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泥质粉砂岩粒度分形特征及其与抗剪强度参数的关系
1
作者 李东 杜俊 +1 位作者 刘磊 熊治茗 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期37-45,共9页
泥质粉砂岩堆石料剪切力学特性与分形特征的相关性研究对排土场边坡稳定性具有重要意义。目的为探究不同粗粒含量下泥质粉砂岩堆石料力学响应特性,并探讨其与分形维数的相关性,方法以不同粗粒含量堆石料为研究对象,开展室内直剪试验,分... 泥质粉砂岩堆石料剪切力学特性与分形特征的相关性研究对排土场边坡稳定性具有重要意义。目的为探究不同粗粒含量下泥质粉砂岩堆石料力学响应特性,并探讨其与分形维数的相关性,方法以不同粗粒含量堆石料为研究对象,开展室内直剪试验,分析土体在不同粗粒含量下抗剪强度参数与分形维数之间的相关性并揭示其力学响应机理。结果结果表明:泥质粉砂岩堆石料抗剪强度受粗粒含量影响显著,相同垂直压力下堆石料抗剪强度随粗粒含量增加而增大,以垂直压力2000 kPa为例,粗粒含量由20%增加到80%,其抗剪强度增幅19.66%。抗剪强度参数与粗粒含量密切相关,随着粗粒含量增加,黏聚力减小,内摩擦角增大,内摩擦角受粗粒含量影响更显著。分形维数随着粗粒含量增大呈减小趋势,它可表征堆石料颗粒级配组成及不均匀特征,当分形维数为1.887~2.631时,表明堆石料为级配良好的土体。分形维数与粗粒含量和抗剪强度参数之间存在相关性,分形维数与黏聚力呈正相关,与粗粒含量和内摩擦角均呈负相关。结论粗粒含量对泥质粉砂岩堆石料的力学性质影响显著,同时分形维数可作为评价堆石料级配和不均匀特征的重要参数。 展开更多
关键词 泥质粉砂岩 粗粒含量 直剪试验 剪切特性 粒度分形
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近地表层矿体开采对覆岩与山坡危岩体稳定性影响规律研究
2
作者 贾亮 姜安民 +3 位作者 王飞飞 郑昌辉 吴宽 任青阳 《矿冶工程》 北大核心 2025年第4期28-32,40,共6页
为探究近地表矿体开采对覆岩及山坡危岩体稳定性影响规律,以某磷矿为工程背景,采用现场调查方法明晰山坡危岩体现状稳定条件;运用FLAC3D软件模拟不同开采方案下覆岩变形、应力及塑性区的演化规律。结果表明:采场顶板围岩层间结构面发育... 为探究近地表矿体开采对覆岩及山坡危岩体稳定性影响规律,以某磷矿为工程背景,采用现场调查方法明晰山坡危岩体现状稳定条件;运用FLAC3D软件模拟不同开采方案下覆岩变形、应力及塑性区的演化规律。结果表明:采场顶板围岩层间结构面发育,易造成顶板块状或片状坍落。地层岩性硬脆且裂隙发育,在高陡坡体卸荷作用下,危石块体易沿裂隙和岩层面出现组合剥离,形成危岩体;覆岩中最大应力的响应规律与数值计算的不平衡力变化规律相似。开采过程中产生的开采扰动较小,对岩层、邻近采场及地表稳定性产生的影响较弱;地表受到井下矿体开采影响程度较小,其变形值未超过规范允许的最大值。采用先开采Ph1^(#)矿层后开采Ph2^(#)矿层的开采顺序时,覆岩位移相对较小,塑性区在矿柱、采场、上覆岩层中均未产生贯通性分布。 展开更多
关键词 浅部资源 近地表矿体 上覆岩层 危岩体 地表塌陷 岩层塌落 岩层稳定性
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基于K-Means和IE模型的采空区地表安全性评价指标研究
3
作者 赵博 俞奎 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期221-229,共9页
