基于支持向量机的导水裂隙带发育高度预测

在大量实测数据的基础上探究了经验公式法的局限性并基于理论层面分析了BP神经网格法局限性。探究了支持向量机计算导水裂隙带发育高度的优势,根据43个收集到的顶板裂隙带发育高度实测数据,依照参数获取简便,与导水裂隙带发育高度相关性相对较高的原则,以采高、顶板覆岩强度以及开采方式作为特征因子,建立导水裂隙带发育高度回归模型。利用模型预测了谢桥1121工作面及白庄7507工作面导水裂隙带发育高度。结果表明:运用SVM回归模型预测导水裂隙带发育高度具有较好的可行性。     

大采高开采条件下导水裂隙带发育高度预测研究

为了提高大采高开采条件下导水裂隙带高度预测准确度,结合BP神经网络模型,通过进行导水裂隙带高度影响因素的主成分分析,建立了以采高和岩性为主要影响因素的BP网络导水裂隙带高度预测模型,并通过实例对模型效果进行了验证。     

基于层次分析-模糊聚类分析法的导水裂隙带发育高度研究

为了较全面地考虑煤层顶板导水裂隙带发育高度的影响因素,在结合大量生产实践的基础上,分别从开采厚度、开采深度、工作面斜长、岩石抗压强度、岩层组合特征等因素进行分析,对各影响因素构造了影响指标并进行量化,采用层次分析法研究影响因素的权重,采用模糊聚类分析法对工作面的裂隙带发育高度进行聚类。10个工作面的数据验证结果表明:开采厚度是影响导水裂隙带发育高度的主要因素之一,其他几个因素也是影响导水裂隙带发育的主要因素。研究所得结果与经验值和实测值都基本相似,说明本文选取方法是合理的,为煤矿预测煤层顶板裂隙带发育高度提供了一种新的方法。     

基于ANN导水裂隙带高度预测的过程优化

分析了影响导水裂隙带高度的因素,并将其分为主要因素和次要因素,构建了导水裂隙带高度影响因素体系。采用BP神经网络模型,并选取煤层厚度、顶板岩性、煤层倾角、覆岩硬度、工作面斜长、推进速度、岩体碎胀性作为主要因素用于导水裂隙带高度的预测,为了简化预测模型,加快计算速度,在确定的采矿地质条件下可忽略次要因素。预测结果表明,简化的BP神经网络模型能够满足导水裂隙带高度预测的准确度需要,该预测方法可为水体下采煤提供一定的技术指导。     

导水裂隙带的影响因素研究与高度预计

分析导水裂隙带发育高度的影响因素,并提出新的参数即硬岩岩性比例系数,代替顶板岩层单轴抗压强度,避免了现行规范中坚硬、中硬、软弱、极软弱顶板类型划分时单轴抗压强度统计不确定问题,及未反映顶板软硬岩层组合结构问题。以导水裂隙带实测数据为基础,利用回归分析方法分析导水裂隙带高度与各影响因素间的相关关系,通过多元回归分析得到导高与多因素之间的统计关系式,并用于兖矿巨野赵楼矿首采面的导水裂隙带高度预计,为顶板水害预测和防治提供了科学依据。     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。     

基于ANN的煤层顶板导水断裂带高度预测

为预测煤矿顶板导水断裂带的最大高度，分析了顶板导水断裂带发育的影响因素，提取了10个指标形成裂高预测指标体系，并收集整理了近10 a来我国24项裂高观测数据，建立了样本数据库.基于BP人工神经网络的理论及方法，建立了煤层开采工作面顶板导水断裂带高度预测模型，模型检验成功.依据计算权值，分析了各指标对裂高的影响程度，提出工作面倾斜长度、埋深对裂高影响较大并加以解释.     

