基于BP神经网络的层状矿床采空区稳定性评价研究

层状矿床采空区稳定性的影响因素和方式有其固有特点,有必要系统地研究层状矿床采空区的稳定性并建立评价模型。根据BP神经网络原理,系统梳理了典型矿山采空区稳定性计算与评价案例,结合部分矿山设计实例,选取影响采空区的3类主要因素中的岩石抗压强度、采场暴露面积及采场跨度等9项评价指标。利用MATLAB神经网络工具箱,以选取的9个影响因素作为神经网络输入层,设立稳定、基本稳定、不稳定和极不稳定4个等级作为神经网络输出层;该网络允许最大训练步数为1 000步,训练目标最小误差为0.001,选取单隐层网络对所构建的20个样本数据进行训练测试,从而建立了BP神经网络层状矿床采空区稳定性评价模型。并以某层状铁矿采空区为例,应用训练好的BP神经网络模型对其稳定性进行预测评价,其预测结果与实际情况相符,验证了BP神经网络的有效性。     

基于响应面法的页岩相似材料配比试验研究

为高效选取页岩相似材料配比,使用水泥和石膏为胶结材料,河砂和重晶石粉为骨料配制页岩相似材料,采用响应面法进行试验设计及数据分析,以砂胶比(骨料质量/胶结材料质量)、水泥含量(水泥质量/胶结材料质量)、重晶石含量(重晶石粉质量/骨料质量)3个因素作为控制因素,以密度、单轴抗压强度和弹性模量作为目标响应,分别建立了相似材料密度、单轴抗压强度、弹性模量与各配比因素间的多元非线性回归模型。对因素进行了方差分析和响应面分析,研究表明,砂胶比、水泥含量、重晶石含量对相似材料密度、单轴抗压强度、弹性模量均有显著影响,且砂胶比和水泥含量对密度、单轴抗压强度、弹性模量有显著的交互影响,砂胶比和重晶石含量对密度有显著的交互影响,水泥含量和重晶石含量对单轴抗压强度、弹性模量有显著的交互影响。确定了用于页岩相似材料配比的经验方程,并进行了试验验证。研究证明,响应面法在相似材料配比试验应用中具有较好的适用性和有效性。     

核心网一般故障处理前移流程优化项目

监控室作为故障处理的发起者,通过工单的新建派发、流转,协调故障处理。由于最初设定职责,仅有故障的判断能力,没有故障的处理能力。开展核心网一般故障处理前移流程优化项目,将一般故障前移至监控室处理,疑难故障移交核心室分析处理。在核心网故障发生之初可以做出预处理,故障时长大幅下降,经过数据统计和实践验证,该流程优化项目效果明显。     

深部采场工作面围岩应力分布规律及围岩破坏范围研究

采场工作面地压显现规律分析和围岩稳定性控制是深部开采的研究热点。为研究工作面围岩应力分布规律以及工作面围岩破坏范围,基于断裂力学理论,将深部煤层开采工作面从开切眼推进一段距离时的采空区长度视为无限大岩体垂直剖面内一条裂纹,利用无限大薄板中裂纹周边受力分析方法对深部采场工作面围岩应力分布进行研究,得到了任意倾角煤层开采后工作面附近应力分布函数表达式,通过应力函数图像展现了煤层开采后应力变化规律。3个实际案例对比分析,得到应力理论计算结果与实测结果的最大相对误差为12.24%,且应力变化规律与实测结果吻合。最后通过岩石莫尔—库伦破坏准则得到了工作面边缘破坏距离的函数表达式以及采场底板破坏深度的函数表达式,并且编程试算了工作面前方围岩的最大破坏距离。研究结果表明:深部工作面围岩应力不是线性变化而是呈波动性变化;在一定条件下,深部采场工作面正前方围岩破坏距离与围岩内摩擦角、内聚力成反比,与煤层开采宽度及埋深成正比。研究结果可为地下深部工程设计提供应力及围岩破坏范围的初步估算,对深部卸压开采以及采场围岩控制提供理论指导具有重要意义。     

基于Ressiner厚板理论的采空区顶板稳定性研究

根据层状顶板矿体构造特征,基于Ressiner厚板理论,简化并构建层状顶板弹性厚板模型,结合弹性力学相关理论,推导出固支和简支两种边界条件下,顶板的挠曲线方程与顶板内部最大应力表达式;利用matlab软件得到顶板扰度随坐标轴变化的三维曲线图,以及顶板最大应力随顶板厚跨比与长宽比的三维曲线变化图,从图中直观得到顶板最大应力受顶板厚跨比影响较大,受顶板长宽比影响较小;以顶板抗拉强度作为破坏标准,结合顶板最大应力推导出顶板安全厚度计算模型。以某典型多层顶板矿床的某一区段为研究背景,利用顶板安全厚度计算模型,得到了该矿区段顶板安全厚度为14.53 m,矿山开采设计顶板厚度16 m,验证了层状顶板安全厚板计算模型的可行性。