随着智能算法在灾害评价领域的深入应用,构建合理的评价指标体系对于实现复杂采空区地表安全性的高效评价至关重要。然而,传统指标选取方法存在主观性强、干扰因素多、效率低及数字化程度不足等诸多瓶颈。为此,构建了一种基于K-Means聚... 随着智能算法在灾害评价领域的深入应用,构建合理的评价指标体系对于实现复杂采空区地表安全性的高效评价至关重要。然而,传统指标选取方法存在主观性强、干扰因素多、效率低及数字化程度不足等诸多瓶颈。为此,构建了一种基于K-Means聚类算法和IE理论的高效精确评价指标模型。该模型首先从采空区地表灾害作用机理出发,广泛筛选潜在评价指标;进而利用K-Means算法对这些指标进行聚类筛选,以降低指标信息表达的冗余性和复杂度;通过IE理论计算提炼出对安全性影响显著的关键指标,构建出一套采空区复杂场地安全性评价的指标体系。为验证指标体系的合理性,结合PCA和熵权法进行检验评估;将模型应用于某采空区地区,并与常用方法的评价结果进行对比。结果表明:该模型成功将38个初选指标精简至8个关键指标,所构建的评价指标体系仅用21.1%的指标特征便能表征87.9%的原始指标信息,显著降低了计算工作量,提升了评价效率。该研究成果不仅为采空区地表稳定性评价提供了一种新颖方法,而且为相关领域的研究提供了理论支撑,具有较高的理论价值和实践意义。 展开更多
关键词 采空区 评价指标 聚类算法 信息熵
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基于尖点突变理论的采空区顶板安全厚度的研究 被引量：1
4
作者 陈光木 孙春辉 +4 位作者 赵兴 牛小明 陈学军 费汉强 马增 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第3期83-90,共8页
传统理论方法多以半定量分析采空区顶板安全厚度,存在不能全面反映顶板受力情况及其破坏模式等问题,为此将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究中,建立了顶板安全厚度研究模型,推导得到了顶板最小安全厚度公式。基于大宝山矿采空... 传统理论方法多以半定量分析采空区顶板安全厚度,存在不能全面反映顶板受力情况及其破坏模式等问题,为此将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究中,建立了顶板安全厚度研究模型,推导得到了顶板最小安全厚度公式。基于大宝山矿采空区赋存现状,计算得到不同岩性不同跨度条件下采空区顶板安全厚度理论值。最后,采用传统理论与有限元数值模拟的方法对公式进行了验证,研究结果表明:将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究是可行的,推导得到的采空区顶板最小安全厚度公式是合理及可靠的,该矿山微风化灰岩、微风化次应安斑岩、铜硫矿体和砂岩岩组条件下,基于尖点突变理论计算得到的采空区顶板安全厚度分别为7.3 m、12.5 m、9.5 m、22.1 m,可作为现场采空区处置依据。 展开更多
关键词 采空区 尖点突变理论 顶板安全厚度 数值模拟
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多手段的空场法采空区隐蔽致灾因素普查技术与应用 被引量：3
5
作者 甄智鑫 孟磊磊 +7 位作者 葛万波 李长江 张英 龚宇同 于跟波 王艳超 高爱 张立府 《有色金属(矿山部分)》 2025年第2期138-147,154,共11页
为查清空场法开采矿山采空区隐蔽致灾因素,确定灾害防治等级,避免发生矿山安全事故,开展了空场法采空区隐蔽致灾因素普查研究。以乾金达矿业为例,设计了一套多手段空场法采空区隐蔽致灾因素普查方案,综合运用资料收集、现场勘察、物探... 为查清空场法开采矿山采空区隐蔽致灾因素,确定灾害防治等级,避免发生矿山安全事故,开展了空场法采空区隐蔽致灾因素普查研究。以乾金达矿业为例,设计了一套多手段空场法采空区隐蔽致灾因素普查方案,综合运用资料收集、现场勘察、物探探测、钻探探测、理论分析和数值模拟等多手段方法,对遗留采空区进行探测、稳定性分析和风险评估。采用多手段方法相互验证,查清了采空区分布状态及积水情况,得到了采空区失稳等级。数值模拟结果显示,在现有应力条件下,采空区存在局部失稳风险。四维耦合综合表征结果显示,15处采空区失稳风险等级为Ⅱ级中等,3处为Ⅲ级较大,并提出了相应的措施和建议。研究成果对我国空场法矿山采空区隐蔽致灾因素普查与治理具有一定指导意义。 展开更多
