基于灰色关联分析-Elman神经网络的矿井小断层延展长度预测

阐述了矿井小断层走向延展长度预测Elman神经网络模型的构建、训练及模拟方法,结合实测样本数据,利用灰色关联分析法分析了小断层走向延展长度与断层落差、走向、倾角及倾向等影响因素的相关性,确定了小断层走向延展长度的预测参数,并运用matlab软件建立了基于Elman神经网络的矿井小断层走向延展长度预测模型。实际应用表明,该模型的预测精度较高,比较符合实际情况。     

矿井小构造预测研究

为了获得矿井小断层水平延展长度预测研究中相对比较准确的预测公式,基于多元回归分析,在总结实际资料的基础上,以断层的落差、走向、倾角、倾向数据为主要影响因子,研究矿井小断层水平延展长度预测,利用Matlab绘制拟合图,并对其进行多元回归分析,得到矿井小断层水平延展长度预测公式,并对结果进行评价以及DW检验。经检验多元回归分析生成的预测模型具有相对较高的精确度,且在煤矿实际生产中具有相对广阔的应用前景。     

多元线性回归在矿井断层延展长度预测中的应用

依据新汶煤田孙村井田11煤层断层资料,选取断层的走向、倾向、倾角和落差作为影响矿井断层延展长度的主要因素,利用散点图确定了延展长度主要与断层的倾角和落差有关。利用多元线性回归分析建立了11煤层NE-NEE、NW-NWW向断层的延展长度预测模型。实际应用证明,该模型是一种可行方式,可为煤矿经济有效生产提供依据。     

基于PCA-Elman的煤层小断层预测

针对煤层小断层发育的复杂性及其预测参数间的相关性,提出了基于主成分分析(PCA)与Elman网络的煤层小断层预测方法。该方法首先利用灰色关联分析确定小断层密度预测参数,然后利用PCA降维提取主成分,消除参数间的相关性,最后以主成分为输入样本,建立Elman网络预测模型。应用实例表明,煤层小断层PCA-Elman预测模型的预测效果较好,平均预测精度达94.1%。     

小断层延伸长度定量化预测在王家塔井田的应用

为准确掌握小断层的延伸规律，降低小断层对矿井采掘活动的影响，以王家塔井田3-1煤层在采掘活动中揭露的小断层资料为依据，选取断层走向延展长度、断层落差和断层倾角3个因素，采用多元线性回归的方法，分别建立NE向和NW向小断层延伸长度的回归预测模型。实际应用表明，利用该回归模型可以为王家塔矿井内的小断层延伸长度提供可靠的预测。     

采掘工作面断层的延展预测

针对井下采掘工作面揭露尚不充分的断层，提出了根据断层与煤层产状等确定及计算断层延展方向、断层延展长度及各点落差大小和延展深度的方法与公式。     

基于支持向量机的翟镇矿小断层预测

以翟镇煤矿实测小断层数据为研究对象,利用散点图法和灰色关联法对断层要素间的相关性进行分析,发现断层延展长度与倾向、走向、倾角、落差间非线性关系。基于支持向量机建立小断层延展长度非线性预测模型。通过对比翟镇、良庄煤矿小断层实测数据与预测数据,发现预测模型预测准确度高,还能进行相似地质条件下预测。     

基于统计学及多元线性回归的小断层研究及预测

针对矿井小断层发育复杂、切割煤层、影响采煤效率、生产安全等问题,以华恒矿11、13、15煤层小断层资料为依托,通过系统定量分析断层统计学特征,揭示了华恒井田小断层发育特征,在此基础上,利用散点图研究影响因素之间相关性,确定延展长度主要影响因素是断层落差和断层倾角,利用多元线性回归分析法,建立了小断层预测模型,通过实际数据检验,论证模型的可靠性,对煤层开采具有一定指导意义。     

