基于BP神经网络对平庄西露天矿煤产量进行预测

1

作者 吕进国 姜箭 《露天采矿技术》 CAS 2008年第B07期46-47,49,共3页

基于经典BP网络的基本原理,利用MATLAB工具箱中的神经网络训练函数,和相关数据建立预测模型,并对平庄西露天矿的年煤产量进行预测,为管理人员提供科学、合理的决策依据。

关键词 BP网络 MATLAB 预测

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迈步式吸能支架-巷道围岩系统动力响应数值分析

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作者 黄爱新 唐治 +3 位作者 吴昊 杨永峰 吕进国 吴志伟 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期73-80,共8页

为防止吸能支架与冲击地压引起的围岩发生共振,提高巷道支护围岩体系的安全性。采用理论分析和数值模拟方法,建立吸能支架-巷道围岩系统模型,考虑初始应力条件,通过在巷道上方施加简谐激励以模拟动载作用,研究在不同动载频率下吸能支架... 为防止吸能支架与冲击地压引起的围岩发生共振,提高巷道支护围岩体系的安全性。采用理论分析和数值模拟方法,建立吸能支架-巷道围岩系统模型,考虑初始应力条件,通过在巷道上方施加简谐激励以模拟动载作用,研究在不同动载频率下吸能支架动力响应规律。研究结果表明:当外界扰动频率接近系统固有频率时,会发生共振现象。动载作用下,吸能支架最大位移发生在顶梁,而顶梁位移分布呈中间大两端小趋势,应力分布呈中间高两边低趋势;靠近顶板和靠近动载源处的围岩的加速度幅值较大。动载频率为吸能支架固有频率时,立柱的振动频率与围岩振动频率相差较小。研究结果为动载作用下巷道围岩控制提供有益参考。 展开更多

关键词 冲击地压 迈步式吸能支架 动载频率 巷道围岩

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正断层上盘开采断层附近应力时空分布数值模拟 被引量：2

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作者 郭长升 王学滨 +3 位作者 薛承宇 张钦杰 吕进国 张智慧 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期61-67,共7页

采动引起的断层错动是诱发矿震和断层冲击矿压的主要原因之一。在现有的数值模拟研究中,断层上测点的数量较少,以致于对断层各处力学状态全貌的了解较为困难。而且,针对煤层应力分布的研究通常仅限于垂直应力(支承压力),而对其它应力尚... 采动引起的断层错动是诱发矿震和断层冲击矿压的主要原因之一。在现有的数值模拟研究中,断层上测点的数量较少,以致于对断层各处力学状态全貌的了解较为困难。而且,针对煤层应力分布的研究通常仅限于垂直应力(支承压力),而对其它应力尚缺乏了解。为研究采动条件下断层附近应力时空分布,采用FLAC^(3D)建立了正断层上盘开采的数值模型。模型中共包括13个岩层和1个45°倾角的正断层,通过计算获得了工作面从断层上盘推进过程中断层各处及附近煤层应力的时空分布规律。监测了断层上盘断层上的22个节点以获取断层各处力学状态全貌。研究发现,在工作面推进过程中,断层上存在1个压紧区及1个或多个松动区;断层上的压紧区较为安全,压紧区上、下方松动区的正应力越来越低,当工作面邻近断层时该区的断层区段多趋于危险,该区范围最大为78 m;断层上盘煤层紧邻工作面煤壁的垂直、水平和切应力峰值分别位于煤壁前方7.5~10.5、10.5~15.5和11.5~12.5 m;断层下盘煤层3种应力最大值均上升或有上升趋势。当工作面煤壁距断层的水平距离由40 m减小至20 m时,断层上盘煤层垂直、水平和切应力受断层影响较显著的区域通常分别在距断层3.5、10.5 m和3.5 m以内。 展开更多

关键词 断层应力 压紧区 松动区 上盘开采 冲击地压

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冲击地压层次化监测及其预警方法的研究与应用 被引量：41

4

作者 吕进国 姜耀东 +2 位作者 赵毅鑫 祝捷 高峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1161-1167,共7页