关键词 空场法 隐蔽致灾 物探 钻探 风险评估
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基于ARIMA-DBO-LSTM组合模型的矿区地表沉降预测:以贵州省开阳县洋水矿区为例 被引量：1
6
作者 文林海 刘萍 +4 位作者 黄鑫康 高方玲 刘贞智 李正龙 王春华 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10193-10203,共11页
随着矿产资源的大规模开采,矿区地表沉降问题日益严重,对环境安全和矿区可持续发展构成了重大威胁。以贵州省开阳县洋水矿区内平安一矿和双阳磷矿为研究对象,融合时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, I... 随着矿产资源的大规模开采,矿区地表沉降问题日益严重,对环境安全和矿区可持续发展构成了重大威胁。以贵州省开阳县洋水矿区内平安一矿和双阳磷矿为研究对象,融合时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术和机器学习算法模型,对该磷矿矿区地表沉降进行监测与预测研究。利用小基线集技术获取2020年9月—2023年5月的地表累积时间序列沉降,并通过全球定位系统(global positioning system, GPS)实测沉降数据进行精度评估,得出监测结果具有准确性,并基于该结果,选取研究区内重要沉降点E1和E2,分别建立自回归滑动平均(autoregressive integrated moving average, ARIMA)和蜣螂优化算法(dung beetle optimizes, DBO)优化的长短期记忆网络(long short term memory, LSTM)预测模型以及基于不同权重下的ARIMA-DBO-LSTM组合模型,对其沉降趋势进行预测分析。结果表明:基于残差倒数法权重分配下的ARIMA-DBO-LSTM组合模型预测精度在E1和E2点均为最高,组合模型在处理复杂时序数据时弥补了单一预测模型的不足。所提方法能够为该研究区地表沉降预测提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 小基线集雷达干涉测量(SBAS-InSAR) 蜣螂优化算法(DBO) 自回归滑动平均(ARIMA)模型 长短期记忆网络(LSTM)模型
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地下转露天开采下伏空区稳定性风险预测模型研究
7
作者 姜安民 张道兵 +6 位作者 王飞飞 李延超 董彦辰 郑海力 尹华东 曾林海 张升 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第8期3080-3093,共14页
为降低地下转露天开采风险,对地转露下伏采空区稳定性风险预测模型展开研究。首先,从地质环境因素、采空区赋存状态及外部环境因素三方面对地转露下伏采空区稳定性风险预测指标进行识别,建立风险预测指标体系;其次,运用博弈论对区间层... 为降低地下转露天开采风险,对地转露下伏采空区稳定性风险预测模型展开研究。首先,从地质环境因素、采空区赋存状态及外部环境因素三方面对地转露下伏采空区稳定性风险预测指标进行识别,建立风险预测指标体系;其次,运用博弈论对区间层次分析法与变异系数法权重进行线性优化组合;再次,通过构造隶属度函数确定风险预测指标对风险等级的隶属度,形成隶属度矩阵,并对预测指标权重向量、隶属度矩阵及风险等级向量进行耦合,确定各一级指标及采空区综合风险等级量化值,结合量化值判定所处风险等级;最后,基于该模型对某地转露磷矿下伏采空区稳定性风险进行预测,结果表明,该露天矿下伏采空区综合风险处于C_(Ⅱ)~C_(Ⅲ)级之间,风险趋于C_(Ⅱ)级(较高),采空区处于欠稳定状态,预测结果与岩石力学试验结合数值模拟综合分析结果基本吻合。 展开更多
关键词 安全工程 地转露 采空区 稳定性 博弈论 模糊理论 风险预测模型