矿井小断层延伸长度定量化预测在麻黄井田的应用

麻黄井田内9#煤层开采过程中,受小断层影响较大。通过分析断层的落差、倾角、走向与走向长度之间的相关性,采用多元线性回归的方法,分别建立SE向和NE向的断层延伸长度回归模型。回归模型可以为麻黄井田内的小断层延伸长度提供可靠的预测。     

张集煤矿断层延展长度的定量预测

运用断层模线图原理，建立了张集井田断层延展长度的数学模式。介绍了断层延展长度的定量预测的方法和步骤。     

开采沉陷中不同断层活化模式研究

当工作面上覆岩层中含有断层时,地表下沉规律与不含断层时具有显著差别。为了研究开采沉陷中断层活化机理,通过理论推导将开采沉陷中断层活化分为"断层面产生离层空间"、"煤柱压缩"两种断层活化模式并分别利用数值模拟和现场实例进行了验证。研究结果表明:①采动将造成断层面产生离层空间,离层空间以下沉系数等于1传递给松散层造成断层露头处地表产生台阶下沉,影响断层离层空间的主要因素有工作面推进长度、基岩厚度、保护煤柱宽度、煤层厚度、断层倾角、断层是否含水、断层带岩体内摩擦角及黏聚力等;②断层面离层空间随着工作面推进长度的增加而增加,当工作面推进一定长度时不再变化;断层面离层空间随着基岩厚度的增加而线性增加;断层面离层空间随着保护煤柱宽度增加而减小;断层面离层空间随煤层厚度增加而线性增加;断层面离层空间随断层倾角增大而增加;断层带岩体原生水的存在对断层面离层空间产生具有促进作用;断层面离层空间随断层带岩体黏聚力和内摩擦角的增加而减小;③工作面主要影响角和断层倾角的大小关系控制"断层面产生离层空间"模式断层活化,当断层倾角大于主要影响角并与主要影响角在基岩内相交时,断层将活化;④当断层倾角小于主要影响角时,工作面超前支承压力影响范围控制"煤柱压缩"模式断层活化,当工作面超前支承压力接触断层时,断层将活化。     

数学计算在确定断煤交线位置中的应用

多年以来,断层煤一直影响着煤矿的安全和开采,翻阅地质图文件,常用断层走向来表达断层的位置,针对于具有特殊性的煤矿生产,在掌握断层走向的同时还要对断煤的交线方向重点把握。在一般情况下,断层的倾角较小,煤层的倾角较大,所以断层煤和断层的走向往往存在一个夹角。可通过求此夹角来正确判断断层附近的煤层位置,以常见的正断层为例,通过煤层的倾角和断层的走向来推到导断层走向和断煤交线的公式,利用实际开采中的实例正式推导出的公式具有普遍性。     

我国煤层隐伏小断层预测方法综述

煤层隐伏小断层在煤田地质勘探期间很难查明,是影响煤矿安全生产的主要地质因素。在煤矿采掘过程中,对煤层隐伏小断层进行及时准确地预测,能够更加有效地防治煤与瓦斯突出等煤矿灾害性事故。综述了我国现行煤层隐伏小断层预测技术,并对各种方法的适用条件作出了评述。     

断层附近回采巷道顶板岩层运动特征研究

为解决断层影响区域回采巷道的支护问题，必须了解回采巷道顶板岩层运动变形特征．通过相似材料模拟试验，建立平面应力模型，分析研究断层下盘煤层开采后，在其上盘煤层中开掘巷道，巷道顶板的位移和巷道变形特征．结果表明：在断层影响区域，在水平方向上，回采巷道顶板岩层出现与断层倾向基本一致的垂直裂缝，顶板表现出不连续性．在垂直方向上，顶板离层出现不均匀沉降，顶板岩层特别是顶板下位岩层向断层方向倾斜．巷道围岩破坏不具有对称性，紧靠断层顶底板破坏严重．在回采巷道支护方式选择上，应用U型钢支护效果优于锚杆支护．     