综采工作条件下覆岩导水裂隙带高度预测模型优化

准确预测导水裂隙带高度是煤炭防治水中的重要问题，也是保障煤矿安全生产的前提。目前，导水裂隙带高度预测模型存在预测准确性差等问题。在广泛收集各地不同煤矿区综采导水裂隙带发育高度实测数据的基础上，总结前人研究成果，选取采厚、工作面斜长、倾角、采深和硬岩比例系数5个因素建立导水裂隙带高度预测模型。同时，采用因素分析法分析了影响因素的权重，确定主控因素，并建立多元线性回归模型、多元非线性回归模型及BP神经网络预测模型，并对预测模型计算导水裂隙带高度进行准确性检验。以西山矿区实测导水裂隙带高度为例，选出最优模型，对最优预测模型BP神经网络模型进行检验分析，并与“三下”规范经验公式、多元线性回归模型和多元非线性回归模型计算结果进行对比。结果表明，“三下”规范经验公式与实际数据存在失真，已不能指导综采条件下导水裂隙带高度预测，而BP神经网络预测模型误差在10%以内，且绝对误差和相对误差较为稳定，同时该模型降低了因素之间的相关性，提高了预测准确性。因此，BP神经网络预测模型在预测导水裂隙带高度方面具有较好的准确性和应用性。研究成果可为指导矿井现场防治水害的工作提供参考建议。     

水库下采煤导水裂隙带高度预测

本文采用人工神经网络技术,对新安煤矿小浪底水库下采煤导水裂隙带发育高度进行预测研究,选取了顶板岩性、顶板抗压强度、覆岩类型、倾角、覆岩厚度、泥岩比、煤层采厚等因素作为导水裂隙带预测模型的影响因子,建立了导水裂隙带高度的预测模型,准确判断了煤层开采后导水裂隙带的发育高度。本文的研究成果为新安煤矿合理设计小浪底水库下采煤的开采方式方法,提供了重要的参数依据和技术支撑。     

趋势面分析法在预测导水裂隙带高度中的应用

选取采高、硬岩岩性比例系数、斜长、采深和推进速度5个影响因子作为影响导水裂隙带发育高度的关键因素,以20例综采导水裂隙带发育高度实测数据为基础,根据趋势面分析理论和方法,建立了导水裂隙带发育高度的趋势面分析预测模型.实例分析结果表明,应用趋势面分析法预测导水裂隙带发育高度的误差率为0.17％～5.39％,与实际相差较小,是一种简便可行、可靠的预测导水裂隙带发育高度的方法.     

采场小断层对导水裂隙高度的影响

采用相似模拟实验对采场小断层（落差小于5 m）区域覆岩破断规律和断层构造裂隙的演化过程进行了研究,得出了采场小断层对导水裂隙高度的影响规律.工作面由下盘向上盘推进至正断层面附近时,下盘岩块回转导致煤壁前上方的断层面挤压闭合,煤壁后上方的断层面则处于张开状态;随工作面推进断层面经历张开-闭合-张开-闭合的过程,断层面导水裂隙高度比上、下盘竖向采动导水裂隙高度分别增大40%和61%.工作面由上盘向下盘过逆断层时,主要控制上盘岩层对支架的压力和推力;工作面进入下盘后顶板周期破断距变小,来压频繁;上盘主要表现为沿断层面的滑移;断层面导水裂隙高度与两盘岩层导水裂隙高度基本相等.     

斜沟煤矿采区大巷钻孔突水原因浅析

斜沟煤矿二水平21采区辅运大巷上山掘进遇特厚煤层垂直导水裂隙带,沟通顶板砂岩裂隙含水层水,造成工作面钻孔突水,累计突水量26 511 m3,影响大巷施工2个月。通过本次钻孔突水,对煤层浅埋薄基岩区顶板砂岩裂隙水影响矿井安全生产有了进一步认识,为今后斜沟煤矿及相似地质条件矿井防治顶板砂岩裂隙水积累了一定的经验。     

底板采动导水破坏带深度求取方法研究

准确预测底板采动导水破坏带深度是合理设计底板防水安全煤岩柱,解决煤矿底板突水问题的关键。综合分析了开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面斜长等地质采矿条件对底板采动导水破坏带深度的影响。以27个典型工作面实测数据作为训练和测试样本,通过合理选择SVM中核函数、不敏感损失系数、惩罚因子等参数,建立了底板导水破坏深度与各影响因素之间的SVM回归模型。最后进行了测试分析,测试结果表明,采用SVM所建立的关系模型可以较好地根据各影响因素求取底板采动导水破坏带深度,获得的底板导水破坏带深度精度可靠、能够满足设计需要。研究成果表明:采用SVM的方法计算底板采动导水破坏带深度是可行的,该方法可以综合考虑对底板采动导水破坏带深度影响的多种因素,为今后快速准确地计算底板采动导水破坏带深度提供了一种新的方法。     

