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采动覆岩裂隙演化的光纤监测耦合性及分带表征 被引量：1
1
作者 刘奇 牛家宝 +2 位作者 李青海 赵金海 訾建潇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1345-1357,共13页
分布式光纤感测作为科学认识采动覆岩动态演变规律的重要工具,其监测数据的准确性主要取决于光纤-岩体的耦合关系。选择神东某矿作为研究对象,将分布式光纤感测技术应用于相似模拟实验,结合光纤-岩体耦合关系,探究采动覆岩垂直分带时空... 分布式光纤感测作为科学认识采动覆岩动态演变规律的重要工具,其监测数据的准确性主要取决于光纤-岩体的耦合关系。选择神东某矿作为研究对象,将分布式光纤感测技术应用于相似模拟实验,结合光纤-岩体耦合关系,探究采动覆岩垂直分带时空演化特征与光纤应变数据峰值点位置的内在联系。针对以往研究中光纤应变数据容易受光纤-岩体耦合关系影响,从而导致测试结果出现误差的问题,提出用岩体裂隙率表征光纤-岩体耦合关系的新方法。通过光纤-岩体耦合关系试验,得到光纤-岩体应变传递系数与岩体裂隙率之间呈线性函数关系,并采用二值化方法处理模型图像获取各区域裂隙变化量,分区域地计算出采动覆岩直埋光纤的应变传递系数,为进一步探究光纤应变数据峰值与采动覆岩垂直分带特征之间的关系提供了支撑。研究表明:光纤应变峰值点位置能用于关键层下方离层以及覆岩分带表征,利用构建的关键层下方离层及覆岩分带表征模型,结合峰值检测算法,得到关键层的位置分别为44、68、107 cm,以及垮落带、导水裂隙带发育高度分别为35、68 cm,算法识别结果与理论计算数值吻合,符合神东某矿的实际情况。 展开更多
关键词 采动覆岩 导水裂隙 关键层 光纤传感 耦合性
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断层防治水评价及煤柱“三区”转换研究
2
作者 訾建潇 韩腾腾 董绪峰 《山东煤炭科技》 2024年第5期157-161,共5页
梁宝寺煤矿3500轨道上山巷掘进过断层,为了安全掘进需要对DF315断层区域进行富水性探查及防治水评价,通过物探、钻探及对巷道顶板、底板三灰、十下灰、奥灰等含水层进行安全评价,将DF315防治水煤柱转换为缓采区。物探、钻探及安全评价... 梁宝寺煤矿3500轨道上山巷掘进过断层,为了安全掘进需要对DF315断层区域进行富水性探查及防治水评价,通过物探、钻探及对巷道顶板、底板三灰、十下灰、奥灰等含水层进行安全评价,将DF315防治水煤柱转换为缓采区。物探、钻探及安全评价的结果:DF315断层周围富水性弱且断层不导(含)水,正常情况不存在断层沟通含水层水害风险;底板三灰、十下灰、奥灰等含水层的实际隔水层厚度都大于安全隔水层厚度,巷道顶板45 m范围内无含水层,则巷道掘进过程中不会受到上述含水层水害威胁。根据“三区”管理规定DF315断层煤柱可由禁采区转换为缓采区,3500轨道上山巷掘进中不受顶板及底板含水层水害威胁,可安全快速地通过DF315断层。 展开更多
关键词 断层煤柱 防治水评价 禁采区 缓采区
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SMOGN过采样下导水裂隙带高度的MPSO-BP预测模型
3
作者 刘奇 梁智昊 訾建潇 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期72-85,共14页
【目的】导水裂隙带高度是顶板(涌)突水、地下水资源流失的重要影响因素之一,是矿井防治水研究的重点。【方法】为了准确地预测煤层顶板导水裂隙带高度,选取开采深度、采高、煤层倾角、工作面斜长、硬岩岩性比例系数和开采方法作为导水... 【目的】导水裂隙带高度是顶板(涌)突水、地下水资源流失的重要影响因素之一,是矿井防治水研究的重点。【方法】为了准确地预测煤层顶板导水裂隙带高度,选取开采深度、采高、煤层倾角、工作面斜长、硬岩岩性比例系数和开采方法作为导水裂隙带高度的主要影响因素,搜集200例导水裂隙带高度实测样本作为模型数据集。首先,采用自适应高斯噪声过采样方法(synthetic minority over-sampling technique for regression with Gaussian noise,SMOGN)对原始数据集进行过采样,结合8折交叉验证,将平均绝对误差(EMA)、均方根误差(ERMS)和决定系数(R2)作为回归模型评价指标,确定最优的BP神经网络结构,然后采用变异粒子群优化算法(mutation particle swarm optimization,MPSO),对神经网络的初始权值和阈值进行优化,最后将优化后的预测模型进行工程现场应用。【结果和结论】结果表明:该数据集下,BP神经网络采用Huber loss和Adam一阶优化算法,训练速度和稳定性均得到提升,最优激活函数为Tanh,最优隐藏层节点数为12。当MPSO种群数量为50时,模型性能最好,经过SMOGN过采样和MPSO超参数优化,最终训练集的EMA为0.163,ERMS为0.216,R2为0.948,验证集的EMA为0.260,ERMS为0.341,R2为0.901。在现场应用中模型预测的相对误差均在9%以下。结果表明结合SMOGN技术和MPSO超参数优化技术,显著提高了模型的稳定性和泛化性能,改善了样本分布特征,提高了样本利用效率和模型预测效果,对导水裂隙带高度模型的训练和预测具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 煤矿防治水 回归过采样 导水裂隙带 高度预测 变异粒子群算法 模型优化
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掘进巷道直流电法四极装置超前探测的模拟及应用研究
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作者 高卫富 王立栋 +3 位作者 訾建潇 韩腾腾 郭玉成 王乃军 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期412-420,共9页
为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探测中的效果,本文以矿井直流电法超前探测原理为基础,通过分析COMSOL Multiphysics点电源正演模型模拟值与理论值的误差,验证了COMSOL Multiphysics研究直流电法超前探测的可靠性与可行性;建... 为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探测中的效果,本文以矿井直流电法超前探测原理为基础,通过分析COMSOL Multiphysics点电源正演模型模拟值与理论值的误差,验证了COMSOL Multiphysics研究直流电法超前探测的可靠性与可行性;建立巷道超前探测三维地电模型,通过正演模拟,分析了巷道空腔对数据的影响,对比了二极、三极装置与四极装置的探测效果及对不同距离低阻体的响应特征;基于相似性原理构建物理模拟实验,绘制了超前探测视电阻率等值线图,研究了四极装置对迎头前方不同形状、距离异常体的实际探测效果.研究结果表明:直流电法四极装置能够对迎头前方低阻体产生异常响应,探测数据剔除巷道空腔影响后,能够精准识别出异常体的横向位置;并且相较于板状异常体,四极装置对球状异常体的超前探测效果更好.通过将直流电法四极装置超前探测应用于工程实例中,经钻探验证与探测效果一致,说明该技术具有很强的实用性和推广性. 展开更多
关键词 巷道超前勘探 直流电法四极装置 正演模拟 物理模拟 异常响应
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