多元线性回归在矿井断层延展长度预测中的应用

依据新汶煤田孙村井田11煤层断层资料,选取断层的走向、倾向、倾角和落差作为影响矿井断层延展长度的主要因素,利用散点图确定了延展长度主要与断层的倾角和落差有关。利用多元线性回归分析建立了11煤层NE-NEE、NW-NWW向断层的延展长度预测模型。实际应用证明,该模型是一种可行方式,可为煤矿经济有效生产提供依据。     

基于GWO-Elman神经网络的底板突水预测

我国是世界最大的煤炭生产国和消费国,特别是在我国的华北地区,煤炭储量非常丰富,但由于华北地区的水文地质条件复杂,煤炭实际生产过程中事故频发,特别是煤层底板突水事故,一旦发生往往会造成较为严重的人员伤亡和财产损失。因此煤层底板突水预测已经成为煤矿安全生产领域研究的重点。山东巨野煤田红旗煤矿是典型的华北型煤田,其主要可采煤层3煤层平均厚度5.48 m,实际生产过程中受底板突水威胁严重,在矿井的建设及生产过程中多次出现底板突水。为了对3煤层进行底板突水预测,在分析收集红旗煤矿相关矿井水文地质资料的基础上,选取断裂分维值、取心率、隔水层厚度、单位涌水量、渗透系数、底板含水层总厚度、承压含水层水压共7个因素,作为进行底板突水预测的主要影响因素;以现场实际数据为输入样本,通过灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)得到Elman神经网络优化的最佳权重和阈值,分别为18.748 2和0.014 435,之后建立相应的GWO-Elman神经网络底板突水预测模型;在此基础上通过测试样本输入模型验证,结果准确率达到100%,再用熵值法确定权重的脆弱性指数法进行对比,证明神经网络模型准确度更高,可以用于工程实际。最后,利用所建立的神经网络模型对2个未开采工作面进行了底板突水预测,将预测结果指导矿井实际安全生产。     

直流电法四极装置超前探测正演模拟研究及应用

为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探中的可行性,建立了巷道超前探三维地电模型,利用ANSYS模拟四极装置进行数据采集;对采集数据采用比值法剔除巷道、装置等干扰因素影响,并与无巷道影响下的采集数据进行对比研究;建立3个全空间地电模型,研究四极装置对不同异常体位置的响应,得出四极装置对低阻异常体的响应特征;通过工程实例说明该方法的实用性。研究结果表明：比值法能够消除巷道对异常体的影响,实现四极装置巷道超前探测,巷道超前探中采用四极装置进行数据采集是可行的。     

电阻率动态监测技术在矿井中的应用研究

在国内外对顶、底板突水研究基础上,针对大跨度、大采深巨厚新近系工作面采煤过程中,顶板砂岩水富水区域大、难以下放的特点,通过改变传统的物探技术,在工作面采动过程中建立了一套三维电法动态监测技术。通过对工作面的监测,根据矿山压力对岩层的影响,分析工作面富水区域变化,圈定靶区,进行有效探放水,以保证工作面的安全回采。     

小屯煤矿开采7煤充水因素分析及涌水量预测

针对小屯煤矿开采7煤层受到矿井突水威胁的现状,在计算导水裂缝带高度及底板突水系数的基础上,确定小屯煤矿开采7煤直接充水因素为顶板龙潭组灰岩含水层和砂岩含水层,间接充水因素为底板茅口灰岩含水层。在考虑开采7煤上覆含水层静态储量释放的基础上,采用大井法对顶板动态水量进行了计算,并建立了以断层为通道的底板断层突水量计算模型,预测了小屯煤矿开采7煤矿井正常涌水量和最大涌水量。     

分布式高密度电法探测浅埋深采空区试验研究

通过在鄂尔多斯范家村煤矿已知采空区采用分布式高密度电阻率法进行装置形式、电压等参数试验,并对相应剖面曲线、典型剖面、立体切片等进行了电性响应特征分析,系统分析最佳试验参数和采空区识别特征,用于探测、识别未知采空区。结果表明：通过分布式高密度电阻率法优化试验,并对相应的曲线、二维剖面、三维切片等响应规律分析,形成浅埋深采空区高密度电阻率法精细探测体系,且验证效果较好。     

基于BP神经网络矿井突水点注浆量的预测

阐述了在突水水压、突水量、封堵过水通道长度、注浆压力4个影响因素下,运用MATLAB并基于BP神经网络构建矿井突水点注浆量预测模型的方法。运用MATLAB软件绘制了相对误差散点图以及预测注浆量值和实际注浆量值前后对比图,平均相对误差值4.4%。将建立的BP神经网络模型应用于煤矿的实际工作面,预测出的结果与实际结果很接近,为煤矿矿井水的防治以及深部区域的采煤安全提供理论指导。     

起伏巷道直流电阻率法超前探测数值模拟

巷道空间本身的存在会影响其周围电流场的分布。对于起伏巷道的情况,利用ANSYS有限元软件建立矿井待掘巷道超前探测三维地电模型并进行正演模拟,通过计算分析,得到起伏巷道会使视电阻率极小值和异常范围减小,但并不改变视电阻率极小值所在位置,特别是倒V字形巷道的影响更加明显。对于实测资料的解释,巷道起伏仅是其中的1个影响因素,应多参数综合考虑,以提高解释精度。     

某井田15煤层三采区构造定量化分析

由某井田三采上山区15#煤层地质资料可知该采区以断裂构造为主,通过断层影响因子和断层分形2种方法对三采区构造进行定量化分析,并对采区进行构造分区。利用断层影响因子将采区分为安全区域、有可能突水区域、突水较大性区域;利用断层分形将采区分为构造简单区域、中等复杂区域、复杂区域。通过2种方法的对比可知,断层影响因子分区较细,但与断层分布有一定的出入;断层分维定量评价与断层实际展布一致,符合度高,因此选定断层分维作为底板突水的构造复杂性定量评价。