为能有效地预警冲击地压灾害,总结了冲击地压常用监测方法及其优缺点,指出了目前冲击地压监测所存在的问题,并以其发生机理为基础,建立了冲击地压层次化监测的应用模型,认为采用互补性较强的层次化监测模式,可综合彼此的特点,弥补各自... 为能有效地预警冲击地压灾害,总结了冲击地压常用监测方法及其优缺点,指出了目前冲击地压监测所存在的问题,并以其发生机理为基础,建立了冲击地压层次化监测的应用模型,认为采用互补性较强的层次化监测模式,可综合彼此的特点,弥补各自的不足。结合大同忻州窑煤矿现场实例,认为微震监测技术可在矿井全局范围内实时监测冲击危险区域以及掌握其动态发展情况;通过电磁辐射监测的配合,能动态了解采掘空间近场围岩应力的变化情况,从而确定更小的局部危险区,加上钻屑法的具体地点检测可进一步判定冲击危险程度。并较为全面、深入地研究了微震、电磁辐射及钻屑量预警冲击地压的分析方法。实践证明:具有互补性较强的层次化监测技术能够在空间内形成"全局—区域—局部"的全方位监测,在时间上可达到"实时—连续—动态"的监测目的,能有效预警冲击地压灾害。 展开更多

关键词 冲击地压 层次化监测 预警 微震 危险区域 电磁辐射 钻屑法

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基于稳健模拟退火-单纯形混合算法的微震定位研究 被引量：27

5

作者 吕进国 姜耀东 +3 位作者 赵毅鑫 祝捷 王欣 陶磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2195-2203,共9页

为提高矿井微震的定位精度,通过模拟试验对比分析常规定位及新方法在定位求解中的适用范围及优缺点,研究反演未知变量数目、检波器的密度、波速等对各自定位方法的影响。基于单纯形法的优点,并结合模拟退火法的全局收敛性,提出采用稳健... 为提高矿井微震的定位精度,通过模拟试验对比分析常规定位及新方法在定位求解中的适用范围及优缺点,研究反演未知变量数目、检波器的密度、波速等对各自定位方法的影响。基于单纯形法的优点,并结合模拟退火法的全局收敛性,提出采用稳健的模拟退火-单纯形法进行微震定位。研究发现,该方法不必直接搜索发震时刻,只需通过稳健方法预先估算,利用较少的检波器就可进行微震定位,且基本不受初始波速影响,从而大大减少搜索步数,有效地提高定位精度及收敛速度。以柿竹园矿人工爆破定位测试试验为例,重点分析比较模拟退火-单纯形法、稳健模拟退火-单纯形法及其他定位方法的空间绝对距离及目标函数误差,认为检波器数量较多且可获得理想的P波信息时,应用非线性最小二乘法能求出可信的结果;其余定位方法的三维定位误差及目标函数误差相差不大,但稳健模拟退火-单纯形法目标函数误差最小,稳定性最高,可在矿井微震定位中推广使用。 展开更多

关键词 微震 三维定位 非线性最小二乘 单纯形 模拟退火 稳健估计

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深部开采逆断层对冲击地压的诱导机制 被引量：24

6

作者 吕进国 王涛 +2 位作者 丁维波 潘一山 南存全 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期405-416,共12页

基于逆断层形成机制,理论分析了逆断层周围的地应力环境,并以义马F16逆冲断层为工程背景,建立了其圆弧形态断层面的简化力学模型,得到了临近断层带两盘一定范围的应力分布特征;通过相似模拟实验观测了断层活化-失稳阶段对工作面冲击的... 基于逆断层形成机制,理论分析了逆断层周围的地应力环境,并以义马F16逆冲断层为工程背景,建立了其圆弧形态断层面的简化力学模型,得到了临近断层带两盘一定范围的应力分布特征;通过相似模拟实验观测了断层活化-失稳阶段对工作面冲击的物理过程,研究了冲击前后断层滑移与煤层应力变化规律;应用三维精细化数值模拟技术并结合现场实践,分析了临近F16逆冲断层典型冲击地压案例,揭示其发生的受力特征。综上研究表明:当上覆坚硬岩层阻挡软弱煤岩体沿断层面向上逆冲滑动时,临近断层带的坚硬煤岩体会产生应力集中,并在断层两盘一定范围内出现应力升高;临近断层回采过程中煤体所受的超前支承压力、断层支承压力、两盘失稳滑落对煤体冲击以及断层突然失稳破坏所产生的高能应力波会随着工作面与断层距离不同而产生不同的作用效果,按其一种或几种的叠加作用效果将逆断层诱发的冲击地压分为构造应力模式、断层活化模式与断层失稳滑动模式。从逆断层带地应力环境、采动影响下临近断层煤体受力特征与采动影响下断层活化-失稳滑动对工作面动载冲击效应方面,系统地揭示了逆断层对冲击地压的诱导机制,为逆断层诱发的冲击地压预警与防治提供参考。 展开更多

