一种冲击地压危险性等级多参量辨识模型及应用

为了实现对冲击地压危险性等级快速、高效和准确预测,需要考虑冲击地压危险性多种影响因素,但影响因素间或多或少存在一定的相关性,从而导致参量信息重叠。提出一种主成分分析法(PCA)对冲击地压危险性相关指标数据进行降维处理,提取3个新指标对冲击地压危险性等级进行总体评价。在PCA的基础上,借鉴距离判别分析法(DDA),建立冲击地压危险性等级评价的PCA-DDA模型,将PCA-DDA模型应用于重庆砚石台煤矿冲击地压危险性等级评价。预测结果表明:在6种不同的训练和测试样本数下PCA-DDA模型仍具有良好的预测效果,其误判率分别为5.71%,5.71%,5.71%,5.71%,5.71%和8.57%;同时验证了PCA对冲击地压危险性评价结果。该模型可为矿山开采中冲击地压危险性等级评价提供借鉴,可在实际工程中推广应用。     

兖州矿区深部开采冲击地压防治技术与实践

兖州矿区大部分矿井已进入深部开采,针对冲击地压危险越来越严重的问题,开展了一系列技术研究及防治实践。提出了按加载方式和应力来源的冲击地压分类方法,将兖州矿区发生的冲击地压划分为煤柱应力集中型、顶底板应力集中型、震动能量释放型,研究了各类冲击的发生机理;开发了冲击地压危险的区域预测、应用监测系统以及局部检测的冲击危险综合预测技术;采用了多种类型的爆破卸压及钻孔卸压为主的综合治理技术;建立了完善的组织管理制度,制定了冲击地压的防护措施,建立起系统有效的综合防治技术体系,保证兖州矿区深部采区的安全高效开采。     

基于GIS的冲击地压区域预测预防系统的探讨

文章应用地理信息系统和地质动力区划方法，确定活动断裂与冲击地压的内在联系和冲击危险区域判别准则，建立冲击地压区域预测预防服务站。结合矿井开拓开采随时提供区域冲击危险预测图，提出防治冲击地压的技术途径。     

鹤岗矿区冲击地压发生原因及防治措施

冲击地压预测和防治是当前的一项重要科研课题和任务。文章依据鹤岗矿区发生冲击地压的记录,分析了鹤岗矿区发生冲击地压的原因,提出操作性强的防治措施。     

冲击地压的预测与防治

文章介绍了新汶矿区冲击地压现状，分析了产生冲击地压的主要原因，提出了冲击地压预测与防治对策。     

新汶矿区冲击地压致因及防治

该文通过新汶矿区地质构造形态研究,剖析了其对冲击地压产生的响因素,同时列举了一系列冲击地压的预测预报与治理方法,说明只有在充分研究矿区的冲击地压致因,采取有效地防治措施,才能有效地确保冲击地压灾害得到防控。     

基于距离判别法的采空区塌陷预测研究

将距离判别法理论应用到采空区塌陷的预测中,建立了采空区塌陷预测的距离判别模型。选取覆盖层类型、覆盖层厚度、地质构造复杂程度、煤层倾角、采空区体积率、采空区距地表的垂直深度、采空区空间叠置层数等7个影响因子作为采空区塌陷预测的距离判别模型的判别因子,以某矿区采空区实测数据中选择18组数据作为训练样本,建立了采空区塌陷的距离判别函数,利用该函数对训练样本回判,其误判率为零,对另外7组预测样本逐一进行了判别分析。研究结果表明:距离判别法判别性能良好,判别准确度高,计算过程简单,可操作性强,因此该法是采空区塌陷预测中的一种非常有效的方法。     

冲击地压危险性等级预测的Fisher判别分析方法

应用统计学理论并结合工程实际,选取影响冲击地压的主要因素如煤厚、倾角、埋深、构造情况、倾角变化、煤厚变化、瓦斯浓度、顶板管理、卸压、响煤炮声作为判别因子,建立冲击地压危险性分级预测的Fisher判别分析模型(FDA)。利用重庆砚石台煤矿23组实测数据作为学习样本进行训练和检验,建立相应线性判别函数并利用回代估计方法进行回检,误判率为0。利用该模型其他12组现场数据作为预测样本进行测试,预测结果与实际情况吻合较好。     

冲击地压的混沌学模型及预测预报

根据混沌学理论,研究了冲击地压启动的混沌特性,提出了在一定的时间尺度内预测预报冲击地压发生的方法。应用动力反演方法,建立了冲击地压的动力学方程组,并以此模型进行冲击地压的预测预报。实例表明,该方法是可行的。     