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深部煤层气储层各向异性岩石物理建模及应用
8
作者 龚飞 彭苏萍 +4 位作者 程绩伟 邹冠贵 张钊基 王国伟 刘毅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期476-491,共16页
岩石物理建模作为一种定量刻画油气储层性质的重要手段,鲜少应用于煤层气储层,已建立的岩石物理模型大多针对中浅部煤层气储层,主要考虑煤层气的赋存状态和水平裂缝的影响,忽略了煤层气储层固有各向异性的影响。基于深部煤层气储层特征... 岩石物理建模作为一种定量刻画油气储层性质的重要手段,鲜少应用于煤层气储层,已建立的岩石物理模型大多针对中浅部煤层气储层,主要考虑煤层气的赋存状态和水平裂缝的影响,忽略了煤层气储层固有各向异性的影响。基于深部煤层气储层特征与微观物性特征,聚焦深部煤层气储层复杂的孔隙结构难以表征和固有各向异性成因不明的问题,提出了一套适用于深部煤层气储层的双重孔隙各向异性岩石物理模型,并通过超声实验数据和实际测井数据验证了模型的有效性和可靠性。微观观测结果表明:研究区深部煤样煤体结构较为致密,以圆形气孔为主,但仍含有少量随机分布的微观裂缝。有机质构成深部煤样岩石骨架,呈条带状且定向分布,部分黏土矿物在成岩过程中呈水平定向排列,使得深部煤层气储层表现出较强的固有各向异性特征。将构建的深部煤层气储层岩石物理模型应用于鄂尔多斯盆地东南缘某工区某井,实现了裂缝结构参数和层状因子的反演与速度各向异性参数的定量预测,预测的纵、横波速度与实际测井数据吻合良好,误差小于3%。目标储层反演的裂缝孔隙度为0.88%~3.15%,裂缝纵横比为0.01~0.1,层状因子为1~120,预测的速度各向异性数值较大,说明目标储层有较强的地震各向异性。在目标深度范围内,速度各向异性参数与有机质和黏土含量大体呈正相关关系,与层状因子呈负相关关系。研究结果可为揭示深部煤层气储层的地震岩石物理机理和后续的工程“甜点”关键参数的高精度预测提供理论支撑。 展开更多
关键词 深部煤层气储层 孔隙结构 岩石物理建模 弹性特征 各向异性
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新型电力系统协同燃煤发电机组低碳运行研究 被引量：1
9
作者 邢金 许鑫 +1 位作者 白阳 陈亮 《能源与环保》 2025年第8期138-143,149,共7页
为激励燃煤发电机组采取更加环保的发电方式、提升电力系统运行的稳定性,研究新型电力系统协同燃煤发电机组低碳运行方法。以最小化新型电力系统净负荷波动为目标函数,以新能源弃风、弃光约束与储能系统充放电约束为条件,建立新型电力... 为激励燃煤发电机组采取更加环保的发电方式、提升电力系统运行的稳定性,研究新型电力系统协同燃煤发电机组低碳运行方法。以最小化新型电力系统净负荷波动为目标函数,以新能源弃风、弃光约束与储能系统充放电约束为条件,建立新型电力系统协同燃煤发电机组低碳运行的上层优化调度模型,优化新型电力系统净负荷曲线,提升其运行的稳定性;以最小化新型电力系统协同燃煤发电机组运行总成本,以及最小化碳排放量为目标函数,以燃煤机组出力约束与新型电力系统功率平衡约束等为条件,并引入国家核证自愿减排量(CCER)收益与上层模型输出的净负荷,建立下层优化调度模型,激励燃煤发电机组采取更加环保的发电方式,实现新型电力系统协同燃煤发电机组的低碳运行。实验结果表明,该方法可有效优化新型电力系统的净负荷,降低净负荷波动幅度,也可有效降低新型电力系统协同燃煤发电机组的总运行成本与碳排放量。 展开更多
关键词 新型电力系统 燃煤发电机组 低碳运行 净负荷波动 碳排放量 减排量收益
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彬长矿区采空塌陷注浆技术的应用研究
10
作者 赵文豪 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期74-78,共5页
