本文關(guān)鍵詞：厚煤層舊采區(qū)復(fù)采礦壓規(guī)律及其應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 厚煤層舊采區(qū) 復(fù)采 礦壓規(guī)律 數(shù)值模擬 V-SVR(支持向量機(jī))

【摘要】：我國(guó)厚煤層經(jīng)過“挖頂棄底”等落后采煤方法后,形成了厚煤層舊采區(qū),其中賦存有大量的殘留煤柱等遺棄的煤炭資源有待回收利用,因此,從理論和實(shí)踐方面研究殘煤資源賦存條件、礦壓規(guī)律及其應(yīng)用研究,這對(duì)類似條件下的殘煤復(fù)采實(shí)踐具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。主要成果表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：(1)采用相似模擬和數(shù)值模擬方法研究了不同跨度殘留空區(qū)頂板垮塌、不同寬度殘留煤柱頂板應(yīng)力以及向底板煤巖體傳力影響角和影響深度,可推測(cè)出支承壓力影響范圍約為13m左右,塑性區(qū)寬度為4-5m；寬度大于5m的煤柱向底板傳遞應(yīng)力隨著煤柱寬度的增加逐漸增大,以等值線圖中應(yīng)力集中系數(shù)為1的等值線在煤柱邊緣處做切線可得該條件下煤柱應(yīng)力傳遞影響角6。(2)按照跨煤柱復(fù)采工作面存在的四種支架與圍巖的相對(duì)關(guān)系,提出了厚煤層采區(qū)復(fù)采工作面支架初撐力和工作阻力在過煤柱和過空區(qū)兩種狀態(tài)下計(jì)算公式：①復(fù)采工作面支架初撐力在殘留煤柱下可參考下式來計(jì)算確定：P0=(LC+LD)·hz·γz·LR②復(fù)采工作面支架工作阻力在殘留煤柱下參考下式計(jì)算確定：取P1g與P1l中的較大值作為此條件下支架工作阻力值。③復(fù)采工作面支架初撐力在殘留空區(qū)下可參考下式來計(jì)算確定：④復(fù)采工作面支架工作阻力在殘留空區(qū)下可參考下式來計(jì)算確定：此條件下支架工作阻力值落于P2K-P2s范圍內(nèi),由于殘留空區(qū)大多為垮落狀態(tài),故其工作阻力值多數(shù)偏P2s的計(jì)算值。(3)采用"V-SVR"(支持向量機(jī))方法預(yù)測(cè)了支架工作阻力。對(duì)支架整架工作阻力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,剔除推進(jìn)距離相近礦壓數(shù)據(jù),選擇6個(gè)支架的樣本數(shù)據(jù),進(jìn)行歸一化處理后轉(zhuǎn)化到區(qū)間[0,1],再選擇最后3個(gè)樣板數(shù)據(jù)為測(cè)試樣板,其他為訓(xùn)練樣板。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示6個(gè)支架整架阻力預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間的相對(duì)誤差絕對(duì)值最大值為15.4%,平均值為6.4%,顯然,預(yù)測(cè)值與實(shí)際檢測(cè)值基本一致。因而采用V-SVR進(jìn)行預(yù)測(cè)殘煤復(fù)采工作面礦壓,可作為指導(dǎo)井下開采工作的依據(jù)。將上述主要成果在山西華晉焦煤韓咀煤業(yè)有限公司的2107工作面進(jìn)行了驗(yàn)證性研究,均取得了滿意的效果。
【關(guān)鍵詞】：厚煤層舊采區(qū) 復(fù)采 礦壓規(guī)律 數(shù)值模擬 V-SVR(支持向量機(jī))
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD323
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 殘煤復(fù)采相關(guān)理論與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 殘留煤柱穩(wěn)定性和向底板壓力傳遞的研究情況12-13
• 1.2.2 圍巖控制研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 厚煤層舊采區(qū)殘煤復(fù)采技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀15-17
• 1.3 厚煤層殘煤成因與復(fù)采類型分析17-19
• 1.3.1 厚煤層舊采區(qū)殘煤成因分析17-18
• 1.3.2 殘煤復(fù)采類型分析18-19
• 1.4 厚煤層舊采區(qū)殘煤復(fù)采需解決的問題19-21
• 1.5 研究?jī)?nèi)容與方法21-23
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.2 研究方法22-23
• 第二章 厚煤層舊采區(qū)煤柱穩(wěn)定性及應(yīng)力傳遞分析23-50
• 2.1 概述23
• 2.2 殘留煤柱穩(wěn)定性的理論分析23-28
• 2.2.1 煤柱的載荷23-24
• 2.2.2 舊采區(qū)煤柱的應(yīng)力分布24-26
• 2.2.3 煤柱的穩(wěn)定性分析26-28
• 2.3 殘留煤柱集中應(yīng)力在復(fù)采底煤中的傳遞分析28-33
• 2.3.1 殘留煤柱底板任一點(diǎn)的應(yīng)力值28-30
• 2.3.2 殘留煤柱底板破壞深度力學(xué)分析30-32
• 2.3.3 殘留煤柱底板傳遞應(yīng)力大小分析32-33
• 2.4 殘留采空區(qū)覆巖穩(wěn)定性分析33-36
• 2.4.1 覆巖斷裂垮距理論分析33-34
