新街矿区深部开采邻空巷道的破坏机理:理论分析和数值模拟

深部煤炭开采时复杂的应力环境和开采条件容易引起巷道大变形和顶板冒落,严重威胁煤矿生产安全。本文研究了内蒙古新街矿区红庆河煤矿首采工作面开采时邻空巷道应力特征、破坏机理及围岩控制方法。建立了首采工作面不同开采阶段顶板长、短臂F型结构模型,基于基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷提出了邻空巷道围岩应力计算方法。此外,分析了邻空巷道围岩稳定性,揭示了邻空巷道破坏机理。研究结果表明:基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷叠加时形成高应力、能量区,易诱发邻空巷道破坏;煤柱宽度为5~10 m时邻空巷道处在低应力环境,可有效降低邻空巷道破坏风险。同时,提出了邻空巷道围岩控制方法,主要包括选择合理煤柱宽度、切断动载荷来源、降低静载应力集中程度及应用吸能锚杆。本文研究结果可为类似条件巷道围岩控制提供参考。

基于长短时记忆神经网络的回采工作面瓦斯浓度动态预测

为提高煤矿回采工作面瓦斯浓度预测精度,考虑瓦斯浓度受历史状态制约,提出长短时记忆神经网络LSTMNN煤矿回采工作面瓦斯浓度动态预测模型。利用山西省某煤矿回采工作面瓦斯浓度实测数据构建该模型学习训练样本,并检验预测效果。研究表明,LSTMNN算法通过遗忘、记忆过程对过去一段时间瓦斯浓度信息进行筛选,克服传统预测方法将输出值独立看待的短板,提高矿井瓦斯浓度预测精确度及可靠性;将LSTMNN算法预测结果与实测值对比,预测模型平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差、纳什模型效率指数分别为0.004319、0.8006%、0.005714、0.4363。