由于彬长矿区早期部分煤矿不规范和大规模开采,导致当地的耕地裂缝、塌陷,房屋损毁,所种菜籽、小麦减产,无法正常收耕,严重影响了生产生活,受到了当地政府的高度重视。为了解决彬长矿区日益突出的采空塌陷地质灾害问题,在充分分析彬长... 由于彬长矿区早期部分煤矿不规范和大规模开采,导致当地的耕地裂缝、塌陷,房屋损毁,所种菜籽、小麦减产,无法正常收耕,严重影响了生产生活,受到了当地政府的高度重视。为了解决彬长矿区日益突出的采空塌陷地质灾害问题,在充分分析彬长矿区覆岩导水裂隙带发育高度和隔水性的基础上,利用疏堵结合的思路,提出相对隔水层内浇筑注浆管封堵法与外围钻孔疏水法相结合、分区段施工的采空塌陷注浆技术方案。经项目应用表明彬长矿区采空塌陷注浆技术方案可行,治理效果良好,这也为后期同类采空塌陷治理工程提供了一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 彬长矿区 采空塌陷区 注浆 煤炭开采 塌陷治理
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盘区隔离矿柱采场结构参数数值优化 被引量：29
11
作者 罗周全 管佳林 +1 位作者 冯富康 徐海 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第2期261-264,共4页
为充分回收矿产资源,提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题。在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱采场结构参数。在综... 为充分回收矿产资源,提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题。在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱采场结构参数。在综合分析该矿山矿床地质概况、矿山压力及开采现状的基础上,提出了3种采场结构初步方案,采用数值模拟方法对盘区隔离矿柱采场结构方案进行了优选,得到了采场处于最有利力学状态时的结构参数以及结构参数变化时采场的力学响应特征,分析结果可为盘区隔离矿柱安全高效开采提供技术支持。 展开更多
关键词 盘区隔离矿柱 采场结构参数 数值优化 回采顺序 力学响应特征
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矸石-粉煤灰充填采煤覆岩结构与变形规律 被引量：13
12
作者 范超军 李胜 +2 位作者 海龙 杜文璋 杨振华 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期117-123,共7页
矸石-粉煤灰充填采煤可解决"三下"压煤和固体废弃物排放造成的环境污染问题。根据充填采煤工作面覆岩移动规律,提出矸石-粉煤灰充填采煤覆岩存在3类结构;在弹性地基薄板理论基础上,建立了基本顶力学模型,推导出了基本顶弯曲... 矸石-粉煤灰充填采煤可解决"三下"压煤和固体废弃物排放造成的环境污染问题。根据充填采煤工作面覆岩移动规律,提出矸石-粉煤灰充填采煤覆岩存在3类结构;在弹性地基薄板理论基础上,建立了基本顶力学模型,推导出了基本顶弯曲下沉的理论公式,给出了基本顶破断的临界条件;据此,分析了基本顶变形影响因素,并进行了工程实践。结果表明,基本顶最大下沉量理论计算值与实测值基本一致,各因素对基本顶弯曲下沉影响大小依次为:基本顶弹性模量、覆岩载荷、直接顶弹性模量、充填体弹性模量。邢台矿7606工作面采空区基本顶的最大下沉量为234 mm,沿专用铁路线地表最大下沉量为16 mm,仅直接顶产生了局部裂隙和离层,基本顶完整性较好,覆岩属于第II类结构,地表变形得到了有效控制。 展开更多
关键词 矸石-粉煤灰 充填开采 覆岩结构 变形规律 力学模型
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衡山石膏矿老采空区地表沉陷的ANFIS预测 被引量：16
13
