基于Matlab的概率积分法开采沉陷预计参数解算

通过在开采工作面地表建立观测站获取地表变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,从而预计工作面周边或相似开采条件下工作面的开采沉陷并评估和指导开采作业,其前提是精确获取概率积分法开采沉陷预计参数。为此,基于Matlab软件,采用最小二乘法拟合观测点变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,并结合Matlab软件绘图工具开发了集数据载入、坐标转换、参数解算、结果输出、开采沉陷预计及反演为一体的可视化开采沉陷预计系统。以淮南谢桥煤矿11316工作面为例,根据地表移动观测点位移数据解算开采沉陷预计参数并与实测值进行对比分析,结果表明,该系统解算出的开采沉陷预计参数符合两淮矿区开采沉陷的基本规律,反演结果与实测值基本吻合,该系统对于实现矿区开采沉陷高精度预计和反演具有一定的参考价值。

基于等价采高理论的固体充填采煤沉陷预计方法(英文)

在分析固体充填采煤岩层移动特征的基础上,提出固体充填采煤沉陷预计方法,并给出概率积分法参数选取方法。研究认为：与等价采高煤层垮落法开采下沉系数相比较,固体充填采煤沉陷预计参数中下沉系数可以根据垮落带、裂隙带的高度以及碎胀率计算得出;主要影响角的正切略小0.2~0.5,但不应小于1.0;出于安全考虑,拐点偏移距离可为零;水平移动系数和下沉影响角可不变。最后,利用基于等价采高理论的概率积分法模型计算了花园煤矿固体充填的地表沉陷。结果表明,该方法较为可靠地预测了固体充填的地表沉陷,最大下沉点的预计误差不超过5%。

基于粗集与神经网络相结合的岩移影响因素分析与开采沉陷预计方法研究

利用粗集理论,对不同矿区36个工作面的岩移观测资料进行了分析,得到了地质开采条件和地表沉陷之间的依赖关系.建立了以粗集作为前处理器,基于粗集与神经网络相结合的开采沉陷预计模型.实例检验证明了该模型的正确性.

山区地表采动沉陷预计的数值模拟

采用能完全考虑岩土体本构关系、岩土体环境以及地表地形的数值模拟方法,对山区含水风积沙地表采动沉陷规律预计进行了研究,编写了地表模型生成的前处理模块和地表移动计算的后处理模块,得出了榆林地区山区含水风积沙地表下的采动沉陷规律.

特厚煤层综放开采地表沉陷预计模型算法改进

近浅埋深特厚煤层综放开采因其一次性采出煤层厚度大,其地表移动变形特殊性较明显,该地质采矿条件下按概率积分法进行地表沉陷预计结果与实际情况有一定程度的偏差。对试验区近浅埋深特厚煤层综放开采条件下的地表移动变形特殊性进行了分析,考虑到厚硬岩层对地表沉陷的控制作用,并基于层状弹性梁板岩层沉陷控制理论和随机介质理论,建立适合近浅埋深特厚煤层综放开采沉陷预计模型。实践应用表明:该沉陷预计模型算法与实测结果吻合程度较好,适合于特厚煤层综放开采地表沉陷预计应用;较好地解决了概率积分法边界收敛迅速、盆地两侧不对称等问题,提高了地表沉陷的预计精度。

基于沉陷预计的岩盐矿区土地损毁研究

以封闭溶腔环境和非封闭溶腔环境下的岩盐矿区为研究对象,采用概率积分法,在修正沉陷预计参数的基础上,分析不同溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形和土地损毁结果。封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型和水砂充填开采模型,非封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型。结果表明,不同溶腔环境下的预计结果的最大值存在显著差别,地表移动变形结果值取决于溶腔封闭性。在封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为400 mm、0.35 mm/m、0.55 mm/m、180 mm和0.001 1 mm/m2,损毁范围内的农用地均属于轻度损毁;在非封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜变形、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为6 500 mm、0.6 mm/m、9.5 mm/m、2 800 mm和0.02 mm/m2,损毁范围内的农用地受轻度、中度和重度损毁的面积分别为1 095.70 hm2、148.44 hm2和107.78 hm2。通过对比,封闭溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形结果小于非封闭溶腔环境下的地表移动变形结果,在非封闭溶腔环境下岩盐开采可能造成大范围的土地损毁,岩盐矿区土地损毁预防措施要解决的核心问题是保障溶腔的完整性和封闭性。

