基于模糊数学的煤层顶板稳定性评价研究

煤层顶板稳定性问题是煤矿安全、高效生产的重要前提。择优分析影响煤层顶板稳定性的因素,建立了因素集和评价集。引进了模糊数学理论,建立了综合评价煤层顶板稳定性的模型,输出决策结果。得到煤层顶板稳定性位于Ⅱ级较稳定等级,给出了煤层顶板稳定性预测图,为煤矿的开采设计提供了重要的依据。     

煤层顶板稳定性智能分区实现及工程应用

针对目前煤层顶板分类方法存在计算量大、人工参与多、智能化程度低,为煤矿生产不能提供快速指导的问题,结合煤矿现场实际情况,确定了煤层顶板稳定性的影响因素。以层次分析和模糊聚类为理论核心,建立了煤层顶板稳定性层次分析模型,得出了影响因素的隶属度和合成运算方法。以Visual Basic 6.0为编译环境,将Matlab与Surfer进行二次混合编程,对钻孔数据以及地质资料进行分析整理,自动绘制煤层顶板稳定性类型分区图,形成煤层顶板稳定性智能预测分区系统。将研究成果应用于贺西煤矿3号煤层顶板稳定的预测,通过钻孔窥视对预测结果进行了验证。     

煤层顶板稳定性预测构造解析法研究与应用

根据地质构造因素控制煤层顶板稳定性作用的研究,提出了煤层顶板稳定性预测评价的矿井地质构造特性解析方法,选择平顶山十三矿为典型研究区,通过对矿井地质构造几何特性综合研究,即矿井地质构造特征,矿井构造应力场,顶板岩体结构力学特征3个因素的综合研究,对煤层顶板稳定性进行了预测,工程实践证明,地质构造解析法可以对煤层顶板稳定性进行了准确预测。     

基于主客观赋权-物元可拓模型优选岩爆倾向性预测方法

为了提高岩爆倾向性预测模型的可靠性,确保评价指标赋权方法的合理性,建立了基于主客观组合赋权的物元可拓岩爆倾向性预测模型。将9标度层次分析法、3标度改进层次分析法、构造标度改进层次分析法三种主观赋权方法分别与变异系数法（客观赋权法）组合,结合物元可拓理论建立三个岩爆倾向性预测模型,将模型分别应用于国内八项实际工程并对模型选优。结果表明：3标度改进层次分析法与变异系数法的组合赋权-物元可拓模型岩爆倾向性预测结果与实际情况一致,该模型为本文最优模型。     

煤层底板突水危险性的可拓聚类预测方法研究

基于物元模型和聚类分析,提出了煤层底板突水危险性的可拓聚类预测方法。利用煤层底板突水危险性等级和影响因素,构建经典域物元和节域物元,应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立了煤层底板突水危险性等级评价的可拓学聚类模型。以淮北矿区的某矿工作面为例,对煤层底板突水危险性可拓聚类预测方法的可行性进行了验证。研究结果表明,基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高的可靠度和实用性,为煤层底板突水危险性快速判别提供了较为有效的方法。     

基于多属性决策的煤层顶板含水层富水性预测

针对田陈煤矿3下煤层顶板含水层富水性开展研究,选取了砂岩岩性系数、岩性结构指数、岩芯采取率、断层分维值、褶皱分维值等5个参数作为砂岩含水层富水性预测的评价指标,并利用AHP-PCA法对主控因素对富水性的影响进行了综合赋权,得到权重,在此基础上基于TOPSIS多属性建立了富水性指数预测模型,实现了煤层顶板含水层富水性预测...     

