新汶矿区岩体力学参数识别与地表变形预计

根据新汶矿区浅部观测站资料,以岩石力学为基础,采用了弹性力学有限元法反演了地层力学参数,由反演的采动地层力学参数,预计了深部开采地表移动值,获得了深部采矿地表岩移参数的变化规律,并提出了安全开采深度的实用计算方法,建立了岩层与地表移动,变形与岩体力学性质之间的联系问题,为深部安全开采探明了一条新路。     

安家岭井工一矿开采沉陷数值模拟岩体力学参数反演

在分析各类岩体力学参数确定方法基础上,以安家岭井工一矿开采沉陷为背景,提出了一套确定岩体力学参数的综合方法。该方法中土层数值模拟采用Mohr-Coulomb屈服准则,参数通过经验值及工程类比方法综合确定;岩层数值模拟采用Hoek-Brown屈服准则,参数初始值在实验室力学测试结果基础上,结合GSI地质强度指标估算法确定,再设计正交试验,利用数值模拟对参数进行反演,确定一套优选值。最后将优选参数用于反演区数值计算,分析开采后围岩移动规律,检验此方法确定参数的科学性及可靠性。     

深部矿区巷道围岩力学参数测试及反演研究

掌握深部矿区围岩力学参数是矿井巷道设计、布置、煤层气抽采的必要条件。以深部矿区某矿为地质条件,现场测试了全矿区自13-1煤顶板到1煤底板共计8层地层的围岩力学参数,研究了围岩力学参数反演计算模型,设计了围岩力学参数反演流程。针对岩石强度、地应力等巷道变形影响因素,具体地分析了不同因素对巷道变形的影响,得出抗拉强度对巷道变形的影响最大的结论。根据地质条件和巷道设计,分别对东区北翼11-2轨道大巷和11-2回风大巷进行反演,将变形量反演值与变形量实测值进行对比分析,实测值与反演值基本保持一致,误差在10%以内,说明围岩力学参数反演值具有很高的可靠度。     

双向八车道连拱隧道围岩力学参数反演分析

在采用双侧壁导坑法施工的双向八车道特大断面连拱隧道中,施工步繁多,临时支护设置的时间长,隧道全断面的变形量测只能在临时支护拆除后进行。由于全断面变形数据获取得较晚,故较难将其用于围岩力学参数的反演。将有限元计算和BP神经网络技术相结合,并在有限元计算过程中考虑实际的施工步,建立起所有临时支护拆除之前这一施工状态下导坑的变形量与围岩力学参数之间的非线性映射关系,并通过对应状态下实测的导坑变形值反演了围岩的力学参数。将反演的结果用于正分析验算,验证了该方法是可行的。     

露天开采滑坡体抗剪强度参数的研究

针对滑坡区复杂的地质条件,根据抗剪强度技术路线,利用现场测试参数分析、实验参数统计分析和参数反演分析三种方法,综合分析滑坡体抗剪强度的物理参数.通过对实验参数的统计分析,参考反演计算出的岩土物理力学参数以及当地岩土参数经验值,综合分析提出岩土物理力学参数建议值和滑坡敏感性分析主要参数取值.从而使滑坡体抗剪强度指标中重要参数C、φ得到更可靠的值.     

基于BP网络的深部软岩巷道围岩力学参数反演研究

为探索高地应力下深部软岩巷道围岩应力场及位移场的分布情况, 建立了简化的应变软化模型, 分析了此模型的关键参数; 采用均匀设计法设计了数值计算中待分析的参数方案, 且将各方案参数代入FLAC^3D软件中进行了数值仿真分析; 再将各工况下监测点计算的相对位移与岩体力学参数代入BP网络进行训练、学习, 并将监测点位移相对监值输入训练的BP网络, 获得参数反演值。以淮南矿业集团顾桥煤矿轨道巷为工程背景, 进行了巷道深部位移监测, 根据监测结果反演了简化应变软化模型的关键参数, 经正分析对比验证了力学参数反演结果的准确度、可靠性, 反演结果为后续工程数值计算奠定了基础。     

基于tabu搜索法的水文地质参数反演

在地下水模拟中,对水流与溶质运移的模型参数的识别应包括对参数的值和参数的结构的识别。应用tabu搜索法结合防渗墙区域的三维渗流计算对水文地质参数的进化反演,由反演得到的参数值计算的水文值与计算值最大相差0．96m。作为近期发展起来的一种随机搜索方法,tabu搜索法有较强的解决复杂组合问题的能力。     

