復雜條件下空區(qū)誘發(fā)的巖移及冒落效應研究.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,加強空區(qū)誘發(fā)的上覆巖層移動及頂板冒落規(guī)律研究意義重大。本文采用理論研究、現(xiàn)場實測與計算機模擬計算相結合的研究方法,全面系統(tǒng)的對復雜條件下空區(qū)誘發(fā)的巖層移動及頂板冒落規(guī)律進行分析,揭示了龍橋鐵礦礦體回采產生的開采效應,其主要研究內容和成果如下:
　　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)律及巖體移動的時空演變過程,其結果可以概括為礦體的開采破壞了原巖應力的平衡,引發(fā)了空區(qū)圍巖的巖體移動及應力轉移,造成頂板下沉、頂板鼓起、兩幫圍巖垮落的現(xiàn)象?？諈^(qū)頂板的最大主應力隨著開采的深度及跨度的增加,其應力集中區(qū)域也不斷擴大,空區(qū)頂板的最大主應力也將由壓應力逐漸轉為拉應力,底板在一定程度上應力也得到了釋放,隨著圍巖遠離空區(qū),其應力也將恢復到原巖應力狀態(tài)。
　　根據(jù)能量守衡觀點和氣體動力學理

3、論,建立了大規(guī)模頂板圍巖垮落伴隨的沖擊氣浪災害力學模型,并對龍橋鐵礦擾流模型沖擊氣浪進行了計算,估算了巖塊冒落引起空氣流動速度的最大值、巖塊冒落產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的最小距離。
　　基于無損探地雷達的原理和方法對空區(qū)頂板覆蓋層厚度進行了探測,其探測圖片可以清晰的顯示礦巖覆蓋層厚度達到了兩個分層厚度,滿足國家安全生產規(guī)定要求,保證了井下作業(yè)的安全。同時通過鉆孔攝影技術大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明空區(qū)頂

4、板巖體冒落存在一定的規(guī)律性,其隨時間的冒落演變過程可以歸納為:相對穩(wěn)定階段→初始冒落階段→持續(xù)冒落階段。
　　結合灰色模型、最小二乘支持向量機等人工智能方法的優(yōu)勢,提出了基于殘差型G-LSSVM的智能預測方法。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測,殘差型G-LSSVM預測的精度要優(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測的盲目性和隨機性,可