数学分析方法在煤矿采掘工作面断层构造预测中的应用

运用数学分析方法,研究了采掘工作面内的断层构造预测问题。根据潘二煤矿已采掘范围内揭示的断层产状和展布,建立了预测断层的地质模型,对未采掘区域内的断层构造作出了科学预测。     

基于回归模型的断层构造复杂度分析

为了对矿区断层构造复杂度进行更加合理地评价,需要对断层多元信息进行综合分析.以徐州某煤矿为例,分析了断层的分形维数、落差及倾角等因素与矿井突水点涌水量的相关关系,建立断层信息与涌水量回归模型,通过ArcGIS强大的空间分析功能生成断层对突水影响函数等值线图.与单一依据分形维数的插值结果相比,利用辅助信息的回归插值模型能够克服断层分形维数不能表达垂向信息的缺点以及断层信息缺失情况下的断层构造复杂度难以评价,提高了断层构造复杂度评价精度.最后对断层构造复杂度等级进行划分,能有效预测矿井突水.     

大佛寺煤矿断层构造及其预测

在总结大佛寺煤矿煤层断层发育特征及其展布规律的基础上,从影响断层发育的变形介质条件和构造应力条件入手,分析了断层发育的控制因素,依据煤层厚度变化率与褶皱叠加复合效应,对矿井未采区域断层构造复杂程度进行了预测,研究成果可指导煤矿生产及地面煤层气井的开发。     

回采工作面内断层,褶曲构造的预测

探讨了用定量预测回采工作内断层，褶曲构造要素的图解方法－高差图法。介绍了这种预测方法的基本原理，方法以及实际应用效果。     

基于BP神经网络的小断层构造区域瓦斯涌出预测方法研究

为了准确预测小断层构造区域的瓦斯涌出情况,通过测定小断层构造区域的瓦斯参数,探讨小断层构造对瓦斯涌出的影响作用,分析小断层构造区域的瓦斯涌出规律,建立小断层构造区域瓦斯涌出影响因素指标体系和基于BP神经网络的小断层构造区域瓦斯涌出预测模型,并在潞安矿区进行应用。结果表明：断层前后100m范围内瓦斯涌出呈现“增高-减小-增高”的U型变化规律,当断层落差大于3m后对瓦斯涌出的影响作用显著增大,逆断层处的瓦斯涌出量比正断层处相对升高更加明显|小断层区域瓦斯涌出预测模型的预测结果与实测数据误差小于5%,可以有效的预测小断层构造区域不同位置的瓦斯涌出量。     

断层构造区域巷道掘进与围岩控制技术研究

为保障两渡煤业断层构造区域回采巷道掘巷阶段围岩稳定，通过数值模拟、矿压监测等方法，预测了矿井典型煤巷支护方案的围岩控制效果。研究表明：与断层距离20～30 m处巷道开挖时，围岩塑性破坏区基本呈对称分布，不受断层构造影响；与断层距离5～15 m处巷道开挖时，断层构造对巷道围岩稳定造成明显的不利影响，结合29(10)01运输巷道与F₃断层位置条件，提出针对性优化支护方案，实践阶段综合矿压监测表明，设计支护方案及参数合理有效。     

回采工作面内断层、褶曲构造的预测

探讨了用定量预测回采工作面内断层、褶曲构造要素的图解方法——高差图法.介绍了这种预测方法的基本原理、方法以及实际应用效果.     

霍州矿区断层构造的分形特征

霍州矿区断层构造的分形特征与渭河盆地东区基本相同，都形成于张扭性的动力学环境；矿区内各井田的断层分维值以白龙井田最高，团柏井田最低；分维值的大小体现断层构造的复杂程度。     

基于构造影响特征的断层预测技术研究

为了防止采掘过程中无计划揭露地质构造和地质构造引发的灾害,丰富地质构造探测预报技术,开展了基于构造影响特征的断层构造预测技术研究,提出了利用构造影响特征推断前方断层及影响范围的思想和技术途径。通过对赵庄矿地质构造影响下突出危险指标、煤层厚度、夹矸厚度、瓦斯涌出等变化特征的分析,从中挖掘、提取这些信息特征—构造影响特征,建立了多维构造影响特征指标体系和断层构造综合预测模型,并在赵庄矿进行了成功应用。应用结果表明,通过分析采掘期间各种生产安全信息蕴含的构造影响特征变化情况,采用地质构造综合预测模型,能够实现工作面前方断层构造的超前预测,提高勘探钻孔施工的针对性,降低地质构造勘探的成本。     

良庄井田小断层构造特征

该文整理了良庄井田4煤揭露的299条小断层构造资料,对井田进行分区,计算了小断层的密度,总结出井田内小断层发育具有分区性、方向性、成带性、多为高角度正断层的特点,并推测出研究区内小断层是由于受区域构造应力场南北向水平挤压力的作用下形成的。     

