠加动态补给量的方法对工作面的涌水量进行精细化预测，结合工作面顶板含水层疏放水量观测值对疏放水效果进行定量化评价，评价结果表明工作面已经达到了安全回采的水文地质条件。通过实例分析，对工作面水文地质条件进行精细化探查，采用“动—静”水量的工作面涌水量预测方法，结合顶板含水层疏放水效果定量化判别方法，可以保障工作面的安全开采。     

矿区地表观测站辅助设计与数据处理程序实现

为了提高矿区地表移动观测站设计的自动化程度、数据处理速度以及绘制移动变形曲线图的效率,基于Visual Basic(VB)及Visual Basic for Application(VBA)编程语言,并融合Access数据库、Auto CAD、Excel软件技术,实现了地表移动观测站设计中的参数查询、观测线长度计算、观测线布设、数据输出、后期观测数据处理及绘制曲线等一系列功能。首先在Auto CAD软件中快速进行工作面上方地表、线状路线观测站的布设;然后采用Excel软件自动化处理观测数据并绘制变形曲线图,并改进了Excel软件中绘制带平滑线散点图坐标轴的标注功能;最后将上述2个功能模块集成到同一程序中,从而克服以往程序功能单一、自动化程度差、修改不便等缺陷。结果表明,该程序能够适应多样化的布站需求,满足绘制地表移动变形曲线图的特殊要求,有助于提高矿区地表观测站设计的自动化程度,为建立地表移动观测系统提供参考。     

大跨度破碎煤层巷道围岩控制及支护技术

针对王庄煤矿3045工作面回风顺槽跨度大、煤层破碎、巷道变形破坏严重的情况,为提高该巷道围岩控制质量,首先分析了大采高小煤柱巷道围岩的变形及受力特征;通过运用极限平衡理论合理确定煤柱尺寸、对大跨度破碎煤层巷道围岩控制机理进行分析,并结合王庄3045工作面实际情况给出了相应的围岩控制技术方案。基于原锚杆支护方案已不适应围岩控制要求,运用正交试验及数值模拟对原巷道支护参数进行优化。通过巷道表面及深部位移观测结果得知:沿空掘巷期间巷道表面最大位移量230 mm,工作面采动期间最大位移量1 049 mm,变化量均在工程允许范围内。工程实践证明围岩控制效果显著。研究实践结果对于其他大跨度破碎煤层条件下大采高小煤柱巷道围岩控制及支护参数选择具有指导意义。