关键词 冲击地压 逆断层 失稳滑动 断层支承压力 叠加作用

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深部逆断层圆弧形断面诱发煤岩动力灾害的力学分析 被引量：5

7

作者 吕进国 姜耀东 +2 位作者 南存全 崔乃鑫 王凯兴 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期113-119,共7页

为了探索逆断层附近易于发生煤岩动力灾害的力学机制,构建了由构造应力为主导的圆弧形断层面简化力学模型,得到了构造应力以及由其引起附加垂直应力的分布规律,进而建立了断层上盘逆冲滑动临界角度的数学模型。研究表明:水平构造应力与... 为了探索逆断层附近易于发生煤岩动力灾害的力学机制,构建了由构造应力为主导的圆弧形断层面简化力学模型,得到了构造应力以及由其引起附加垂直应力的分布规律,进而建立了断层上盘逆冲滑动临界角度的数学模型。研究表明:水平构造应力与附加垂直应力随着断层倾角的增大而增大,当断层倾角接近90°时,附加垂直应力突然增大且其值数倍高于水平构造应力;基于逆断层滑动的力学分析,理论计算了煤层沿断层逆冲滑动的临界角度,这将对煤岩动力灾害的危险性预测有一定的参考意义。 展开更多

关键词 逆断层 圆弧形断面 动力灾害 附加垂直应力 构造应力 逆冲滑动

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高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究 被引量：25

8

作者 吕进国 李守国 +2 位作者 赵洪瑞 谯永刚 唐治 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1115-1128,共14页

为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸... 为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围。研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的。 展开更多

关键词 高压空气爆破 卸压增透 高地应力 钻孔瓦斯流量 瓦斯抽采量 透气性系数

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微震预警冲击地压的时间序列方法 被引量：30

9

作者 吕进国 潘立 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2002-2005,共4页

基于工作面微震事件释能规律的统计分析,研究了微震能量随时间推移而变化的趋势,认为高能量微震事件是冲击地压发生的必要条件。以大同忻州窑煤矿为例,采用时间序列模型中的ARIMA季节性模型和门限自回归模型分别对未来微震事件释放能量... 基于工作面微震事件释能规律的统计分析,研究了微震能量随时间推移而变化的趋势,认为高能量微震事件是冲击地压发生的必要条件。以大同忻州窑煤矿为例,采用时间序列模型中的ARIMA季节性模型和门限自回归模型分别对未来微震事件释放能量进行预测,比较了两种方法的优缺点及适用条件;构建了微震能量方差变化的特征函数,基于此特征函数提出了冲击危险模式的识别方法。研究表明:周期性较为明显的高能量微震事件,ARIMA季节性模型能有效地预测未来微震释能趋势,而门限自回归模型适用于预测高能微震周期性非显著的释能趋势;微震能量方差变化特征函数判别准则能够对冲击地压进行有效预警。 展开更多

关键词 微震 冲击地压 时间序列 门限自回归模型 特征函数

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煤体单轴压缩感应电荷时频演化规律与失稳破坏电荷评价指标 被引量：6

10

作者 吕进国 张建卓 +3 位作者 丁鑫 潘一山 唐治 王学滨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2074-2086,共13页