基于 RF-PSO 混合算法的边坡软弱夹层力学参数反演应用研究

针对传统类神经网络智能优化算法存在的拟合性和泛化性不足等缺陷,引入一种集成学习算法———随 机森林(RF)算法,为智能优化方法提供了一种新的求解方式。 通过以黄山某石灰石矿山边坡软弱夹层力学参数为对 象构建正交设计样本,将随机森林(RF)算法与传统 BP 神经网络和 GA-BP 神经网络模型的性能进行对比,结果表明 RF 算法在数据拟合精度和运行速率相较于类神经网络算法有很明显的优势,凭借其不易陷入过拟合以及泛化能力强 的特点,能够很好地构建数据间的映射关系,同时算法模型凭借控制参数较少具有很好的可操作性。 结合粒子群算 法(PSO)的全局寻优能力,组合成 RF-PSO 混合算法应用到矿山边坡软弱夹层力学参数反演分析中,获得的反演力学 参数通过边坡工程地质数值模型进行正分析对比,结果表明反演力学参数正分析计算的精度达 95%以上,为矿山边 坡软弱夹层力学参数反演分析提供了一种新的方法。     

基于BP神经网络算法的开采沉陷岩体力学参数反演研究

对煤矿开采地表沉陷区域进行定量计算和预测是进行地表沉陷治理的先决条件,以郭庄矿9213工作面作为实验面,采用神经网络参数反演方法建立了地表下沉与覆岩力学参数的映射关系,并将反演的数据与实测值进行对比分析,研究结果表明:反演参数数值模拟下沉值与实测值有较好的一致性,最大绝对误差为4cm,最大相对误差为11.6%,满足工程需要。BP神经网络算法解决了传统力学模型存在的问题,可获得准确的数值模拟参数,为模拟煤层开采覆岩沉降提供了技术支撑。     

采动覆岩力学参数粘弹性位移反分析

本文研究了采动覆岩移动的动态性,采用三参数流变模型,用等效弹性模量的方法对采动覆岩岩层力学参数进行了反演.反演得到的力学参数是覆岩移动动态模拟的基础数据.     

南京玄武湖隧道工程水文地质参数的遗传反演

该文提出了求解水文地质参数的遗传反演算法 ,并将该方法应用于玄武湖隧道工程中。结果表明 ,用遗传算法反演水文地质参数是可行的 ,与其它确定水文地质参数的方法相比较 ,该方法具有较高的精度 ,能应用于实际工程的计算     

某露天矿边坡岩体力学参数反演及稳定性分析

在边坡稳定分析中,岩体力学参数的选取直接影响着计算分析的结果。为了提高数值计算的准确性,根据滑坡现场实测数据,如滑移面半径、滑移面中心坐标和安全系数,结合正交试验、BP 神经网络和极限平衡理论对断层、白云岩和云母岩的抗剪强度参数进行了反演。对比分析实测数据和计算结果,可以看出滑坡位置和范围比较接近,表明了该反演方法的可行性和准确性。最后采用反演结果对露天矿的深部开采进行了数值仿真分析,并以此对其稳定性做出评价。     

基于改进果蝇算法的概率积分法预计参数反演

由于概率积分法函数模型的非线性表现形式以及各参数之间的相关性,概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在计算复杂、易发散、容易陷入局部最优解等问题。利用参数设置少、计算效率高、算法实现容易、全局寻优能力强且精度较高的果蝇算法进行基于概率积分法的开采沉陷预计参数反演,并对算法进行改进。以实测下沉值为参照,将预计结果与实测值相比较,结果表明,改进的果蝇算法对概率积分法的开采沉陷预计参数反演具有适用性,对于用概率积分法进行开采沉陷预计的精度的提高有一定的积极作用。     

基于位移增量的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析

深部高地应力下硐室围岩蠕变力学参数不准已成为制约岩体工程理论分析和数值计算发展的"瓶颈"问题,因而确定可靠的岩体蠕变参数服务于工程实际成为重点关注的课题,为此提出基于位移增量敏感性分析的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析方法。该方法基于描述深部高地应力条件下围岩蠕变随时间破坏特征的分数阶微积分的蠕变本构模型,取较为典型的主硐室顶拱位移、拱肩位移和边墙位移作为表征围岩的特性指标,从参数敏感性分析着手,确定模型中对位移较为敏感的5个蠕变参数(瞬时剪切模量、黏性系数、黏弹性剪切模量、黏弹性系数、分数阶系数β),并遵循"大值原则"和"敏感性原则"提取位移增量数据,输入主厂房和主变室等不同位置的现场位移增量监测信息建立多数据融合的适应度函数,采用均匀设计方法构造各参数不同水平组合的学习样本和训练样本,通过遗传算法与神经网络相结合的智能优化算法在解的全局空间进行搜索,确定反演蠕变参数值,最终通过灰色关联度和后验差法联合校核位移增量实测值与计算值。实例分析结果不仅表明智能优化算法获得的硐室围岩蠕变参数可靠性高,也验证了该法的有效性和合理性,同时为深部高地应力大型硐室长期稳定性评价时参数确定提供一个新手段。     