基于层次分析和未确知测度的冲击地压风险评价

煤矿的冲击地压影响因素多且较为复杂,其中大部分因素具有模糊性和不确定性。因此,传统的评价模型难以对煤矿冲击地压进行合理评价。针对煤矿冲击地压难以判定的问题,提出了基于层次分析法和未确知测度理论的冲击地压风险评价模型,该模型借助层次分析法对冲击地压的影响因素进行合理的权重分配,通过未确知测度理论对不确定的信息进行合理的定量化分析,构建未确知测度函数,得到评价模型的指标测度矩阵。该评价模型采用最小未确知测度距离判别法对待测对象所属等级进行最终判定。根据下沟煤矿的实际开采情况对其ZF303工作面的冲击地压危险性进行评价,基于该风险评价模型,设置了冲击地压风险弱、中等、较强、极强4个等级的评判集合。通过计算,下沟煤矿ZF303工作面的冲击地压风险性被评判为"中等"等级,该评价模型的评判结果与下沟煤矿ZF303工作面的实际工程相符合。结果表明,评价结果较为准确,基于该评价模型可对冲击地进行预测预报,可为防冲工作提供一定的指导与建议。     

金属矿深部开采岩爆危险预测的GA-ELM模型研究

为对金属矿山深部开采时岩爆的危险性进行预测,在总结深部开采岩爆发生机理的基础上,综合选取影响岩爆发生的3个重要因素作为岩爆预测的判别因子。搜集国内外金属矿深部开采岩爆的实例作为训练样本,引入极限学习机算法(ELM),针对该算法的不足,采用遗传算法(GA)对其相关参数进行优化,建立了岩爆预测的GA-ELM模型,并与单一ELM模型进行对比。利用该岩爆预测模型对一典型金属矿深部开采进行岩爆预测,结果与实际情况相吻合。研究结果表明,岩爆预测的GA-ELM模型训练效果及泛化能力均优于单一ELM模型、SVM模型及传统的BP模型,且该模型能够对金属矿深部开采的岩爆进行准确有效地预测,具有一定的工程应用价值。     

距离判别分析理论在突出预测中的应用

为了更加准确的预测煤与瓦斯突出的危险性,基于距离判别分析理论,选取电磁辐射预测指标(电磁辐射强度E和脉冲数N)和常规指标R指标、钻孔瓦斯涌出初速度q及钻屑量S作为判别因子,选取演马庄矿某掘进工作面2011年4、5月日常预测数据作为训练样本,建立了工作面突出预测的距离判别分析模型。用所建立的模型对该掘进工作面待检验的6月份日常预测数据进行分析,预测结果与实际情况吻合良好,结果表明:距离判别分析模型方法简单、预测精度较单一指标有明显提高,误判率低,实现了动态预测和静态预测的有效结合,该方法在煤与瓦斯突出预测中具有较好的可行性和实用性。     

组合赋权的TOPSIS在冲击地压危险性评价中的应用

为了合理准确地评价煤矿冲击地压危险性,在现有评价冲击地压危险性实例的基础上,从煤矿地质因素和开采因素2个方面,选取10个主要的影响指标,利用熵权法和指标相关性权重法分别计算影响冲击地压危险性的各评价指标权重,再根据组合赋权的方法得出各指标的综合权重,构建基于逼近理想解理论的冲击地压危险性评价模型。以重庆砚石台煤矿为例,选取20组评价冲击地压危险性样本数据进行分析,确定评价冲击地压危险性的最优和最劣状况,然后计算出各个评价方案与最优和最劣状况的距离,最后综合最优与最劣距离,确定评价对象的相对贴近度。应用结果表明:评价结果与实际情况一致,且该模型相较其他模型的评价结果更加科学准确,表明该方法有良好的实用价值。     

距离下保护层开采防冲机理及技术研究

针对七台河矿区某矿煤层群的地质赋存特点,研究了近距离下保护层开采防治冲击地压的机理和技术。利用FLAC 3D软件,分析比较了下保护层开采和非保护层开采的工作面围岩应力应变及塑性范围的分布规律及其差异,揭示了近距离下保护层开采的防冲机理,并讨论了下保护工作面的合理布置。结果表明近距离下保护层开采能取得较好的防冲效果,近距离下保护层开采防冲的机理是：下保护层开采降低了被保护工作面的应力峰值,使应力峰值位置向煤体深部转移;增大了被保护工作面围岩的位移,有利于释放冲击弹性能;被保护工作面的围岩预先产生塑性变形,在掘进、回采中不易再次发生塑性破坏。当被保护工作面布置合理时,能取得防冲和留巷的双重效果。     