考虑底板岩层移动的急倾斜煤层开采沉陷预计

分析了急倾斜煤层开采岩层和地表移动特点,总结了急倾斜煤层开采地表下沉盆地的4种类型,并对这4种下沉盆地的形成原因进行揭示。给出了急倾斜煤层开采沉陷预计建模的4条原则,并针对该原则提出了一种基于概率积分法的急倾斜煤层开采沉陷预计模型,该模型能清楚地解释急倾斜煤层开采煤层顶底板岩层移动和地表下沉的相互关系。建立了预计方法的坐标系,分析了预计参数的物理意义,并给出了预计参数的变化规律。编制了基于本文方法的计算机程序,并利用矿区观测站实测数据对本方法进行了验证。实验结果表明,本文方法对于倾角大于70°的急倾斜煤层开采沉陷预计效果较好,能为矿区的环境保护,地表移动预警起到决策支持作用。

钻井水溶法开采的地表沉陷预计研究

为了准确预计钻井水溶法开采后对地表产生的移动和变形,基于钻井水溶法开采特点,利用由不溶矿物形成的结晶水物质的膨胀率,建立了钻井水溶法开采的等价采高模型。此外,还分析了随机介质理论用于钻井水溶法开采地表沉陷预计的可行性。在阐述概率积分法基本原理的基础上,通过借鉴国内外条带水砂充填开采的预计实例,求得了钻井水溶法开采的概率积分法预计参数,并结合工程实例,利用概率积分法预计了某盐矿开采后引起的地表移动变形。结果表明:建立在上覆岩层软弱、顶板跨落基础上的概率积分预计方法适用于钻井水溶法开采的地表沉陷预计,且钻井水溶法开采后引起的地表移动变形值远小于相同条件下的煤矿开采。

粗集与支持向量机联合建模及在开采沉陷预计中的应用

地表沉陷与地质采矿因素之间存在复杂的非线性关系,人们通常采用概率积分法、神经网络等研究沉陷的规律性,但预计效果往往不够理想。本文采用粗集及支持向量机技术对其进行研究,首先应用粗集理论进行了岩移影响因素分析,给出了各影响因素的支持度,然后运用支持向量机预测技术构建了支持向量机预测模型。最后用实例进行了预测分析并与传统方法进行了对比,结论表明,本文建立的模型具有网络运行稳定、精度更高的优点。

倾斜煤层开采沉陷预计模型的构建

概率积分法在我国煤矿开采地表沉陷预计领域得到了广泛应用,该方法具有对称分布特征,在水平煤层开采沉陷预计时精度最好,而倾斜煤层开采后地表下沉盆地的形态往往呈现偏态性,采用该方法对其进行预计偏差较大。针对此问题,建立了工作面随体坐标系和地表直角坐标系,利用随机介质理论在工作面随体坐标系中实现单元开采沉陷影响的叠加积分运算,然后将工作面随体坐标系中地表某点的沉陷影响转换到地表直角坐标系中,最终构建地表直角坐标系下的倾斜煤层开采沉陷偏态预计模型。分析认为,倾斜煤层单元开采引起的地表下沉符合威布尔偏态分布规律,结合实例对预计模型的有效性进行了验证。该模型预计精度随煤层倾角的增加而逐渐降低,研究结果可为相似矿区的沉陷预计提供理论和技术支持。

基于InSAR技术和GS-SVR算法的矿区地表开采沉陷预计

我国西部黄土高原地区土质疏松,沟壑纵横,开采损害特征明显,准确预计开采引起的地表移动和变形趋势有助于为矿区灾害提供预警信息。文中以陕西彬长矿区某工作面为例,利用2007年7月—2008年1月的5幅SAR影像对矿区地面进行监测,将合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术得到的监测成果作为训练样本,与网格搜索算法(GS)优化支持向量机回归(SVR)参数算法结合,对矿区的形变点进行沉降预计。结果表明:InSAR技术获取矿区的沉降量可以满足矿区地表沉陷监测预计,结合GS-SVR预计模型可以实现矿区形变点的沉陷预计,预测精度符合工程的应用需求。

Super Map系统在开采沉陷预计分析中的应用

地理信息系统空间数据的获取、存储、分析、处理和显示等技术,对研究和解决有关开采沉陷的预计分析、变形监测和其防护问题是相当实用和有效的。为了充分利用现有的地理信息系统软件所具有的强大的空间分析和图形显示功能,减少开发开采沉陷预计分析系统软件的工作量和缩短其开发周期,本文首先介绍了SuperMap地理信息系统软件和将其应用到开采沉陷预计分析中的必要性和意义,然后阐述了利用SuperMap和VC++6.0进行无缝结合来实现开采沉陷预计分析系统的开发过程和方法。利用该系统实现了矿区工作面地表移动变形的动态演示、图形的绘制、空间数据的分析和损害等级的评定等。

基于Matlab的开采沉陷预计及可视化研究

以概率积分法为基础,以Matlab软件为开发平台,实现了对任意形状工作面的单点、多点沉陷值计算,移动变形5种曲线、代表沉陷全断面的二维、三维可视化显示和查询等功能,并用实例验证了软件的预计结果,为今后地下开采引起的损害分析提供了更加直观科学的依据。