为了有效预测预报煤岩破坏所引起的动力灾害,介绍了受载煤体变形破坏电荷产生机理与感应电荷监测原理,开展了煤体单轴压缩过程感应电荷监测实验,采用基于假设原理的Lilliefors检验方法研究了有效电荷产生的初始时刻,获得了煤体破坏演化... 为了有效预测预报煤岩破坏所引起的动力灾害,介绍了受载煤体变形破坏电荷产生机理与感应电荷监测原理,开展了煤体单轴压缩过程感应电荷监测实验,采用基于假设原理的Lilliefors检验方法研究了有效电荷产生的初始时刻,获得了煤体破坏演化过程的应力与感应电荷的时序共性特征;研究了加载前期与破坏后期电荷信号的频域特征,设计了基于FIR方法的低通滤波器,得到了滤波后的有效电荷信号;基于煤体破坏演化过程的电荷时频特征,构建了失稳破坏电荷评价指标;开展了井下有、无动力显现的电荷监测试验,使用研发的本质安全型电荷监测仪验证了监测动力破坏现象的有效性。综上研究结果表明:Lilliefors检验方法能够判识煤体加载初期所产生的有效电荷信号,得到了压密阶段基本为白噪声信号,弹性阶段会产生不易识别的、少量的、且与白噪声混合的低幅值有效电荷信号,弹塑性过渡阶段会产生易于辨识、幅值相对增大且连续性较差的电荷信号,塑性阶段与破坏阶段的有效电荷信号随应力降次数增多而增多,随应力降幅度增大而增大,两阶段的电荷信号波动幅度较为剧烈,高幅值电荷信号连续性较强;通过时频变换,得到电荷信号白噪声主频不小于50Hz,煤体破裂所产生的电荷信号主频不超过15Hz,设计的FIR低通滤波器可有效降低噪声信号,能保留高幅值与高波动性的电荷信号;建立的电荷累积量、平均电荷强度、电荷变异系数3种评价指标,它们均能良好地反映出煤体的破裂状态,平均电荷强度还可反映出煤岩体的应力水平,变异系数能更加准确地识别煤体进入加速破坏阶段的前兆点;在采动影响下现场各测点的电荷变异系数与平均电荷强度明显比无采动影响的数值更大,电荷变异系数随着远离工作面而逐渐减小,平均电荷强度在超前工作面支承压力峰值影响范围内达到最大值,说明电荷法能够有效监测巷道的动力破坏情况,可为煤矿动力灾害预警提供一种新的监测手段。 展开更多

关键词 感应电荷 时频特征 失稳破坏 评价指标

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煤体破坏过程感应电荷再认识与井下应用实践 被引量：2

11

作者 吕进国 彭意胜 +5 位作者 唐治 赵洪瑞 王学滨 王子琪 包鑫阳 符辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1547-1558,共12页

为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论,以单轴压缩试验为基础,再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素,提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理;分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素,研究了感应电... 为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论,以单轴压缩试验为基础,再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素,提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理;分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素,研究了感应电荷与煤体应力、应变能与变形破坏之间的定性关系,建立了受载煤体与感应电荷信号的损伤统计关系,分析了感应电荷与煤体能量的演化特征,进而提出了煤体应力与感应电荷的量化关系;研发了适用于井下复杂条件下煤岩电荷监测装备,在辽宁红阳三矿与河南平顶山十一矿开展了应用实践,分析了感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及巷道变形的相关性。结果表明:高幅值感应电荷信号产生的主因不是煤体的压电效应,而是煤体裂纹扩展、破裂面滑移摩擦与带电煤屑弹射的综合作用,特别是带电煤屑弹射到传感器时,感应电荷信号幅值将会突增;感应电荷信号以低频为主,干扰信号主频与外部供电网络谐波频率一致,但不同煤体的感应电荷信号主频分布范围存在差异;感应电荷强度与应力大小关系非直接相关,与应力非线性变化程度直接相关,特别是与应力降幅度呈正相关关系;感应电荷强度可直接反映煤体破坏程度,也可通过分析外载环境以及感应电荷信号和煤体损伤的统计关系,间接估算煤体应力;感应电荷强度与煤体弹性应变能存储量关系不显著,而与应变能耗散和释放量显著相关,即煤体破坏过程中耗散与释放能量越多,感应电荷强度越高。回采工作面支承压力影响区、高能微震频发区与巷道变形破坏严重区的感应电荷强度较高,说明感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及围岩变形具有良好相关性,可适用于井下动力灾害、采场来压与围岩稳定的监测预警。 展开更多