基于改进粒子群算法的阵列侧向测井快速反演

电阻率是评价储层含烃饱和度的重要物理参数,电阻率参数的精确度对测井储层参数评价及油气资源勘探开发方案有重要影响。在电法测井中,由于视电阻率影响复杂,如围岩—层厚、井斜、泥浆侵入、井眼、仪器分辨率等因素都会使测量的电阻率值产生较大的误差,测量资料准确度不够高,因而对测量的视电阻率数值进行校正很有必要。通过对电阻率资料反演的方法来进行视电阻率的校正,合适的反演算法一般都是要满足反演效率和精度的诉求。由于反演过程中伴随着大量的正演计算,所以实时反演对反演算法收敛速度及正演计算效率要求较高。提出了一种高速有效的实时反演算法——自适应混沌粒子群反演算法,与基本粒子群算法、马奎特算法相比,该算法在寻优成功率、收敛速度、抗噪性等方面具备一定优势。在反演的过程中,将严格的正演计算用预先制作的阵列侧向测井伪几何因子表格进行替代,采用线性插值法直接调用,在保证计算精度的前提下进一步提高了反演速度。构建三参数反演模型,将反演结果与基于渗流—对流扩散二场耦合的动态泥浆侵入模拟结果进行对比,证明了快速反演算法的适用性及准确性,可用于井场阵列侧向测井资料的实时反演处理。     

煤层长钻孔注水过程听数值模拟与参数的合理确定

用有限元九值模拟方法求解了煤层注水二维、三维非定常渗数方程,用该数值计算模型结合具体实例,主要分析了工艺参数注水压力、时间和钻间距与湿润范围的动态变化关系。给出了选取合理的注水工艺参数的计算公式。     

地震波传播速度原位试验及计算

采用本质安全型微震监测系统,在煤矿深部采场的顶底板中布设微震监测台网,对测区内的校验炮微震信号进行了原位采集实验。分别采用组合法、走时残差优化法、定位误差优化法、定位残差优化法和联合反演法进行了地震波速度的优化计算。通过计算结果的对比分析,认为定位误差优化法计算结果最可靠,定位残差优化法计算结果是不可靠的;这一结论对于缺少校验数据情况下的速度选取具有重要意义,也证明了在存在速度误差的情况下,走时残差最小并不能保证可靠的定位精度;在缺少原位试验数据情况下,速度和震源参数的联合反演结果,对速度参数的选取具有重要意义。通过对顶、底板地震波传播速度分析计算,认为煤层和巷道是造成底板地震波平均速度较低的原因。     

基于Matlab的概率积分法开采沉陷预计参数解算

通过在开采工作面地表建立观测站获取地表变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,从而预计工作面周边或相似开采条件下工作面的开采沉陷并评估和指导开采作业,其前提是精确获取概率积分法开采沉陷预计参数。为此,基于Matlab软件,采用最小二乘法拟合观测点变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,并结合Matlab软件绘图工具开发了集数据载入、坐标转换、参数解算、结果输出、开采沉陷预计及反演为一体的可视化开采沉陷预计系统。以淮南谢桥煤矿11316工作面为例,根据地表移动观测点位移数据解算开采沉陷预计参数并与实测值进行对比分析,结果表明,该系统解算出的开采沉陷预计参数符合两淮矿区开采沉陷的基本规律,反演结果与实测值基本吻合,该系统对于实现矿区开采沉陷高精度预计和反演具有一定的参考价值。     

基于实测数据的概率积分法预计参数反演方法研究

目前,我国在对煤矿开采沉陷预计中使用最为广泛的方法是概率积分法。如何确定某一矿区合理的概率积分预计参数,进而对整个矿区开采沉陷进行准确的预计,一直是这一领域的研究热点。根据华北地区某矿地表移动观测站实测资料,以概率积分法预计公式为模型,借助Matlab软件强大的计算、绘图功能,实现了对概率积分法预计开采沉陷参数的反演。由反演结果与实测资料分析对比知,该方法合理可行,精度满足工程实际要求。     

基于遗传算法的概率积分法预计参数反演

地表移动观测站实测数据反演求取概率积分法参数是这一方法应用过程中的关键问题,现有算法存在求参易发散,难以获取最优解的缺陷.提出采用遗传算法反演概率积分法参数,研究了该算法反演结果的准确性和可靠性.研究结果表明,遗传算法反演概率积分法预计参数精度高,参数相对误差小于1.5%,对观测站中的观测值随机误差、粗差、观测点缺失的问题具有较强的抗干扰能力,较最小二乘法、模矢法在参数反演准确性和可靠性方面有明显优越性.