基于支持向量机的岩爆识别模型

岩爆的发生受多种因素的影响,这些因素关系错综复杂,以不同的特征和组合对岩爆产生综合影响,为科学、充分地利用现有的有限工程资料,本文从地下洞室围岩最大切向应力、岩石的单轴抗压强度和抗拉强度以及岩石冲击倾向指数四个主要因素出发,提出了基于支持向量机的岩爆识别模型,较好地解决小样本、非线性、高维数、局部极小点等的实际问题。     

Prevention of rockburst by guide holes based on numerical simulations

We studied variations in the stress field around guide holes drilled during tunnel excavation to understand the mechanical mechanism by which these holes help prevent rockburst. The study used elasto-plastic analysis of a circular chamber under non-axisymmetrical loads. The results showed that the unloading of in-situ stresses, and the forming of a secondary stress field, leads to a severe change in the stress field around the guide holes. This causes the formation of an X-shaped area of plastic deformation, which prevents the rockburst. Adopting a sub-model finite dement technique, we analyzed the factors that influence the distribution of the plastic area, such as the guide hole distribution and the in-situ stress state. The calculations showed that higher initial stresses result in greater adjustment to the stress field. When the stress concentration is greater the size of the plastic area surrounding the guide hole is larger. A multi-row distribution of the guide holes shaped like a quincunX can increase the interconnectivity of the plastic areas and allow the plastic area to extend from the tunnel wall deep into the surrounding rock. An optimized design was put forward based on the distribution of the plastic area around guide holes and the factors that influence it.     

华丰井田4煤层顶板砾岩水突出影响因素分析

在分析砾岩分布特征及其水文地质特征的基础上,以矿山压力控制理论为指导,运用岩层沉降理论推断了华丰矿1409工作面在采厚为6.5m的情况下,导水裂隙带发育高度为96.2m,揭示了导水裂隙能够导致顶板砾岩水突出.结合矿山压力观测资料和顶板突水量资料,阐述了矿山压力和顶板砾岩突水突出之间的因果影响关系.根据2407工作面冲击地压监测资料,阐明冲击地压对顶板突水的促进作用.建立了顶板水沿工作面下平巷突出运移的模型,阐明了斑裂线是导致砾岩水大量突出的主要导水通道.     

含噪声多变量混沌时间序列的最大Lyapunov指数计算

在小数据量法的基础上,采用非线性最小二乘法估算含噪声多变量混沌时间序列的最大Lyapunov指数(λ1).首先介绍了小数据量法求解λ1的原理,然后给出了非线性最小二乘法估算λ1的算法原理和具体实现步骤,最后将该方法分别用于Rossler耦合混沌系统和多组冲击地压监测时间序列的λ1求解.Rossler耦合系统结果表明该方法能明显提高有限长且含有噪声的多变量混沌时间序列的λ1的估算精度.冲击地压数据的结果表明这些数据均具有混沌特性,可进行8~15 d的预测,这为冲击地压的短期预测提供了有力的支撑.     

灰色系统最优归类模型在岩爆预测中的应用

根据与岩爆有关的地质条件建立了岩爆烈度分级表 .在灰色关联分析和模糊模式识别原理的基础上 ,应用最小二乘法构造目标函数、建立岩爆预测数学模型 ,提出了动态权重计算方法和综合评判指数的概念 ,并通过工程实例说明该方法的预测结果比用有限元法计算所得的结果更为科学准确     

煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望.     

冲击地压高应力回采巷道支护改革技术的研究与应用

通过改变传统巷道支护理念,优化巷道支护方式和工艺,解决冲击区域高应力与强卸压大蠕变巷道的主动支护技术难题,规范巷道支护材料、施工机具和巷道支护效果监测,降低巷道翻修率,保障矿井采掘接替正常,为巷道支护提供参考和理论依据,同时进一步完善冲击区域煤层开采巷道支护技术,也为煤炭资源的开采最大化和经济效益最大化提供科学依据和技术保障。     

动静加载下煤的破坏特性及机制的试验研究

动静加载下煤的破坏特性及机制是研究动载冲击地压机制的基础问题,利用改进的霍普金森杆对该问题进行试验研究。首先,通过试验结果的回归分析发现煤在动静加载下有其不同于均质致密岩石的独特的破坏特性。然后,通过对试验结果的讨论对动静加载煤的破坏机制进行分析,发现较多裂隙的存在是导致独特破坏特性的主要原因。破坏模式以裂隙脆性扩展为主;动载的作用主要是使裂隙扩展,进而发生破坏;而静载的作用主要是改变原生裂隙的数量和裂隙尖端的蓄能。最后,基于试验结果对动静加载下煤的冲击危险性进行分析,得出动静加载下煤具有临界静载和最优动载;并将动静载荷下煤的强度作为动载抵抗指数,用来反映抵抗动载能力的强弱;将碎片的分维值作为动载冲击能量指数,用来衡量动载冲击破坏的剧烈程度。     

高地应力隧道岩爆破坏特征物理模型试验研究

采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处局部出现拉应变;同时,声发射能量表现出剧烈增大现象,在应变、声发射特征这两方面均表现出高应力区隧道岩爆的征兆。高地应力条件下(侧压力系数λ=2),隧道拱顶和拱底压应力集中明显而最早发生破坏,拱墙出现拉应力作用,产生张拉裂缝。围岩脆性破坏从颗粒弹射开始,随后变为碎块剥落和裂缝扩展,其变形破坏特征表现出一定的岩爆特性。