关键词 感应电荷 动力破坏 应变能 应力非线性变化 监测预警

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采动影响下逆断层特征参数对断层活化的作用规律 被引量：21

12

作者 徐晓惠 吕进国 +2 位作者 刘闯 白润才 李胜 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期107-115,共9页

笔者分析了采动影响下断层滑移的主要影响因素,以数值模拟为研究手段,利用FLAC3D建立了逆断层简化模型,分析了不同断层倾角、不同落差及采掘工作面与断层不同距离的断层带附近煤岩体弹性能、断层面正应力与剪应力、断层滑移量的变化规律... 笔者分析了采动影响下断层滑移的主要影响因素,以数值模拟为研究手段,利用FLAC3D建立了逆断层简化模型,分析了不同断层倾角、不同落差及采掘工作面与断层不同距离的断层带附近煤岩体弹性能、断层面正应力与剪应力、断层滑移量的变化规律,从而揭示了采动影响下逆断层特征参数对断层活化的基本作用规律。研究结果表明:上盘或下盘开采,断层带附近煤岩体弹性能集中程度随工作面与断层距离的增大而降低,随断层倾角及落差的增加而增大,但下盘开采对断层带的能量集中程度较上盘高。下盘开采时剪应力较上盘显著增加,但正应力变化较小,易于断层活化。上盘或下盘开采,随工作面与断层距离的增加,断层滑移量减小。上盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量增加;随断层落差增大,断层滑移量减小。下盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量减小;随断层落差的增大,断层滑移量增加。 展开更多

关键词 逆断层 断层活化 断层倾角 断层落差 特征参数 弹性能 正应力 剪应力 滑移量

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高压空气爆破低透气性煤层增透技术应用研究 被引量：12

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作者 李守国 吕进国 +1 位作者 贾宝山 王永保 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期119-125,共7页

针对低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,依据爆破理论,提出高压空气爆破冲击煤体技术,通过改变煤体的渗透性系数以提高煤层瓦斯抽采率。研制高压空气爆破成套装备,在淮南丁集煤矿实施井下高压空气爆破煤层试验,对比爆破孔瓦斯流量变化,分... 针对低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,依据爆破理论,提出高压空气爆破冲击煤体技术,通过改变煤体的渗透性系数以提高煤层瓦斯抽采率。研制高压空气爆破成套装备,在淮南丁集煤矿实施井下高压空气爆破煤层试验,对比爆破孔瓦斯流量变化,分析增透效果。地面爆破试验结果显示:煤体试件被破坏,爆破区域内的裂缝增多,相互贯穿至样品表面,渗透性系数改变巨大。井下煤层爆破试验结果显示:试验煤层透气性得到较大改善,观测孔的瓦斯涌出量与抽采量均明显增加,部分孔的瓦斯流量增幅达55.56%,抽采瓦斯纯量最大提高了400.65%。 展开更多

关键词 高压空气爆破 增透 渗透性系数 衰减系数 抽采

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基于三维地质实体模型生成地质剖面图的应用 被引量：12

14

作者 刘光伟 白润才 +1 位作者 吕进国 赵浩 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第4期557-559,共3页

为了减少地质工程技术人员手工描绘剖面图,并能直接反映区域构造特征、煤层赋存情况以及地质体的空间特征,提出了一种在AutoCAD平台下基于三维地质实体模型进行任意剖切实体并生成地质剖面图的方法。此方法生成的地质剖面图更加准确、... 为了减少地质工程技术人员手工描绘剖面图,并能直接反映区域构造特征、煤层赋存情况以及地质体的空间特征,提出了一种在AutoCAD平台下基于三维地质实体模型进行任意剖切实体并生成地质剖面图的方法。此方法生成的地质剖面图更加准确、快捷真实地反映了矿床的基本特征,为分析地质构造,编制其他地质图件,进行采掘设计等提供基础依据。 展开更多

关键词 地质剖面图 矿床 实体模型 地质图件

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露天边帮煤井工长壁综放开采工作面顶板压力计算 被引量：10

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作者 南存全 王礼江 +1 位作者 吕进国 于永江 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1753-1763,共11页