基于地质动力区划的近直立特厚煤层冲击地压危险性评价

基于地质动力区划方法,确定了乌东煤矿冲击地压主要影响因素及其相互作用关系,对乌东井田发生冲击地压的地质动力环境进行了评价。乌东矿区位于博格达断裂带体系中,断裂带北缘处于强烈的压缩状态中,井田受构造活动的影响强烈。地质动力区划方法确定了断裂活动特征与井田构造形式,在分析了近直立特厚煤层原始应力的基础上,建立了近直立特厚煤层冲击地压的危险性评价方法,确定了乌东煤矿南采区冲击地压点主要发生在高应力区和应力梯度区。应用FLAC3D数值计算方法,确定了开采活动对乌东煤矿冲击地压的影响,并对冲击地压危险区域进行了划分与预测。研究表明,在构造应力的影响下,乌东井田围岩能够产生较大的压缩应变,积聚较高的弹性潜能,为冲击地压的发生提供了能量条件,开采活动使工作面所在煤体的弹性能更加接近由稳态向非稳态转变的临界,增大了冲击地压发生的危险性。在南采区的高应力区和应力梯度区应加强冲击地压监测和采取解危措施,避免冲击地压的发生。     

岩爆预测的Vague集模型

为合理准确地预测岩爆烈度,提出了一种新的Vague集岩爆预测模型。选取岩石单轴抗压强度、硐室最大切向应力、岩石抗拉强度及岩石弹性能量指数进行分析,并采用Vague熵确定各指标权重。将传统岩爆烈度等级细化为若干微元等级,基于Vague集的相似度量建立岩爆预测模型,根据相似度量曲线预测岩爆烈度等级。将国内外30个岩爆实例参数代入该模型进行验证,结果表明该模型具有较高的准确性。最后将该模型应用于马路坪矿和大相岭隧道的岩爆预测,结果与实际情况相符,且可预测处于同一传统岩爆等级中不同岩爆实例的烈度大小,提高了岩爆预测精度,为岩爆预测提供了一种新方法。     

采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理

根据断层滑移失稳与煤岩冲击矿压的关系,建立了断层滑移诱发煤岩冲击的黏滑-黏弹脆性体突变模型。以山东济三煤矿6303工作面地质资料为背景,采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对顶板运动的影响。研究结果表明：断层滑移诱发煤岩冲击分为两种力学机制,一是在断层活动条件下“断层滑移失稳动态诱发冲击矿压机理”;二是在断层相对稳定条件下“断层滑移稳态诱发冲击矿压机理”。断层滑移失稳动态诱发冲击矿压与断层滑移稳态诱发冲击矿压相比,更容易发生冲击矿压,且释放能量更多。断层滑移速度与工作面推进速度、工作面距断层距离、断层面力学性质、断层正压力和开采深度有关。工作面无论是由断层下盘还是由断层上盘向断层推进,工作面距断层越近,断层滑移量、滑移速度越大。工作面由断层下盘向断层推进时断层滑移量、滑移速度远大于工作面由上盘向断层推进时的,发生断层冲击矿压的危险性就越高。     

掘进工作面冲击地压危险性微震法研究

为了研究掘进工作面冲击地压危险性，以徐矿集团张双楼煤矿为研究背景，对74104工作面的3条掘进工作面进行微震，利用微震法研究了冲击地压危险性。研究表明，切眼掘进工作面超前影响范围为35~58 m，材料道西掘进工作面超前影响范围为18~76 m，材料道东掘进工作面超前影响范围为44~120 m；矿震强度受到掘进工作面与F1断层的距离影响，距离越近，矿震频次能量就越高。并针对此种情况提出了更为合理的巷道支护措施，保证了74104工作面的顺利安全掘进和回采。     

Numerical simulation of deep-level rockburst in Fuxin coalfield

On the basis of ANSYS finite element model(FEM) software, the deep-level rockburst in Fuxin coalfield was simulated numerically. Based on Haizhou Mine and Wulong Mine as two typical deep-level rockburst examples in Fuxin coalfield, the rules and characteristics of the deep-level rockburst were analyzed. And the models were established. For Haizhou mine, the relationship between mining distance and rockburst was presented when 100, 300, 600 m were mined in 3313 working face. When 300 m were mined, the rockburst began to emerge. When 600 m were mined, the rockburstwas the most possible to happen and the compression stress of the working face reached to the maximum value. The effect of tectonic stress on synclinal axis is also a key factor to rockburst occurrence. This was verified by the rockburst happened when 496 m were mined. For Wulong mine, based on the 311 working face as an example,the contours of Y stress in the roof and floor were obtained when the mining distance were 100, 200, 300 and 400 m. When 100 and 400 m were mined, the high stress concentration regions occurred in the front of working face. This shows the rockburst is easy to happen. It is confirmed by the rockburst when 91m were mined in 311 working plane.The above indicates that the numerical simulation has instructive rule to study the deep-Ievel rockburst in Fuxin coalfield.