深埋特厚煤层综放开采覆岩导水裂缝带发育特征

以大佛寺煤矿为试验矿井,采用钻孔电视系统和钻孔简易水文观测法,探测深埋特厚煤层综放开采顶板导水裂缝带发育高度,并对导水裂缝带演化特征进行相似模拟和数值模拟试验研究。研究分析表明:大佛寺煤矿深埋特厚煤层综放开采顶板导水裂缝带发育高度为170.80~192.12 m;裂缝带区域内,裂隙数量自上而下逐渐增多,近煤层区域裂隙异常发育;钻孔砂岩区域,受拉伸作用,形成了纵横交错的裂隙,裂隙尺寸、角度较大;工作面回采距离与顶板导水缝隙带发育高度曲线呈"台阶"型。     

河下综放开采覆岩破坏发育特征实测及模拟研究

下沟煤矿位于泾河下的煤炭资源,采用综放开采,现有的导水断裂带高度计算方法不能满足水体下采煤安全评价的要求。为了掌握泾河下特厚煤层大面积综放开采的覆岩破坏发育特征,实现水体下安全回采,在研究区工作面不同位置布置了5个采后“两带”孔,进行了钻孔冲洗液漏失量和彩色电视观测,并通过物理模拟进一步研究了在各工作面间留设一定宽度隔离煤柱的开采方式的覆岩破坏过程。观测和模拟结果表明：隔离煤柱有效地控制了覆岩破坏发育高度,成为泾河下压煤安全回采的关键。根据得出的单工作面最大裂采比,并通过最小防水安全煤岩柱垂高的计算,认为地质条件满足泾河下安全回采的要求。     

三软煤层综放工作面覆岩垮落及裂隙导水特征分析

通过大南湖一矿三软煤层工程地质条件及煤岩物理力学参数的综合分析与测定,开展了对应条件下的物理相似模拟,分析了综放工作面围岩运移及覆岩破坏高度,探索了现场支架实测阻力与覆岩裂隙导水位置、导水量间的关系。综合分析表明:1303综放工作面顶板垮落带高度为20 m,模型表面裂隙延伸高度观测结果与3D钻孔电视合成的钻孔内壁破裂剖面揭示出的裂隙延伸高度均为98 m,与经验公式计算基本一致。工作面超前影响范围随开采范围而增大,最终趋于稳定。1303综放面工作面划分为两个较为明显的压力集中区,工作面裂隙导水量、导水位置与压力集中区中支架压力变化相关,覆岩裂隙导水显现的位置处在工作面中下部顶板压力集中显现区(2区)的位置几率较大。建议1303工作面提前疏放上覆含水层以及老窑积水的同时,加强对两个压力集中区(1区和2区)的监测,尤其是2区,密切关注架后顶板垮落情况与工作面淋水量变化,及时的给出来压预警与导水位置及导水量预测。     

基于遗传-支持向量机法的煤层顶板导水断裂带高度的分析

利用遗传算法以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最优个体的特点,获得了支持向量机参数的最佳值,建立了遗传-支持向量机模型（GA-SVR）.有效反映了采空区长度、抗压强度和采厚等因素与煤层顶板导水断裂带高度的非线性关系.经具体工程应用验证了遗传-支持向量机法研究导水断裂带高度的有效性.并对影响断裂带高度的因素进行了权重分析,指出埋深、采空区长度、抗压强度和采厚是主导影响因素,同时指出从地质条件、岩体力学性质和开采条件3个方面选取指标的科学性.     

Surfer在煤层顶板富水性预测方面的应用

为提前预测鹰骏三号井田2煤层顶板岩层富水性情况,为顶板探疏放水提供依据,本文以2煤层顶板导水裂隙带范围内岩层富水性指数数据为基础,通过Surfer软件绘制出富水性等值线图。图形显示2煤层顶板东北方向和西南角富水性较强,是采掘活动中探疏放水工作的重点。     

采空区上覆岩层导水裂隙发育高度研究

基于毛家庄矿3煤层80203工作面地质赋存情况,通过理论分析计算采空区上覆岩层裂隙发育高度,并采用钻孔返水损失量的测试方法分析采空区上覆岩层实际裂隙情况。经理论分析与现场实测结果的对比发现:采用理论分析法中的标准公式较经验计算公式计算结果更好反应现场实测采空区覆岩裂隙发育情况,经验公式计算结果偏小于实际情况;钻孔返水损失量分析法可用于煤矿井下采空区冒落带高度测定及冒落带上方导水裂隙分布高度测定,是一种简单可靠的现场实测方法。