受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的... 受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的顶板覆岩结构特点和应力场环境进行理论和实验研究。以黑岱沟露天矿一采区西帮和南帮煤为研究对象,分析其边帮煤层顶板覆岩结构特点。对于经过内排回填,且剥离较多的低台阶处煤层仅保留较薄且强度较低的基岩顶板,其上覆盖厚层的松散排土。这种软弱薄基岩厚松散覆盖层的顶板本质上不存在关键层,露天矿台阶下保留的软弱薄基岩仅仅作为井工长壁工作面的直接顶提供有限的保护作用。由于厚层的松散排土载荷作用,软弱薄基岩的破碎也较为严重。按照传统的矿山压力理论,这种不存在关键层的软弱薄基岩厚覆盖层的顶板压力应当按照支架上方全部岩层重量进行计算。然而,根据相似材料实验结果显示,支架实际受压比其上方岩层重量小得多。实验证明在没有关键层的顶板岩层中仍然存在某种保护结构。根据实验观察和矿山压力理论分析,结合放矿理论,提出了软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型。在露天矿边帮下煤层还存在另一种未进行内排回填的薄基岩无覆盖层的顶板覆岩类型。对于这种顶板覆岩类型,提出了薄基岩无覆盖层的台阶式悬臂梁结构和直接顶自承能力的混合力学模型。本文总结了露天矿边帮煤层3种顶板覆岩类型,推导建立了露天边帮煤井工长壁开采工作面3种顶板结构条件下的顶板压力计算解析公式。按照软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型计算的顶板压力与相似材料实验结果相吻合。考虑了直接顶自承能力计算的顶板压力比传统不考虑直接顶自承能力的顶板压力小约14%。采用实验和理论分析方法,对露天边帮煤井工长壁工作面开采过程顶板垮落、覆岩活动,顶板压力计算等矿山压力问题进行了系统研究。 展开更多

关键词 露天矿边帮煤 井工开采 长壁综采放顶煤采煤法 顶板压力计算

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采动影响下煤厚变异区超前支承压力变化规律的数值模拟 被引量：10

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作者 南存全 丁维波 +2 位作者 吕进国 任超鹏 武小慧 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2200-2204,共5页

大量工程实践表明在煤厚变异区及其周围极易出现煤与瓦斯突出和冲击地压等复杂的矿山压力现象。以数值模拟为研究手段,分析了不同煤厚变异区的宽度、煤厚变异程度及采煤工作面分别从厚煤区和薄煤区向煤厚变异区推进的过程,受采煤工作面... 大量工程实践表明在煤厚变异区及其周围极易出现煤与瓦斯突出和冲击地压等复杂的矿山压力现象。以数值模拟为研究手段,分析了不同煤厚变异区的宽度、煤厚变异程度及采煤工作面分别从厚煤区和薄煤区向煤厚变异区推进的过程,受采煤工作面超前支承压力影响的煤厚变异区及其周围应力分布特征;研究了采动影响下,煤厚变异区及其工作面超前支承压力集中现象和应力分布的规律;揭示了采动影响下煤厚变异区支承压力的转移机制。结果表明:煤厚变异区变薄点比变厚点的原岩应力大,煤厚变化梯度K越大,煤厚变异区应力梯度就越大,应力集中的程度就越高;当工作面接近煤厚变异区时,煤厚变异区对工作面超前支承压力分布特征的影响显著。工作面在厚煤区回采向煤厚变异区推进时,超前支承压力呈"双峰值"分布,而工作面在薄煤区回采向煤厚变异区推进时,超前支承压力呈"单峰值"分布。由于煤岩弹性模量存在差异,工作面回采至煤厚变异区时超前支承压力会向煤厚变薄点转移;相比采煤工作面在厚煤区回采向煤厚变异区推进,从薄煤区向煤厚变异区推进时的工作面超前支承压力集中程度更强烈。 展开更多

关键词 安全工程 煤厚变异区 应力分布规律 矿山动力灾害 数值模拟

原文传递

基于BP神经网络构建矿床地质模型的估值方法 被引量：3

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作者 陈虎维 吕进国 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第4期537-540,共4页

