在煤礦開采沉陷的研究中,數(shù)值模擬技術(shù)已成為當(dāng)前開采沉陷預(yù)計(jì)中比較常用的重要研究手段之一,為開采沉陷的研究提供了新的方法和途徑。在進(jìn)行數(shù)值模擬分析時(shí),巖體力學(xué)參數(shù)的合理選取是數(shù)值模擬的關(guān)鍵要素。室內(nèi)試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)局部試驗(yàn)獲取的巖體參數(shù)具有一定的局限性,使得數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)際存在一定差距,難以準(zhǔn)確的反映煤礦開采沉陷的客觀規(guī)律。本文以三道溝礦區(qū)某工作面為例,對(duì)礦區(qū)開采沉陷巖體參數(shù)的反演進(jìn)行研究。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立礦區(qū)下沉值與巖體參數(shù)之間的模型,對(duì)巖體參數(shù)進(jìn)行反演分析。針對(duì)反演參數(shù)的選取問題,運(yùn)用數(shù)值模擬、灰色關(guān)聯(lián)度分析,得出礦區(qū)中對(duì)地表下沉值敏感性較高的參數(shù)是彈性模量,并將其作為反演的對(duì)象。采用正交設(shè)計(jì)原理結(jié)合數(shù)值模擬方法,得到建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型所需要的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)內(nèi)置參數(shù),對(duì)比分析了不同的學(xué)習(xí)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練結(jié)果的影響。運(yùn)用遺傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行優(yōu)化,提高了模型預(yù)測(cè)參數(shù)的精度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)預(yù)測(cè)參數(shù)的精度有明顯的改善,相對(duì)誤差的主要分布范圍從111%～17%降低到4%～8%之間�；跇�(gòu)建好的網(wǎng)絡(luò)模型,結(jié)合實(shí)測(cè)的礦區(qū)下沉數(shù)據(jù),完成了礦區(qū)巖體參數(shù)彈性模量的反演,并利用數(shù)值模擬驗(yàn)證分析反演結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用反演的巖體參數(shù)彈性模量,得出的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的誤差較小,相對(duì)誤差都在10%以內(nèi),能夠滿足工程的實(shí)際需求,準(zhǔn)確反映了開采沉陷的客觀規(guī)律。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP183;TD327
【部分圖文】：

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文節(jié)的過程，當(dāng)期望值與實(shí)際輸出值之間存在偏差時(shí)，網(wǎng)絡(luò)誤差就會(huì)通進(jìn)行調(diào)節(jié)，其主要是對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的閾值、權(quán)值不斷地更新調(diào)整，此值就會(huì)遵循誤差梯度下降的方式進(jìn)行改正。每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播完成會(huì)以反向傳播得到的信息再次進(jìn)行計(jì)算，如此這兩個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程不會(huì)持續(xù)進(jìn)行下去，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)誤差降低或者達(dá)到預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練循環(huán)次數(shù)時(shí)訓(xùn)練結(jié)束，整個(gè)過程就會(huì)終止。中nx ,x,,x12 表示網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)；my ,y,,y12 表示輸出數(shù)據(jù)；d ,d12誤差[56]：

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文煤層厚度為 6.6m。FLAC3D 中建立數(shù)值模型需要遵循右作面的數(shù)值模型時(shí)，將煤層走向的方向設(shè)定為數(shù)值模型的定為數(shù)值模型的 Y 軸，將數(shù)值模型中與煤層傾向、走向互的數(shù)值模型下邊界設(shè)定到煤層底板破損程度以下，數(shù)值為界；考慮到該礦區(qū)地質(zhì)條件因素的影響，本文建立的數(shù)00m，高度為 250m。模型共有 120156 個(gè)節(jié)點(diǎn)，112500 個(gè)1 所示：

2000 3.374 2457 3.272 733 3.148 3.5 3.124 32 3.1242183 3.126 2680 3.126 800 3.126 4.0 3.126 34 3.1262366 2.875 2903 3.004 867 3.04 4.5 3.124 36 3.1252546 2.618 3127 2.903 933 2.996 5.0 3.123 38 3.1242729 2.371 3350 2.838 1000 2.935 5.5 3.123 40 3.124巖體參數(shù)彈性模量與體積模量、剪切模量之間存在著數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，具體的函數(shù)關(guān)系式如下所示： E 3K1 2μ（3.14） E 2G 1 μ（3.15）上式中E為彈性模量；K 為體積模量；G為剪切模量；μ 為泊松比。為了方便觀察各個(gè)巖體參數(shù)與下沉值之間的關(guān)系，將上表 3.2 中計(jì)算的結(jié)果通過圖的形式進(jìn)行表示，各巖體參數(shù)與下沉值之間的關(guān)系如圖 3.2-3.6 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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