基于人工神经网络技术的隧道地表沉降预测

对采用人工神经网络技术预测隧道地表沉降模型中进行了研究。采用MATLAB系统开发了一个多层反向传播神经网络模型,考虑了隧道的深度、隧道的直径、地下水位、土的弹性模量、土的剪切强度、土的侧压系数、土的重度和开挖间隙对地表沉降的影响。用世界多个隧道的地表沉降数据作为样本对模型进行了训练和测试。结果表明,利用该神经网络预测的沉降值与实测值比较吻合。     

岩体结构面几何参数分布规律研究

为研究岩体结构面的分布规律以指导矿体可崩性分级和崩落块度预测,采用极点坐标变换及动态计数圆计数的极点密度统计新方法绘制节理等密图,确定优势节理组及其产状范围。通过分位数-分位数图检验确定节理面几何参数的分布形式,然后用最大似然方法计算对应于这种分布形式的概率分布函数的参数,进一步确定节理面几何参数的分布规律。对金川Ⅲ矿区结构面几何参数进行统计分析,确定Ⅲ矿区节理间距服从指数分布,均值0.2 m,Ⅲ矿区存在4组优势节理组,均服从正态分布。     

基于网络的矿山三维巷道建模方法研究

针对现有巷道三维模型的构建多是基于单机的建模方法,存在网络环境下模型共享困难的问题,研究了一种基于网络三维图形技术的巷道建模实现方法。该方法通过巷道底板中线等特征线和断面参数,经过三维坐标转换得到断面三维线,采用分段建模算法快速建立三角形条带巷道三维模型;采用在网页中嵌入HOOPS 3D流控件和三维模型的HSF流文件实现巷道三维模型的网络发布,并借助网络三维图形技术实现了通过浏览器对大规模巷道三维模型的访问和交互。     

矿山离散钻孔样品变异函数模型计算与拟合

为建立用于矿产资源储量估算的变异函数模型, 对矿山离散钻孔样品变异函数的计算与拟合方法进行了研究。在定向实验变异函数计算中, 采用定向搜索棱柱代替搜索方向, 用以搜索空间位置分布不规则的离散样品中满足滞后距条件的成对样品, 给出了对于离散样品的定向实验变异函数计算步骤及算法实现。以实验变异函数图变程范围内的离散点及成对样品数目为主要依据, 对理论变异函数进行人工拟合, 建立理论变异函数模型, 最后通过交叉验证的方法进行最优理论模型的选择。以某矿山铜元素品位数据为例, 利用组合样品计算矿体走向、倾向和厚度方向的实验变异函数, 并分别采用3种理论模型进行拟合, 根据交叉验证结果计算平均误差、标准化平均误差、误差标准差, 经过比较最终选择球状模型为最优理论模型。结果表明, 本文提出的变异函数计算与拟合方法能准确建立矿山离散样品的变异函数模型, 使矿石品位估值和资源储量计算结果更加可靠和准确。     

基于块段模型的复杂地质体三维数值模拟技术

针对多介质复杂条件下的岩体工程, 利用建立在块段模型建模技术之上的Micromine矿业软件建立了完全反映地质结构及岩性在空间上分布情况的精确三维地质模型, 再利用三维地学模拟与数值模拟的耦合集成技术, 建立既“可信”又“可算”的力学模型, 实现了FLAC^3D三维数值模拟软件建模的直观、快速和自动化。通过铜陵冬瓜山矿三维回采方案的建模实例检验了该方法的有效性和可行性。     

云南某铜矿资源及开采环境评价可视化建模技术研究

采用矿床3D技术和MICROMINE软件建立了某铜矿可视化模型, 应用地质统计学原理对矿床块段模型进行估值, 并对储量进行统计分析。结果表明, 模型储量报告结果与实际生产储量计算结果十分吻合。实践证明, 在可视化模型的基础上, 对矿山进行采矿设计能够极大的提高工作效率和设计质量。     

泥水平衡盾构隧道基岩孤石控制爆破预处理技术

泥水平衡盾构在软土地层的隧道施工中,隧道开挖范围内遇到基岩突起或者孤石,基岩、孤石对盾构机刀盘刀具的损坏严重,滚刀难以破碎岩体。以台山核电站1~#、2~#海底取水隧道工程为例,对台山核电站1~#、2~#海底取水隧道始发段存在的基岩突起和孤石群,通过海面石块回填将浅海域填为平地,采用地面垂直钻孔对基岩突起、孤石群段进行无自由面爆破预处理。为了保证爆破效果,采用冲孔和爆破相结合的施工方法。爆破后实测芯样最大粒径为43 cm,98%的芯样粒径小于30 cm,消除了基岩突起和孤石群对盾构掘进的威胁,保证了盾构掘进的顺利进行。     

基于空间变异性的IDW矿石品位估值改进方法

为满足距离反比加权（IDW）插值方法在矿石品位估值中的应用,对IDW方法进行了改进.通过地质统计学中的变异函数理论分析钻孔样品数据中元素品位的空间变异性,根据矿体形态计算矿体走向、倾向和厚度3个相互垂直方向的定向变异函数,进而使用3个方向和相应变异函数的变程值确定搜索椭球体的参数.采用八分圆空间分区搜索方法对每个八分扇区内参与插值的样品个数加以限制,从而减少样品数据聚类效应;根据钻孔勘探网度,将空间搜索范围以及钻孔工程数与储量等级进行对应,实现矿石资源级别分类.通过C＋＋语言在HOOPS三维可视化平台编程实现了该方法和计算结果的可视化,以某铜矿实例说明该方法的具体步骤.结果表明该方法简单有效,能够得到很好的估值结果.     

基于块体形状分类的爆堆块度三维几何参数估算

爆堆图像分析法是统计爆破后矿岩块度分布的主要方法,针对图像分割后得到的岩块二维图形,研究了通过岩块二维投影几何参数估算岩块体积的方法。统计分析岩体中节理面倾向、倾角和间距的概率分布,通过Monte Carlo随机模拟三维节理面网络,建立节理面切割的矿岩原始块度三维模型,利用3组相互垂直的平面切割块度三维模型获取块体二维轮廓。对于不同的二维形状参数φ值区间,分析三维形状参数ε和κ的变化规律并建立其与φ的关系式。利用块体形状分类方法将块度三维模型分成6个块体集合,根据形状假设理论,由统计数据得出块体实际体积的对数和球形假设估算的块体体积的对数呈线性相关,应用回归分析推导出得到通过三维形状参数估算岩块体积的公式,通过实验对比,根据二维几何参数估算的块体体积和块度模型的块体实际体积的分布规律一致。     

轴向应力循环加卸载作用下含瓦斯煤渗透性研究

 针对构造煤渗透率对轴向应力循环加卸载的响应特征,利用自行研制的含瓦斯煤热–流–固耦合三轴渗流试验装置,进行试验研究,并结合试验结果进行渗透率动态模型分析,结果表明：含瓦斯构造煤的渗透率与应变的关系呈斜“V”字型走势,峰值强度后,煤样渗透率增加趋势明显,且增速大于初始压缩阶段渗透率的降速;煤样渗透率与轴向应力在加卸载过程中符合负指数函数分布,渗透率在加载过程中减小,卸载过程中有所恢复,渗透率与有效应力未形成封闭曲线,循环加卸载使煤样中孔隙进一步压缩,渗透率损失量增大,同时渗透率对于有效应力的敏感度降低;通过引入加载过程渗透率敏感性损失因子及卸载过程中渗透率损耗因子,建立循环加卸载过程中渗透率与有效应力的动态演化模型,试验数据与理论计算数据对比验证了模型的适用性。