三维地震勘探技术在宁夏任家庄煤矿的应用

勘查区共完成三维地震勘探试验物理点132个,收集了4组反射波,通过反射波组研究,解译了煤层深度及起伏形态和断层分布。控制了波幅大于5 m的褶曲,主要为三道沟背斜和黄草沟向斜;查明了三煤、五煤和九煤落差≥5 m的断层,并对落差3～5 m的断点尽可能进行了解释,全区共解释断层29条,新发现断层23条。控制了新生界厚度,为130～240 m,自西南向东、北逐渐变厚。查明了煤层的底板形态,总体为走向近SN、倾向E的单斜。控制了煤层的底板标高（+400～+1 090 m）。未发现其他地质异常现象。     

沁南东区块3^#煤层构造煤发育对渗透率的影响

以沁南东区块3#煤层为研究对象,基于煤层气井钻井取心描述结果,获得构造煤垂向与平面分布特征,阐述了构造煤发育特征对煤层渗透率的影响。结果表明:平面上,构造煤主要沿断层发育,距离断层越近构造煤发育程度越高,原生结构煤主要发育于两断层条带之间距离断层相对较远的区域;垂向上,碎粒结构煤和糜棱煤靠近煤层直接顶底板发育,而碎裂结构煤多位于煤层中部。沁南东区块3#煤层西北部、中部和南部渗透率明显较高,并向西南、东南和东北方向递减。原生结构煤和碎裂结构煤共同影响了3~#煤层渗透率,二者处于弹性、弹塑性应变阶段,割理、裂隙的发育程度较高,有利于提高煤层渗透率。     

低煤阶厚煤层水平井方位及选层——以吉尔嘎朗图地区为例

为解决低煤阶厚煤层水平井钻井方位及层位优选难题,基于低阶煤应力敏感性机理和多斜交裂缝水平井产气模型,定量研究了水平应力差、裂缝对水平井方位的影响。通过弱面理论、断裂力学建立起煤层气井井壁稳定计算模型,提出针对厚煤层的测(录)井-脆性指数综合选层方法。研究表明:① 沁南煤岩压缩系数为0.038~0.077,鄂东煤岩压缩系数为0.025~0.074;低阶煤比高阶煤的压缩系数大,含水湿样比干样的压缩系数大;升压时的煤岩压缩系数比降压时大,裂缝样压缩系数降幅大于自然样;② 水平应力差会导致渗透率各向异性,压缩系数和水平应力差是影响水平井方位的两个最重要因素,低煤阶水平应力差大于8 MPa或高煤阶水平应力差大于14 MPa后,最优方位近似平行于最小水平主应力方向。裂缝与井眼夹角大于60°后产气最优,缝宽大于3 mm后产气量对缝宽的敏感度明显降低;③ 面割理倾角小于25°时,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口最大,沿面割理走向的安全钻井液密度窗口最小;倾角大于25°后,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口仍最大,走向与倾向之间的安全钻井液密度窗口最小;④ 吉尔嘎朗图地区水平井优选方位为NE90°~114°,JM-X井生产实践表明该选层方法能有效指导厚煤层选层。     

临涣煤矿7煤层瓦斯赋存主控因素分析

为了减少瓦斯对煤层开采的影响,在7煤层矿井基本资料、瓦斯涌出量、瓦斯参数测试统计的基础上,对该煤层褶曲、断裂、煤层埋深、煤体变质程度进行分析考察。结果表明,7煤层瓦斯赋存影响的主要因素是断裂构造、煤层埋深,正断层附近瓦斯含量和同标高煤层瓦斯含量相比明显偏低,瓦斯含量整体上随煤层埋深增大而升高。褶曲、煤体变质程度等局部区域地质构造对瓦斯赋存的影响具有不均衡性,造成了东部区域瓦斯含量和西部相比偏高。