集贤井田煤层顶板危险性综合评价与防治对策研究

以集贤井田主采煤层9~#煤为例,在收集大量地质资料和水文地质资料的基础上,建立了煤层顶板的水文地质概念模型。运用"三图"理论,将煤层顶板导水裂缝带高度与其顶板含水层覆岩厚度进行比较,确定煤层和煤层顶板充水含水层的导通关系,进而根据导通关系建立冒裂安全性分区图;建立基于GIS与AHP的煤层顶板直接充水含水层的富水性指数模型,生成煤层顶板直接充水含水层富水性分区图;叠加冒裂安全性分区图和富水性分区图,建立了煤层顶板直接充水含水层涌(突)水危险性综合分区图。运用基于采掘进程的数值法对矿井涌水量进行预测预报,并提出相应的防治水措施。     

基于神经网络的煤层顶板冒落预测

针对煤层顶板冒落原始数据样本较少的特点,采用神经网络理论和粗糙集理论,利用ULtraEdit和weka软件,建立了基于神经网络的煤层顶板冒落预测模型,实现了对小样本条件下煤层顶板冒落的预测。     

浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱稳定性研究

为了降低房柱式采空区煤柱失稳引发顶板灾害的危险性,通过建立浅埋煤层房柱式采空区单个煤柱失效引发大面积垮落的数值模型,对房柱采空区煤柱的承载特征进行分析,得到了房柱式采空区煤柱尺寸对整个采空区稳定性的影响关系。基于房柱式采空区煤柱应力与强度的关系,建立了浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统数学分析模型,借助数值模拟方法,对鄂尔多斯地区奎乌煤矿房柱式采空区顶板-煤柱群系统的稳定性进行迭代计算,可对该矿房柱式采空区的稳定性及破坏发展过程进行预测,为浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统稳定性的评价提供了理论支持,同时再现了在流变条件下诱发大面积顶板灾害的煤柱群失稳过程。     

运用模糊聚类法分析煤层顶板稳定性

本文运用模糊聚类法对煤层顶板的稳定性进行了综合预测及分类，并且通过对两淮及徐州矿区部分采煤工作面顶板的观测与分析，证明了预测的准确性和科学性。     

煤层顶板类型划分新方法及其稳定性评价

为了对煤层顶板稳定性做出合理性评价,解决因参数选取不统一而导致评价结果失真的问题。首先从各类煤层顶板的定义入手,提出新的顶板类型划分方法,并以麟北煤田为研究对象对各类顶板进行了重新划分和评价,其次对比传统、新型顶板划分方法的评价结果,最后通过地质条件与之相同的邻近生产矿井调查,检验评价结果所反应未来矿井潜在的工程、水文地质问题。结果表明,新的划分标准可以客观的反映研究区及其周边矿井顶板特征,评价结果不仅能够反映顶板稳定性而且能够揭露潜在的工程地质及水文地质问题等安全隐患,进而为煤层顶板类型划分及稳定性评价提供方法。     

煤炭地下气化温度场动态扩展对顶板热应力场及稳定性的影响

为探索煤炭地下气化过程中煤层温度场扩展对顶板应力的热影响,利用相似材料制作大尺度顶板模拟内蒙古乌兰察布褐煤层顶板泥质软岩,对煤层温度场动态扩展条件下,顶板应力场扩展过程及顶板稳定性进行实验研究。结果表明,在模型实验中,顶板热应力的最大值可达1.5 MPa。在氧化区培育阶段和气化阶段,煤层温度场沿通道轴向平均扩展速率分别为0.018,0.028 9 m/h,顶板热应力场沿通道轴向扩展速率分别为0.015和0.027 m/h。氧化区培育阶段煤层温度场扩展主方向与裂隙方向一致,煤层温度场动态扩展与顶板热弥散的双重作用使顶板应力场的扩展速率逐渐趋近于煤层温度场扩展速率。同时,泥岩顶板受高温影响在垂直气化通道方向形成稳定的拱形结构,可维持顶板在垂直气化通道方向的区域稳定。     

地质条件对回采工作面顶板稳定性的影响

煤层直接顶板稳定程度的差异,其根本原因在于地质条件的差异。煤层顶板的岩性是影响煤层顶板稳定性的重要因素。深入研究煤层顶板的地质条件,是管理好回采工作面煤层顶板的关键。     