作者 贺桂成 丁德馨 +1 位作者 刘永 张志军 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第6期876-881,共6页
采用FLAC3D对已塌陷的衡山县石膏矿的地表沉陷进行了模拟,对该矿不同采场结构参数的采空区地表沉陷进行了模拟,分析了影响采空区地表沉陷的因素;建立了采空区地表沉陷预测的ANFIS模型,分析了其拟合性能和预测性能,对衡山某石膏矿的采空... 采用FLAC3D对已塌陷的衡山县石膏矿的地表沉陷进行了模拟,对该矿不同采场结构参数的采空区地表沉陷进行了模拟,分析了影响采空区地表沉陷的因素;建立了采空区地表沉陷预测的ANFIS模型,分析了其拟合性能和预测性能,对衡山某石膏矿的采空区地表沉陷进行了预测,同时还对其进行了实测。研究结果表明:FLAC3D对已塌陷的衡山县石膏矿地表沉陷的模拟精度达到97%以上;在矿岩力学参数不变的条件下,矿柱跨度、矿房跨度及采空区高度是影响采空区地表沉陷的关键因素;所建立的采空区地表沉陷预测的ANFIS模型的拟合精度和预测精度分别达96%和97%以上;采用该模型预测的衡山某石膏矿的采空区地表沉陷值与实测结果吻合良好;矿房跨度为10,矿柱跨度为4 m是该地区石膏矿最合理的采场结构参数。 展开更多
关键词 石膏矿 地表沉陷 采场结构参数 FLAC3D 自适应神经模糊推理系统模型
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采空区充填控制覆岩沉降相似模拟 被引量：7
14
作者 苏仲杰 董春胜 +2 位作者 代金秋 佟利明 赵松 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期449-453,共5页
采用相似材料模拟实验方法,对采空区充填控制地表沉陷相似材料模拟实验,模拟工作面采空区充填控制地表及覆岩移动,采用3种不同强度充填材料充填开采推进过程中工作面采空区,观测地表及覆岩移动规律.得到了充填开采条件下地表及覆岩的移... 采用相似材料模拟实验方法,对采空区充填控制地表沉陷相似材料模拟实验,模拟工作面采空区充填控制地表及覆岩移动,采用3种不同强度充填材料充填开采推进过程中工作面采空区,观测地表及覆岩移动规律.得到了充填开采条件下地表及覆岩的移动规律,充填材料的强度与地表下沉系数的关系,采空区充填的空间与充填时间的关系,为解决采空区充填开采提供了科学依据. 展开更多
关键词 相似材料模拟 采空区充填 充填材料强度 地表下沉系数 覆岩沉降 沉降曲线 下沉盆地 下沉曲线拐点
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基于PSO-SVM的煤岩声发射源定位预测 被引量：10
15
作者 单亚锋 孙朋 +2 位作者 徐耀松 付华 谢森 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期402-406,共5页
为了准确的预测采空区煤矿煤岩破裂与失稳前,岩石所释放出来的声发射信息的位置,并且根据山西焦煤的官地矿16403工作面获得的声发射事件的数据,因为该数据是一个非线性、高维的问题,提出了用PSO和SVM算法相结合的方法应用在煤岩声发射... 为了准确的预测采空区煤矿煤岩破裂与失稳前,岩石所释放出来的声发射信息的位置,并且根据山西焦煤的官地矿16403工作面获得的声发射事件的数据,因为该数据是一个非线性、高维的问题,提出了用PSO和SVM算法相结合的方法应用在煤岩声发射源定位中。以往的方法只是单纯的收集煤岩或岩石声发射信息,以至于定位出现失准、精度低和误差大的缺点。基于煤岩失稳前两者都会发出强烈的信号,文章提出了"1+1=1"的定位模型,既收集同一位置的岩石和煤岩体的声发射信号,由PSO-SVM分析处理后,得到其位置。仿真结果表明:应用PSO和SVM结合的方法进行煤岩声发射源定位的预测,在提高准确性和精确度的同时,也大大的提高了泛化的能力,该方法也大大减小定位失准的误差。 展开更多
关键词 粒子群优化 支持向量机 声发射 源定位
