混凝土井壁結(jié)構(gòu)受力遠(yuǎn)程自動監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)研究.pdf

1、深厚表土條件下混凝土井壁結(jié)構(gòu)破裂災(zāi)害對人身安全和煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，許多礦井不得不停產(chǎn)對其治理，造成了巨大的經(jīng)濟損失。由于井壁結(jié)構(gòu)與地層之間相互作用關(guān)系復(fù)雜，力學(xué)參數(shù)不易確定，一般的井壁結(jié)構(gòu)變形及受力理論分析結(jié)果往往與實際差別較大，因此，在對混凝土井壁結(jié)構(gòu)變形受力規(guī)律進行分析基礎(chǔ)上，通過對混凝土井壁結(jié)構(gòu)的實時變形、受力監(jiān)測及基于監(jiān)測信息的超前預(yù)測，對于進一步研究井壁結(jié)構(gòu)的受力變化規(guī)律有著重要的意義。本文的主要研究工作如下：

2、 (1)分析了深厚表土條件下混凝土井壁結(jié)構(gòu)破裂的力學(xué)機理，并在此理論分析的基礎(chǔ)上，確定了混凝土井壁結(jié)構(gòu)監(jiān)測工作的重點應(yīng)放在對表土段井壁內(nèi)壁應(yīng)變和表土與基巖交界處應(yīng)力的監(jiān)測上。 (2)論述了混凝土井壁結(jié)構(gòu)受力遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成和工作原理。以濟寧三號煤礦副井井壁受力監(jiān)測工作為例，研究了監(jiān)測儀器的選擇、埋設(shè)方法，儀器間的連接和整個監(jiān)測系統(tǒng)的形成以及監(jiān)測系統(tǒng)的核心—監(jiān)測系統(tǒng)軟件的采集、存儲、處理、傳輸?shù)裙δ堋?(3)分析

3、了目前工程中常采用的預(yù)測預(yù)報模型的優(yōu)缺點及其適用范圍，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點，建立了井壁結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測信息的灰色預(yù)測預(yù)報模型(等時距灰色模型、非等時距灰色模型、灰色優(yōu)化模型)和改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測預(yù)報模型(有動量的梯度下降法、Levenberg-Marquardt算法)。 (4)基于灰色預(yù)測預(yù)報模型和改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測預(yù)報模型，選取Delphi7.0和Matlab6.1作為軟件開發(fā)工具，以Windows為操作平臺，利用Matla

4、b提供的ActiveX自動化技術(shù)實現(xiàn)Matlab與Delphi的接口，使用Delphi自帶的Paradox數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫支持平臺，采用BDE技術(shù)作為數(shù)據(jù)庫引擎，開發(fā)了混凝土井壁結(jié)構(gòu)受力遠(yuǎn)程自動監(jiān)測預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)，并將預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)以菜單形式嵌入到FWC2000安全監(jiān)測系統(tǒng)中，完善和擴充了監(jiān)測軟件的功能。 (5)運用完善后的監(jiān)測軟件對濟寧三號煤礦副井井壁進行受力監(jiān)測和基于監(jiān)測信息的預(yù)測預(yù)報。實踐表明：灰色預(yù)測模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的