“两硬”条件下极近距离煤层开采技术

运用弹塑性理论和滑移线场理论,推导出极近距煤层间距计算判据公式。确定了极近距下部煤层顶板的分类与工作面载荷计算方法,提出了"两硬"条件下极近距煤层工作面顶板的分类指标,分为夹石假顶、碎裂顶板和块裂顶板3类。根据矿区两硬极近距离条件下上部煤层顶板岩层垮落特点,将工作面采空区顶板垮落分为充分垮落顶板和非充分垮落顶板2类,并分别推导出其载荷强度,为确定下部煤层开采时上覆载荷提供计算方法。     

近距离煤层刀柱采空区下长壁采场顶板结构稳定性研究

近距离煤层的上部煤层采用刀柱采煤法回采后,下部煤层采用长壁采煤法进行回采。对于近距离煤层,随着煤层间距离的减小,上下煤层间开采的相互影响加大。通过对上部煤层残留煤柱破坏特征的数值分析,并对下部煤层工作面顶板稳定性的研究,得出了下部煤层回采工作面顶板结构的稳定性特征。     

锚杆支护超长煤巷顶板稳定性动态分类研究

针对神东矿区煤巷长度超长、巷道断面大、顶板岩层结构变化复杂及锚杆支护率高等实际情况和锚杆(索)支护的工程特性,依据围岩稳定性分类指标的科学性、实用性及可定量化的选取原则,在深入分析神东矿区锚杆支护煤巷顶板稳定性主要影响因素的基础上,研究确定了单层厚岩层离顶板表面距离L、单层厚岩层抗压强度σc、单层厚岩层厚度D、巷道跨度B、巷道埋深H、采动影响指标N六个分类指标作为神东矿区锚杆支护超长煤巷顶板稳定性分区动态分类指标,并构建了神东矿区锚杆支护超长煤巷顶板稳定性分区动态分类的BP神经网络预测模型,经检验该神经网络模型的识别准确率大于95%,利用该网络模型进行动态分类的结果与现场实际高度吻合。     

侏罗系煤田主采煤层顶板稳定性分析

煤层顶板的稳定性是影响煤层回采工作安全最重要因素之一。文章根据大量钻孔和矿井生产资料,研究了木城涧矿侏罗系煤田主采2、10号煤层顶板工程地质特征,并采用综合指数法对煤层顶板进行了综合评价。结果表明:2、10煤顶板岩性均以粉砂岩、细砂岩为主,局部见泥岩;裂隙都较为发育,顶板破碎;顶板类型以稳定和中等稳定为主。该评价结果有助于该矿加强不同区域煤层顶板的管理及安全生产工作。     

硬顶软煤薄煤层滚筒采煤机设备配套研究

介绍了国内外薄煤层滚筒采煤机开采现状;根据我国缓倾斜采煤工作面围岩稳定性分类标准,针对曹窑煤矿薄煤层坚硬顶板和松软煤层地质条件,并依据国内类似条件下薄煤层开采成功的经验,得出曹窑煤矿薄煤层开采对滚筒采煤机配套设备的基本要求,据此研究出煤层厚度为0.8～1.4 m和1.1～1.9 m两种薄煤层条件下滚筒采煤机组的可行性配套方案。研究结论对于曹窑煤矿薄煤层实行机械化开采,提高矿井安全生产能力,延长矿井服务年限具有重要的作用。     

特厚煤层托顶煤掘进巷道支护技术研究

新村煤矿在特厚煤层工作面巷道托顶煤掘进期间,针对顶煤支护困难,支护效果差这一问题,结合现场工程地质条件,通过数值模拟及实验测试等方式对顶煤支护困难的原因进行分析,发现支护效果受顶煤强度、裂隙发育情况、顶板的稳定性以及支护面积影响.经研究,采用加强锚杆和锚索的预紧力,增加顶板支护面积的方式提高预应力的扩散效果,使顶煤更具...