为了解决数字化空间三维模型中数据样本点不足的问题,采用经典BP网络的基本原理,研究了地质变量与其影响因素之间的非线性映像关系,并建立了地质变量参数估值计算神经网络模型的基本结构,从而提出了基于人工神经网络原理建立地质模型的... 为了解决数字化空间三维模型中数据样本点不足的问题,采用经典BP网络的基本原理,研究了地质变量与其影响因素之间的非线性映像关系,并建立了地质变量参数估值计算神经网络模型的基本结构,从而提出了基于人工神经网络原理建立地质模型的估值方法。结果表明:该方法能较好的决绝地质矿床的各向异性、非线性等问题,弥补了传统估值方法的不足,为地质建模的插值计算提供了理论工具,具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 BP网络 MATLAB 地质模型

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不同轴压/侧压下逐步开挖马蹄形巷道围岩分区破裂化数值模拟 被引量：5

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作者 王学滨 马冰 +1 位作者 张智慧 吕进国 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期827-834,共8页

基于空间局部化视角研究分区破裂化的发生机制。采用三维非均质应变软化模型,在逐步开挖和不同轴压与侧压之比条件下研究了马蹄形(U形)巷道围岩不同剖面和测线上剪切应变增量的分布特征。结果表明:U形巷道围岩的分区破裂化呈圆环形;分... 基于空间局部化视角研究分区破裂化的发生机制。采用三维非均质应变软化模型,在逐步开挖和不同轴压与侧压之比条件下研究了马蹄形(U形)巷道围岩不同剖面和测线上剪切应变增量的分布特征。结果表明:U形巷道围岩的分区破裂化呈圆环形;分区破裂化可出在现掌子面的前、后方;在掌子面前方,随着远离掌子面,分区破裂化有所减弱,直至消失;轴压与侧压之比越大,分区破裂化越明显;在垂直于巷道轴线的不同平面上,分区破裂化有所不同,这与不同剪切带的特征不同及发育不同有关;共轭剪切带的出现,会使分区破裂化变得复杂。启动于巷道表面的空间圆锥剪切面的充分发展产生了分区破裂化。 展开更多

关键词 分区破裂化 三维模型 非均质应变软化 轴压 侧压 逐步开挖 马蹄形巷道 数值模拟

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巨厚坚硬顶板条件下断层诱冲特征及机制 被引量：60

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作者 吕进国 姜耀东 +3 位作者 李守国 任苏迪 姜文忠 张占存 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1961-1969,共9页

为了揭示巨厚坚硬顶板条件下断层诱发冲击地压的前兆特征及诱冲机制,基于义马跃进煤矿25110工作面为研究对象,对某段时间内冲击现象的发生规律进行了归纳分析,针对断层诱发冲击地压的典型案例,结合微震监测数据,分析了冲击地压发生前的... 为了揭示巨厚坚硬顶板条件下断层诱发冲击地压的前兆特征及诱冲机制,基于义马跃进煤矿25110工作面为研究对象,对某段时间内冲击现象的发生规律进行了归纳分析,针对断层诱发冲击地压的典型案例,结合微震监测数据,分析了冲击地压发生前的微震能量与频次及微震活动的时空规律,并采用数值模拟研究了采动影响下断层带附近应力场的分布特征,从地质构造、微震活动、应力场3个方面讨论了该工作面冲击地压发生的原因及机制。研究表明:巨厚坚硬顶板被F16逆断层及两正断层切割,易造成顶板大面积运动,为冲击地压的发生提供了动载条件;工作面发生冲击前微震能量与频次下降,断层带附近区域微震活动减少,有明显"缺震"现象,为冲击地压的发生积聚了能量;受采动、断层及相邻工作面采空区影响,25110工作面形成了高强度支承压力,断层带至下巷附近应力高度集中,尤其下巷底板存在较高的水平应力,为冲击地压的发生提供了力源条件。 展开更多

关键词 巨厚坚硬顶板 断层 微震 冲击地压 应力场

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基于模糊聚类评价边坡稳定性

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作者 吕世军 吕进国 《露天采矿技术》 CAS 2008年第B07期10-11,共2页

根据影响突出的各因素指标资料来判断边坡具有突出危险性的强弱并进行分类。以平庄西露天矿边坡为工程实例,进行模糊聚类综合评价边坡的稳定性,为决策者提供合理的科学依据。

关键词 模糊聚类 边坡稳定性

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