利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数

针对概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在算法复杂、计算量大等问题,将具有算法简单、计算量小、精度高等特点的果蝇算法引入到概率积分法开采沉陷预计参数反演中,研究了利用果蝇算法反演概率积分法开采沉陷预计参数的基本原理,构造了下沉拟合值与实测值均方差最小的适应度函数模型。结合安徽省某煤矿的实测数据,分别采用果蝇算法、遗传算法以及粒子群算法反演概率积分法开采沉陷预计参数,并以下沉拟合值与实测值的均方差为各算法反演精度的评价标准进行对比分析,结果表明：利用果蝇算法反演出的下沉拟合值与实测值的均方差（33.7 mm）以及相对中误差（1.4%）均小于同类条件下遗传算法、粒子群算法的反演结果,说明果蝇算法适用于反演概率积分法开采沉陷预计参数,对于提高概率积分法开采沉陷预计的精度有一定的参考价值。     

多煤层开采条带错动程度对岩层控制的影响

针对我国多煤层条带开采的实际情况,提出了煤层错动系数的概念。利用FLAC3D数值模拟软件,系统地研究了多煤层条带开采时,上下煤层错动系数的大小对上下条带保护煤柱应力、中间岩体应力以及地表移动变形的影响规律,分别给出了相应的函数关系式,并指出了在实际多煤层条带开采时,极限煤层错动系数的求取方法。研究成果对于指导多煤层条带开采工作面设计具有十分重要的理论和现实意义。     

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、AutoCAD、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AutoCAD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。     

塌陷区输电铁塔的可靠性评估

以某塌陷区上输电线路为对象,分析了输电线路经过地区的煤炭开采状况,对塌陷区地表变形进行了预计分析。采用数值分析方法,分析了地表变形对输电杆塔结构内力和变形的影响规律,研究表明,除了单支座施加竖向位移荷载,其他工况可以认为在支座位移为根开的5‰以内,杆件均不会达到屈服荷载;可以利用出现Q235材料屈服时的支座位移作为判断塔架是否安全的标准,即当预测的地表变形小于Q235材料屈服时的支座位移时,认为塔架处于安全状态。     

毛乌素沙漠区煤层开采地表移动变形规律研究

我国西部矿区生态脆弱,煤炭资源开采引起的地表移动变形是破坏生态环境的重要因素。为了研究毛乌素沙漠矿区采煤引起的地表移动变形规律,在某矿首采面上方建立了地表移动观测站,利用球心空间拟合RTK测量技术进行了地表移动变形定期监测。通过对实测数据进行分析,得到了以下结论：①地表移动过程是连续渐变的,地表移动盆地边界角为58°,移动角为63°,裂缝角为79°;②地表下沉速度快,实测最大下沉速为110 mm/d,最大下沉速度系数为3.14,明显大于我国东部矿区类似深厚比条件下中厚煤层综采的下沉速度;③地表楔形裂缝发育,主要位于采区边界和工作面前方,拐角处呈现弧形状态;④地表移动分布规律基本符合概率积分法模型,利用遗传算法反演得到了概率积分法模型参数。上述研究成果将为类似矿区合理留设各类保护煤柱、地表沉陷预测以及设计“三下”采煤方案提供参考。     

基于关键层理论的长壁垮落法开采老采空区地基稳定性评价

基于关键层理论,对长壁垮落法开采老采空区的可能"活化"空间、因素和机理进行了分析和探讨,得出了老采空区的可能"活化"空间主要为"O"形圈离层、空洞、破碎岩体的残余碎胀空间和各类裂隙;在排除断层影响的情况下,老采空区地基的"活化"因素主要为地震、机械振动、临近的采掘活动、地面荷载、水化和风化作用以及应力松弛;"活化"机理主要为破碎岩体的压实和砌体梁结构的失稳,并且砌体梁结构的失稳是地基产生严重不均匀沉降的主要机制.鉴于长壁垮落法开采的老采空区"活化"机制和拟推的上覆破碎岩体的结构形态,提出了局部注浆的思想,对于一般工程地基,只对采空区边界注浆,注浆区域为空洞、欠压密区和"O"形圈离层,注浆机理主要为结构补强和消除采空区边界上方的可能"活化"空间.并通过实例验证了局部注浆的可行性.     

三维激光扫描点云边界提取研究

在数字矿山建设过程中,三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征,而且作为模型求解曲面的定义域,对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面,讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快,提取结果准确,可适用于各种复杂型面的点云数据。     

矸石(固体废物)直接充填采煤技术发展现状

总结了矸石直接充填采煤的技术框架,系统地介绍了综采矸石充填技术、普采矸石充填技术和掘巷充填技术的充填开采系统布置、关键设备及充填开采工艺;研发了矸石直接充填采煤技术中矸石自地表向井下运输的大垂深投料系统,并对其进行了优化设计;以综采矸石充填技术为例,分析矸石直接充填开采矿压规律的等价采高模型,得到了充填综采采场所需支护强度,以及充填综采与传统综采支护强度修正系数η,并对充填开采后的地表沉陷进行了预计和实测分析,得出了充填开采较传统综采采场矿压显现减弱、地表变形等级仅为轻微的结论;从实现煤炭资源绿色开采应重视的基础科学研究、重点技术攻关等方面对今后矸石(固体废物)直接充填采煤技术相关研究进行了展望.     

概率积分法修正体系现状及发展展望

概率积分法作为我国开采沉陷预计的主要方法,目前获得了广泛的应用;但由于基本假设与实际情况偏差较大,在其实际应用中存在许多缺陷。在综合分析大量文献的基础上,详细分析了利用概率积分法进行沉陷预计的误差来源,总结了目前概率积分法的修正体系,在此基础上,提出了完善概率积分法模型的研究方向。     

高压输电线路杆塔采动变形规律研究

高压输电线路下压煤是许多矿区一种普遍存在的问题,研究高压输电线路杆塔采动变形规律具有重大的现实意义。文章对杆塔的采动变形规律进行了初步研究,根据杆塔所处位置不同,将工作面沿推进方向划分为五个区域,并分别阐述了杆塔处于每一区域的移动变形规律,总结了杆塔位于地表移动盆地不同位置移动变形规律的特点,并结合矿区实例进行了简要分析。