神经网络在膏体充填质量模型中的应用

煤矿膏体充填质量受多因素影响,且具有非线性特性,用数理统计的方法直接建立充填质量模型很困难。为了减少试验次数、降低试验费用,通过神经网络建立的膏体材料充填质量模型明显优于传统的回归分析法,利用膏体充填材料塌落度与主要影响因素浓度、胶结料用量、细集料用量的关系模型,可以有效预测膏体充填材料的塌落度。     

井筒变形预测与保护措施研究

针对鹤壁二矿井筒与工业广场保护煤柱的开采,确定了采用膏体充填分层下行式开采的方法,并计算出了允许的地表最大下沉系数为0.15。在此开采方法下,进行了井筒变形的预测,得出随着工作面向井筒推进,井筒下沉和拉伸变形也相应变大,当工作面推过井筒50 m时,井筒变形达到稳定;并根据预测结果进行了保护措施的选择。     

膏体充填综采台阶煤壁稳定性半凸力学分析

通过细长杆失稳理论,建立台阶半凸力学模型,通过凸模柔度来判断与之相适应的临界载荷公式,并通过能量法近似求出模型的长度因数与稳定系数计算公式,进而得到台阶半凸力学模型失稳时所需的临界力、临界应力和纵向弯曲失稳校核判据;采用FLAC3D数值模拟研究顶煤、中煤、底煤高度比分别为1∶1∶1,2∶2∶1两种不同割煤方案时煤壁前方...     

南洺河铁矿膏体充填的FLAC 2D数值模拟

矿山开采导致的地表下沉、地下水流失等问题日趋严峻,膏体充填技术能够有效解决这些问题。该文通过数值模拟的方法初步研究了不同膏体材料的充填效果,从中分析了材料的弹性模量、抗压强度对地表下沉控制的影响并总结出了充填体的应力分布规律。     

膏体充填开采覆岩稳定性研究与实践

为了研究充填开采顶板岩层的移动规律及影响因素,在综合分析岩层移动变形基本特征和充填体的受力特征的基础上,应用弹性地基梁理论,建立充填开采顶板岩梁力学模型及其微分方程,分析了充填开采顶板岩层移动变形的主要影响因素.结果表明,充填开采顶板岩层移动影响因素的主次关系依次为充填前顶底板移近量、充填欠接顶量、充填体压缩率和顶板岩...     

急倾斜特厚煤层水平分层大采高充填膏体与煤体协调承载特性研究

为了研究窑街三矿特厚急倾斜煤层水平分层膏体充填工作面煤壁的稳定性,首先基于压杆稳定力学模型,给出最大临界力Fct计算公式,进一步导出临界应力σct与分层高度的关系曲线,并给出了挠曲方程计算公式;其次建立FLAC3D数值计算模型,通过垮落法与充填法对比分析工作面前方煤壁的支撑压力、煤壁塑性区范围以及水平位移量与推进距离的关系;最后模拟分析了随着采充平行作业的推进,不同分层高度与工作面煤壁前方的支撑压力、煤壁塑性区范围以及水平位移量的关系.结果表明,当分层高度为4,5,6 m时,煤壁分别在距离底板3.12,3.9,4.46 m位置处挠曲最大,煤壁最大位移量分别为19,24,27 mm,且煤壁发生失稳片帮的临界应力分别为6.6,4.4,2.6 MPa,根据窑街具体情况,当分层高度为5 m,膏体充填工作面前方煤壁的最大支撑应力为3 MPa,未超过临界应力,即便煤壁向采空区最大移动24 mm也不会在工作面推进过程中发生煤壁片帮,且理论分析与数值计算结果基本一致,对窑街三矿特厚急倾斜煤层水平分层膏体充填开采具有借鉴意义.     

深埋大跨度复合顶板煤巷失稳机理及控制技术

为了研究深埋大跨度复合顶板煤巷变形失稳机理及支护技术,以某矿2614改造下巷为工程背景,采用压力拱理论和数值模拟技术对巷道围岩变形规律进行了分析,设计了"锚杆(索)+金属网+M钢带+单体支柱"的支护方案,并开展了工业试验。结果表明,大跨度复合顶板巷道围岩失稳破坏分为分层剪切、挠曲离层、拉断破裂和垮落成拱4个阶段,巷道垮落拱高为2.5～3.8m,围岩变形量小于100 mm,锚杆和锚索拉力分别小于60 kN和350 kN,单体支柱压力小于13MPa,支护效果较好。     

膏体充填综采底板破坏规律与实测研究

针对承压水上煤炭资源安全开采的难题,以河南焦煤集团朱村煤矿承压水上膏体充填开采为工程背景,采用理论计算、数值模拟分析和现场实测的方法,研究了膏体充填开采底板破坏规律及演化特征,并对膏体充填开采底板破坏范围和突水性进行了预测研究,揭示了膏体充填开采控制底板破坏的力学机理。研究表明:煤矿底板破坏深度随采高的增加而逐渐增大,但当增加到一定高度(1.8 m)后,底板破坏深度趋于某一相对稳定值;膏体充填综采可使得底板破坏深度由垮落法开采的12.0 m左右,减小到2.0 m左右,突水系数由0.19~0.56减小到0.08~0.20;实测表明:膏体充填综采完整区域底板最大破坏深度约4 m,断层影响处底板最大破坏深度范围为10.0~12.0 m,膏体充填综采过程中未出现突水灾害。膏体充填综采相当于降低了煤层采高,相对增加了底板隔水层厚度,有效提高矿井开采的安全保障度。     

膏体充填材料配比的神经网络预测研究

充填材料配比的预测与设计在膏体充填工程中具有十分重要的意义,充填材料的配比预测是一个典型的多变量、非线性系统.为了准确可靠的掌握充填材料的强度,在综合分析充填材料质量影响因素的基础上,采用粒子群算法来优化改进的BP神经网络技术建立了充填材料质量的预测模型.并用基于正交试验获得的充填材料试验数据作为学习训练和测试样本,对模型预测结果和实际值进行对比分析.研究结果表明,用人工神经网络方法预测充填材料配比是科学、可行的,为煤矿膏体充填开采的充填材料配比预测和评价探索出了一种新的方法.     

巷道撞楔法的力学分析与工程应用

撞楔法是控制破碎围岩巷道稳定的一种常用超前支护技术,为进一步明确该技术的支护机理和参数设计,首先分析了楔子在巷道永久支护区、开挖区和未开挖区内的受力状态,基于弹性地基梁理论建立了力学模型,为该技术的应用提供了简单、实用的理论依据。其次,提出了撞楔法支护参数的系统设计方法,重点分析和量化了支护参数的取值范围,包括楔子的材质、直径、长度、间距、搭接长度、巷道开挖步距等,使支护参数的确定更为具体和可靠。最后,把研究成果成功应用到煤矿中采空区与煤柱交界处下位巷道和采空区下巷道的2个工程实例中,为破碎围岩巷道控制技术的设计提供了参考。