矿区开采沉陷预计实现与可视化表达

对矿区开采沉陷预计的基本原理和Arc GIS?Engine编程的特点与方法进行阐述。结合概率积分法在矿区开采沉陷预计中的应用,探索矿区开采沉陷预计可视化的表达方法。在矿区沉陷监测数据管理和预计分析系统开发的基础上,应用C#语言进行Arc GIS?Engine组件式编程,实现了矿区开采沉陷预计的功能程序模块。将此功能模块与沉陷监测数据管理模块集成后,提高了工作效率。此方法可为后续软件的设计与开发提供借鉴。

基于概率积分法的矿区地表沉陷预计分析

为了预防矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害,进行必要的沉陷预计工作。以兖州某煤矿10303工作面开采为例,选取适宜本区域的概率积分法作为预计模型,采用该矿地表观测站实测分析得到的岩移参数作为预计参数,进行地表移动变形预计,根据预计结果绘制村庄地表破坏分区图,并根据临界变形值标准划分实际的地表破坏等级范围,为进一步确定开采方案提供参考。

开采沉陷预计与控制仿真试验教学系统

仿真教学是计算机辅助教学的高级阶段。从传统教学的不足与仿真教学的优点入手,针对传统矿山开采沉陷课程教学,以提高教学效果为目的,开发了基于VB的开采沉陷预计与控制仿真试验教学系统,将仿真教学引入到矿山开采沉陷学教学过程中。在论述系统开发原理及功能设计的基础上,详细介绍了系统3大模块——地表移动变形分析模块、动态演示模块及开采沉陷控制技术模块的功能与特点。基于本系统,通过人机交互界面与系统进行交流,可以让学生充分理解并掌握地表及岩层破坏机理,开采沉陷预计、开采沉陷防治等重点内容,从而有效提高教学质量和效果。教学实践表明,将计算机仿真教学纳入到矿山开采沉陷学教学过程中,可以极大地提高学生理解能力,培养学生的学习兴趣。

基于Knothe时间函数和InSAR的煤矿区动态沉陷预计研究

以钱营孜矿区的3212工作面为研究对象,采用基于Knothe时间函数的动态沉陷预计模型进行开采沉陷动态预计。计算了不同时间、不同位置的点的动态下沉值,分别与水准测量成果和D-InSAR监测结果进行了对比分析。实验表明,基于Knothe时间函数的动态沉陷预计模型所得到的结果符合开采沉陷导致的地表沉陷规律;其结果与水准测量成果和D-InSAR监测结果吻合;最大误差不超过0.2m,能够满足动态预计的要求。

山区开采沉陷预计中地表特性参数提取方法研究

在分析当前山区开采沉陷预计的基础上,结合ArcGIS的空间分析及建模工具,研究山区开采沉陷预计中地表特性提取的数据处理流程及关键技术。利用Python语言及ArcPy站点包进行二次开发,实现主要地表特性参数的自动计算。结合具体案例,探讨了该方法的可行性。研究结果表明,该方法有助于快速提取山区开采沉陷预计所需的大量地表特性参数,通过可视化的方式检查结果是否正确,提高了山区开采沉陷预计的效率。

矿山开采沉陷预计空间插值方法分析研究

文章首先对GIS中5种常用的空间插值方法原理进行了详细阐述,采用交叉验证法来对比分析不同插值方法的精度。应用反距离权重法、克里金法、自然邻域法、样条函数法、趋势面法5种常用的空间插值方法对兖矿集团济三煤矿1308工作面开采沉陷预计数据进行插值,对比分析了各种插值方法的精度,并对插值的误差影响因素进行了实验分析。结果表明:5种常用的空间插值方法中,克里金插值和样条函数插值精度最高,自然邻域插值和反距离权重插值精度居中,趋势面插值精度最低;对插值结果造成影响的因素与沉陷预计点的数量和密度有关,沉陷预计点的密度越大、数量越多,空间插值结果的精度就越高。研究成果可为矿山开采沉陷预计插值方法的选取提供借鉴。

粒子群算法在概率积分法沉陷预计模型参数反演中的应用

针对开采沉陷预计模型参数反演所存在的算法复杂、计算量大等缺陷,将粒子群算法引入到概率积分法开采沉陷预计模型参数反演中。研究粒子群算法反演概率积分法预计模型参数的基本原理、编码方法及适应度函数的构造方法,同时结合河北省某煤矿的实测数据,以下沉拟合值与实测值的中误差作为反演精度的评价标准对算法进行实例验证,对提高开采沉陷预计的精度有一定的参考实用价值。