基于GA-Elman神经网络的煤矿突水水源判别

煤矿突水是矿井生产过程中产生的自然灾害之一,而准确判别突水来源是突水防治工作的重要基础.以煤矿各含水层水化学成分的差异性为依据,选取K^++Na^+,Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^-,HCO_3^-,SO_4^(2-)6个常量组分作为突水水源的判别因子.为克服Elman神经网络采用梯度下降法所带来的易陷入局部最小值的缺点,采用具有全局搜索能力的遗传算法(GA)通过选择、交叉和变异等步骤训练优化Elman神经网络,建立了收敛速度更快、泛化性更强的GA-Elman神经网络判别模型,结果表明:将具有全局寻优功能的GA和局部精确寻优的Elman神经网络相结合,克服了Elman神经网络初始权值与阈值的随机性、易陷入局部最优的缺点,能够提高Elman神经网络的判别输出精度,为准确、有效判别突水来源提供了可靠的决策依据;经过GA优化过的Elman神经网络在训练过程中的均方误差收敛速度、收敛精度都有很大的提高,在网络模型的判别输出上,判别结果更为稳定、泛化性更好,为该模型在其他领域的推广提供了一定的借鉴性;为进一步确保突水水源判别的准确性、有效性,在密切结合煤矿水文地质条件的前提下,应选取具有代表性和准确性高的水化资料,有效发挥该判别方法对煤矿水害防治及措施制定的指导作用.

低渗煤体渗透特性对其加载轴(围)压变化响应特征试验研究

针对低渗透煤体在轴压及围压变化作用下的渗透率演化规律,利用自主研发的全应力-应变三轴伺服控温渗流试验系统,进行了变围压及变轴压条件下煤样渗透率的试验研究.试验结果表明:(1)渗透率在轴压及围压变化过程中减小,围压对渗透率影响高于轴压对渗透率的影响;(2)围压与渗透率符合K=αe^(-0.45σ2)关系式,拟合系数α随着轴压的升高呈依次降低的趋势;(3)轴压、围压均为1～10 MPa的范围内时,两者和渗透率之间满足K=15.335 89e^(-0.45σ2)-0.276 43σ_1e^(-0.45σ2)的函数关系.研究结果为采动条件下渗透率演化提供理论参考依据,对现场瓦斯抽放钻孔布置具有一定的实践指导意义.

基于逐步Bayes方法的矿井突水水源判别

矿井突水水源的准确、有效判别是保障煤矿安全生产的重要基础工作。选取地下含水层中的Ca2+、Mg2+、K+、Na+、HCO3-、Cl-、SO42-、总硬度、碱度、pH值和矿化度作为突水来源的判别指标,基于逐步Bayes判别分析理论,以20组水化数据作为训练样本,建立矿井突水水源的逐步Bayes判别模型并进行了回判效果检验,将该判别模型应用于6组待测样本的突水来源判别,正确率为100%。与其他相关文献所使用的方法进行比较,结果表明:逐步Bayes判别方法具有易建模、准确率高的优点,具有较强的适用性。

Determination of protection range of mining upper protective layers and its numerical simulation

Aiming at the limitation of the traditional method for determination of protection region, combined with the actual situation of a mine, a new method for determination of protection region was put forward （including the protection of working face layout and development direction）, that is, gas flow observation analysis on the spot and gas content contrast method. The protection region was determined by gas flow observation analysis, gas content contrast, and computer numerical simulation combined with engineering practice. In the process of gas content test, the fixed sampling method ＂big hole drill reaming, small orifice drill rod connected with core tube＂ was employed. The results show that the determined protection region is in accordance with the actual site situation. The fixed sampling method ensures the accuracy of gas measurement of gas content.