采用故障互锁方式查找系统内部故障源

减少查找、解决故障的时间,对矿井生产意义重大。现场设备多采用模块化设计,相互之间只有必要的信号联系,主控设备的故障监测不是很精确。以往查故障,只能凭经验判断,费时费力,还不一定能找到故障源。采用"故障互锁"方式,可以精确地判断出是何设备引出的故障,进而有针对性地进行抢修。这种方法使故障查找变得有章可循,大大缩短了查找问题的时间。     

故障树分析法在矿井提升机电动机故障诊断中的应用

故障树分析法是研究系统的故障与组成系统的零件(子系统)故障之间的逻辑关系,它包括研究引起系统故障的因素之间因果关系的定性分析及定量分析等。故障树具有逻辑关系清晰、形象等特点,能够全面、简洁、形象地描述导致事故的各种原因及逻辑关系,从而使有关人员了解和掌握安全控制的要点和措施,对矿井提升机的故障诊断提供有效帮助。     

基于模糊故障树的数控装置故障诊断

以某数控装置为对象,研究其故障具有模糊性和不确定性发生概率的特点,综合运用故障树分析与模糊理论诊断故障发生概率。通过分析数控装置故障发生的机理,建立该装置的模糊故障树,进行定量计算,求得了基本事件的模糊重要度可靠性指标,为数控装置的可靠性评估、故障诊断以及维修决策提供了理论依据。     

基于扩展故障树的采煤机故障诊断专家系统研究

针对采煤机故障诊断专家系统知识获取困难的问题, 将扩展故障树分析法和专家系统相结合, 提出了基于扩展故障树的采煤机故障诊断专家系统知识获取方法。在传统故障树节点上增加节点类型、重要度等信息, 建立扩展故障树, 并将扩展故障树中的节点信息转换成规范化表示的专家系统知识。采用广度搜索优先、深度搜索与广度搜索结合的推理机制, 提高故障查找的准确率及效率。利用专家系统开发工具CLIPS, 建立了采煤机故障诊断专家系统。研究表明, 该系统可准确判别采煤机故障类型并提供解决方案, 提高采煤机故障诊断效率。     

煤矿液压支架常见故障事故树分析与应用

为了有效降低液压支架故障发生概率,用事故树分析法对液压支架常见故障进行分析,得出降低故障发生概率的有效途径。采用事故树定性、定量与重要度分析方法研究了液压支架各基本故障事件的发生概率对顶事件发生概率的影响。结果表明:液压支架事故树最小割集有17个,由事故树最小割集可以直观地判断哪种故障模式发生概率最高,以及如何采取措施使液压支架故障发生概率下降。利用最小割集对各基本事件概率重要度与关键重要度进行分析,得出了对顶事件发生概率影响大和敏感度高的基本事件。降低概率重要度与关键重要度高的基本故障事件发生概率,可以有效降低液压支架故障发生概率。     

矿井提升机故障诊断技术研究

针对矿井提升机高可靠性要求,设计了基于故障树的故障诊断系统。利用故障树建立专家系统,解决了知识获取的瓶颈问题。     

基于故障树的工程车辆计算机辅助故障诊断方法

提出一种结合故障树与计算机辅助故障诊断的新方法。通过分析故障树结构,提取征兆集和故障集,构建权矩阵,利用计算机模拟技术得到故障原因输出向量,根据输出向量和判断法则确定某工程车辆控制电路的故障位置,给出了诊断参考数据,并给出诊断流程图。     

工作面回采与断层活化的相互影响分析

对断层活化进行了数值模拟,并分析了断层活化与工作面回采的相互影响。得出如下规律:当断层面的切向应力达到断层的抗剪强度时,断层便进入非稳定的临界状态,此时轻微扰动便可能导致断层活化,释放巨大能量。开采引起的库伦应力增量Δσm是断层活化的主要原因,断层活化概率增益与Δσm成正比。工作面从断层上盘向断层面推进时,断层面法向应力和切向应力都逐渐增大。工作面从断层上盘向断层面推进时,整体上断层面法向应力下降,切向应力上升,这都导致了断层的活化。工作面回采与断层活化是相互影响的两个方面,工作面开采会引起断层应力场的变化继而导致断层活化,断层的活化反过来又对工作面产生影响。     

矿井提升系统的滑动故障研究

提升机是煤矿安全生产的咽喉设备之一,而滑动故障是导致提升系统发生事故的主要因素之一,因此对提升系统的滑动故障进行研究具有十分重要的意义。详细分析了提升机在启动加速阶段、等速运行阶段和紧急制动阶段的滑动机理,并在此基础上分析了提升机滑动故障的故障树,对于进一步加强提升系统滑动故障的研究、监控和预防具有一定的借鉴意义。     

基于暂态信号Hilbert变换的小电流接地故障定位研究

在分析小电流接地故障零模网络暂态特征的基础上,提出了基于暂态信号Hilbert变换的小电流接地故障定位新方法。该方法利用特征频段内暂态零模电压的Hilbert变换与零模电流的乘积计算故障方向,根据故障点两侧功率方向的不同确定故障区段。最后利用仿真验证了该方法的正确性。