復(fù)雜條件下空區(qū)誘發(fā)的巖移及冒落效應(yīng)研究.pdf

1、采空區(qū)頂板大面積冒落誘發(fā)的沖擊地壓是礦山最主要的災(zāi)害形式之一,為保證礦山安全、高效、有序的回采,確保資源最大限度的回收,加強(qiáng)空區(qū)誘發(fā)的上覆巖層移動(dòng)及頂板冒落規(guī)律研究意義重大。本文采用理論研究、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算相結(jié)合的研究方法,全面系統(tǒng)的對(duì)復(fù)雜條件下空區(qū)誘發(fā)的巖層移動(dòng)及頂板冒落規(guī)律進(jìn)行分析,揭示了龍橋鐵礦礦體回采產(chǎn)生的開采效應(yīng),其主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　本文采用基于SURPAC的FLAC3D模型,模擬龍橋鐵礦采用無(wú)底柱

2、分段崩落法采礦工藝誘發(fā)的空區(qū)頂板冒落規(guī)律及巖體移動(dòng)的時(shí)空演變過(guò)程,其結(jié)果可以概括為礦體的開采破壞了原巖應(yīng)力的平衡,引發(fā)了空區(qū)圍巖的巖體移動(dòng)及應(yīng)力轉(zhuǎn)移,造成頂板下沉、頂板鼓起、兩幫圍巖垮落的現(xiàn)象。空區(qū)頂板的最大主應(yīng)力隨著開采的深度及跨度的增加,其應(yīng)力集中區(qū)域也不斷擴(kuò)大,空區(qū)頂板的最大主應(yīng)力也將由壓應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力,底板在一定程度上應(yīng)力也得到了釋放,隨著圍巖遠(yuǎn)離空區(qū),其應(yīng)力也將恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。
　　根據(jù)能量守衡觀點(diǎn)和氣體動(dòng)力學(xué)理

3、論,建立了大規(guī)模頂板圍巖垮落伴隨的沖擊氣浪災(zāi)害力學(xué)模型,并對(duì)龍橋鐵礦擾流模型沖擊氣浪進(jìn)行了計(jì)算,估算了巖塊冒落引起空氣流動(dòng)速度的最大值、巖塊冒落產(chǎn)生的沖擊氣浪速度的最大值及確保井下作業(yè)人員安全距離巖塊冒落點(diǎn)的最小距離。
　　基于無(wú)損探地雷達(dá)的原理和方法對(duì)空區(qū)頂板覆蓋層厚度進(jìn)行了探測(cè),其探測(cè)圖片可以清晰的顯示礦巖覆蓋層厚度達(dá)到了兩個(gè)分層厚度,滿足國(guó)家安全生產(chǎn)規(guī)定要求,保證了井下作業(yè)的安全。同時(shí)通過(guò)鉆孔攝影技術(shù)大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明空區(qū)頂

4、板巖體冒落存在一定的規(guī)律性,其隨時(shí)間的冒落演變過(guò)程可以歸納為:相對(duì)穩(wěn)定階段→初始冒落階段→持續(xù)冒落階段。
　　結(jié)合灰色模型、最小二乘支持向量機(jī)等人工智能方法的優(yōu)勢(shì),提出了基于殘差型G-LSSVM的智能預(yù)測(cè)方法。將SVM、GM(1,1)模型及殘差型G-LSSVM模型分別用于龍橋鐵礦覆蓋層冒落高度及碴石厚度的預(yù)測(cè),殘差型G-LSSVM預(yù)測(cè)的精度要優(yōu)于單一的SVM和 GM(1,1),該模型可以避免單一人工智能方法預(yù)測(cè)的盲目性和隨機(jī)性,可