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某金矿“三下”开采移动带内地表稳定性分析 被引量：20
16
作者 程立年 李晓刚 +1 位作者 叶振华 孙秀柱 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第3期56-61,共6页
为确保移动带内地表村庄、河流、道路的安全,同时最大限度地开采地下资源,结合某金矿大断裂带构造条件下采用尾砂胶结充填采矿法的工程实例,运用概率积分法理论计算出的矿山安全开采深度为108 m,小于覆岩厚度(130 m),满足安全开采要求... 为确保移动带内地表村庄、河流、道路的安全,同时最大限度地开采地下资源,结合某金矿大断裂带构造条件下采用尾砂胶结充填采矿法的工程实例,运用概率积分法理论计算出的矿山安全开采深度为108 m,小于覆岩厚度(130 m),满足安全开采要求。采用FLAC3D数值模拟方法对该矿"三下"开采移动范围内典型剖面的地表沉降进行了分析,经计算,最大倾斜变形为0.022 mm/m、最大水平变形为0.019 mm/m,与地表实测数据较接近,满足建(构)筑物保护等级要求。根据矿山井下爆破工程特点,计算出的矿山最大爆破安全允许距离为96 m,认为矿井爆破振动不会影响至地表。研究表明:该矿"三下"开采移动带内地表建(构)筑物安全稳定,对于该矿安全高效开采以及类似矿山开采移动带范围内的地表稳定性分析有一定的参考价值。 展开更多
关键词 “三下”开采 地表稳定 概率积分法 安全开采深度 数值模拟 爆破振动
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黏土胶结充填浆体管道输送特性试验与数值模拟研究 被引量：8
17
作者 李石林 冯涛 +2 位作者 王鹏飞 赵延林 朱卓慧 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期73-77,共5页
黏土可作为骨料用于矿山胶结充填,浆体的管道输送特性对充填工艺影响很大。利用自溜型浆体管道输送试验系统对体积分数为50%的黏土浆体进行输送试验,在充填倍线为1∶4.89的情况下,黏土浆体在管道中输送良好。对试验系统出浆口处水平管... 黏土可作为骨料用于矿山胶结充填,浆体的管道输送特性对充填工艺影响很大。利用自溜型浆体管道输送试验系统对体积分数为50%的黏土浆体进行输送试验,在充填倍线为1∶4.89的情况下,黏土浆体在管道中输送良好。对试验系统出浆口处水平管道浆体输送特性进行数值模拟。结果表明,黏土浆体在管道断面流速分布不均匀,层流边界中法向速度梯度大,流速较小时,体积分数分布不均,颗粒易在管道底部堆积,随流速增加,黏土颗粒在管道中均匀分布。黏土颗粒粒度和密度对管道输送基本没有影响,临界速度随着黏土颗粒粒度、密度增大而增大,临界流速与浆体体积分数呈抛物线曲线关系。黏土胶结充填过程中应筛除其中混杂的颗粒粒度和密度较大的杂质,黏土浆体输送速度、体积分数应尽量避开临界速度与体积分数抛物线顶部区域。 展开更多
关键词 环境工程学 浆体 输送特性 临界速度 试验
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考虑节理几何特征的地表沉陷预计方法 被引量：9
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作者 袁长丰 袁子晋 +3 位作者 刘世波 李国龙 李亮 于广明 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第4期620-623,630,共5页