• 2.4.2 非連續(xù)殘留煤巖體運(yùn)移相似模擬實(shí)驗(yàn)分析34-36
• 2.5 影響殘留煤柱穩(wěn)定性因素的數(shù)值模擬分析36-47
• 2.5.1 不同跨度殘留采空區(qū)頂板變形數(shù)值模擬分析37-41
• 2.5.2 殘留煤柱向底板應(yīng)力傳遞分布規(guī)律數(shù)值模擬分析41-47
• 2.6 本章小結(jié)47-50
• 第三章 厚煤層舊采區(qū)工作面開采參數(shù)的分析50-83
• 3.1 厚煤層舊采區(qū)復(fù)采過程概述50-55
• 3.1.1 舊采區(qū)壁式復(fù)采過程相似模擬試驗(yàn)50-53
• 3.1.2 舊采區(qū)壁式工作面復(fù)采過程數(shù)值模擬研究53-55
• 3.2 實(shí)體煤柱下復(fù)采工作面頂板應(yīng)力及合理采高的研究55-70
• 3.2.1 實(shí)體煤柱下復(fù)采工作面頂板應(yīng)力的理論分析55-57
• 3.2.2 實(shí)體煤柱下復(fù)采工作面采高數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果分析57-70
• 3.3 殘留采空區(qū)下復(fù)采工作面頂板應(yīng)力及合理采高的研究70-80
• 3.3.1 殘留采空區(qū)下復(fù)采工作面頂板應(yīng)力的理論分析70-72
• 3.3.2 完全空區(qū)下復(fù)采工作面合理采高數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析72-74
• 3.3.3 未充分垮落空區(qū)下復(fù)采工作面合理采高數(shù)值計(jì)算結(jié)果研究74-77
• 3.3.4 充分垮落空區(qū)下復(fù)采工作面合理采高數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析77-80
• 3.4 復(fù)采工作面循環(huán)進(jìn)度的確定80
• 3.5 工作面推進(jìn)方向分析80-81
• 3.6 本章小結(jié)81-83
• 第四章 厚煤層舊采區(qū)復(fù)采工作面支架合理參數(shù)研究83-105
• 4.1 概述83-84
• 4.2 殘留煤柱下復(fù)采工作面支架的合理參數(shù)研究84-85
• 4.2.1 煤柱下復(fù)采工作面支架的初撐力分析84
• 4.2.2 煤柱下殘煤復(fù)采工作面支架的工作阻力84-85
• 4.3 殘留采空區(qū)下厚煤層復(fù)采工作面支架合理參數(shù)85-89
• 4.3.1 殘留采空區(qū)下厚煤層復(fù)采工作面支架的初撐力85-87
• 4.3.2 殘留采空區(qū)下復(fù)采工作面支架的工作阻力87-89
• 4.4 基于支持向量機(jī)的厚煤層殘采區(qū)殘煤復(fù)采礦壓研究89-95
• 4.4.1 支持向量機(jī)方法89-94
• 4.4.2 預(yù)測(cè)模型中的大規(guī)模訓(xùn)練樣問題94
• 4.4.3 模型選擇94
• 4.4.4 V-SVR預(yù)測(cè)流程94-95
• 4.5 工程實(shí)例95-104
• 4.5.1 理論計(jì)算支架的參數(shù)95-97
• 4.5.2 數(shù)值模擬支架參數(shù)97-102
• 4.5.3 礦壓實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證支架參數(shù)分析102-103
• 4.5.4 復(fù)采工作面支架整末阻力支持向量機(jī)預(yù)測(cè)103-104
• 4.6 本章小結(jié)104-105
• 第五章 厚煤層舊采區(qū)殘煤復(fù)采技術(shù)應(yīng)用研究105-121
• 5.1 韓咀煤業(yè)殘采區(qū)概況105-109
• 5.1.1 2107復(fù)采工作面概況105
• 5.1.2 2107復(fù)采工作面殘煤賦存狀態(tài)105-106
• 5.1.3 2107復(fù)采工作面圍巖物理力學(xué)性質(zhì)106-109
• 5.2 舊采殘留煤柱圍巖穩(wěn)定性及其對(duì)復(fù)采工作面影響109-110
• 5.2.1 舊采區(qū)頂板巖梁垮落分析109-110
• 5.2.2 殘留煤柱集中應(yīng)力在底煤中的傳遞分析110
• 5.3 2107復(fù)采工作面支架參數(shù)分析110-111
• 5.3.1 采煤方法的確定110-111
• 5.3.2 開采參數(shù)的確定111
• 5.4 復(fù)采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律實(shí)測(cè)研究111-113
• 5.5 厚煤層舊采區(qū)殘煤復(fù)采安全技術(shù)研究113-121
• 5.5.1 復(fù)采工作面過煤柱頂板的管理113-114
• 5.5.2 松散冒落體狀態(tài)頂板管理114-116
• 5.5.3 復(fù)采工作面過空區(qū)、空巷時(shí)頂板的管理116-118
• 5.5.4 殘留采空區(qū)積水、積氣處理措施118-121
• 第六章 結(jié)論與展望121-125
• 6.1 主要結(jié)論121-124
• 6.2 不足與展望124-125
• 參考文獻(xiàn)125-136
• 致謝136-137
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果137-138
• 博士學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性說明138-139

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