相似材料模拟试验结果表明,地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷出现偏态特征。通过建立考虑节理倾角、迹长和迹宽的地质数学模型,运用随机介质理论,推导了地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷的概率分布函数,认为单元岩块开采引起的地表沉... 相似材料模拟试验结果表明,地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷出现偏态特征。通过建立考虑节理倾角、迹长和迹宽的地质数学模型,运用随机介质理论,推导了地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷的概率分布函数,认为单元岩块开采引起的地表沉陷概率分布符合n重Bernoulli试验概率分布规律;当n≥10时,采用Poisson分布来代替n重Bernoulli试验概率分布规律;考虑到地表沉降的连续性,采用Poisson分布实数域拓展后的Gamma分布代替Poisson分布,提出了考虑节理几何特征的上覆节理岩体沉陷预计方程。通过该模型计算的地表沉陷预计结果与相似材料模拟试验监测结果相比较,该模型能较好地预计地下煤炭开采引起上覆单组节理岩体沉陷,为开采沉陷预计和岩层移动监测提供了技术参考。 展开更多
关键词 煤炭开采 节理岩体 地表沉陷 偏态 GAMMA分布
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某尾矿库三维流固耦合稳定性分析 被引量：13
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作者 张福宏 周怡帆 马海涛 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第5期754-759,共6页
为了解决尾砂滩面在渗流力的作用下可能产生较大沉降的这类问题,采用了三维流固耦合数值模拟计算的方法,分析评价此尾矿库达到一定标高后坝体在静态、动态和渗流条件下的尾矿稳定性.研究结果表明:坝体达到最终标高后,静态稳定性安全系数... 为了解决尾砂滩面在渗流力的作用下可能产生较大沉降的这类问题,采用了三维流固耦合数值模拟计算的方法,分析评价此尾矿库达到一定标高后坝体在静态、动态和渗流条件下的尾矿稳定性.研究结果表明:坝体达到最终标高后,静态稳定性安全系数2.48,具有较大安全余量;在堆积坝体表面上三种不同排渗措施的情况下,侵润线的平均埋深满足规范要求;在0.05 g地震力作用下,尾矿库能够保持稳定.研究结论为初步设计及施工图设计阶段提供依据. 展开更多
关键词 流固耦合 三维 数值模拟 尾矿 动力载荷 渗流 安全性分析 稳定性分析
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酸性环境中矸石胶结充填体强度及徐变特征 被引量：14
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作者 郭育霞 冉洪宇 +2 位作者 冯国瑞 王鹏 王泽华 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期361-369,共9页
为了研究酸性矿井水中矸石胶结充填体强度及长期变形特征,采用实验室加速腐蚀方法,测试不同质量分数和不同pH值硫酸溶液中充填体的抗压强度、质量、超声波波速、徐变变形随时间变化规律,建立了强度-时间、波速-强度及徐变模型,通过SEM和... 为了研究酸性矿井水中矸石胶结充填体强度及长期变形特征,采用实验室加速腐蚀方法,测试不同质量分数和不同pH值硫酸溶液中充填体的抗压强度、质量、超声波波速、徐变变形随时间变化规律,建立了强度-时间、波速-强度及徐变模型,通过SEM和XRD分析腐蚀后充填体微观结构及化学成分。研究表明:随腐蚀龄期的增加,试件抗压强度和波速先增加后减小,质量先减小后增加再减小,90 d后强度损伤度逐渐增大;pH值越小、充填材料质量分数越小,试件各宏观性能随龄期增长所受影响越大;充填体徐变应变随时间增长而增加,随pH值、质量分数的降低而增加;腐蚀前期,硅酸钙凝胶和钙矾石填充内部孔隙,试件承载能力增加;腐蚀后期,钙矾石分解生成二水石膏后吸水膨胀,破坏材料内部晶体结构,试件承载能力降低。 展开更多
关键词 矸石胶结充填体 酸性矿井水 强度 徐变 微观结构
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