条带空区充填复采技术与经济分析研究
发布时间：2021-08-05 22:08
陕北窄条带采空区遗留的大量煤柱,这些煤柱不仅浪费煤炭资源（矿井回采率只有30%左右）,随着时间的推移也将会引发煤层自燃、矿震等一系列灾害。近年来随着煤炭行情的回暖,部分煤矿资源枯竭,采空区遗留煤柱回收提上日程。本文针对常兴煤矿计划实施的条带空区复采项目,从技术和经济两方面论证其复采的可行性。在对常兴煤矿地质和采空区现状分析的基础上,利用有效面积法计算3107工作面采空区煤柱载荷为6.99MPa,采用实体煤单轴抗压强度计算煤柱稳定性系数为1.93,预估煤柱处于稳定状态;以榆阳区14个矿井条带空区为样本,通过BP神经网络训练出适应于榆阳区煤矿条带采空区稳定性评价模型,对常兴煤矿3107工作面评价,结果为采空区稳定。通过对3107工作面采空区煤样进行实验室力学实验,得到煤柱试件平均单轴抗压强度11.09MPa,弹性模量884.8MPa,泊松比0.25,单轴抗拉强度1.084MPa;运用霍克-布朗破坏准则对力学实验结果进行换算,得到采空区原位条带煤柱强度值最小值为10.52MPa,煤柱稳定系数为1.51,进一步验证采空区煤柱仍处于稳定状态。通过对承载体载荷分析,选择所受载荷较大的方案一,作为数...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2条带空区稳定性分析15降法学习规则，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值，使网络的误差平方和最校常见的BP网络拓扑结构由输入层、隐含层和输出层三部分构成，如图2.3所示。BP算法的学习过程由输入信号的正向传播和误差的反向传播两部分组成，在正向传播过程中，输入数据从输入层经过隐层神经元的处理后，传向输出层，每一层神经元的状态只影响下一层的神经元。如果输出层不能得到期望输出，则转入反向传播过程，此时误差信号从输出层向输入层传播并沿途调整各层间的连接权值和阈值，以使误差不断减小，直到达到精度要求。BP算法实际上是求误差函数的极小值，通过多个样本的反复训练，并采用梯度下降算法使得权值沿着误差函数负梯度方向改变，并收敛于最校图2.3BP神经网络拓扑结构2.3.2榆阳区条带采空区稳定性评价的BP网络模型构建（1）模型输入参数确定采空区失稳是一个复杂的过程，为了建立合理建立神经网络模型，需要准确合理的获取模型参数，通过现场调以及查阅文献资料，甄选出8个典型的参数作为榆阳区条带空区失稳模式识别输入参数，包括：顶板抗压强度、煤层厚度、煤层埋深、煤抗压强度、基采比、基载比、煤柱宽高比和采留比。（2）模型输出参数确定输出参数为采空区稳定性划分等级，分为三级。期望输出的三级值分别为：一级（采空区稳定）=（100），二级（采空区较稳定）=（010），三级（采空区不稳定）=（001）。（3）BP神经网络构造本模型基本结构由一个输入层、一个隐含层和一个输出层构成，隐含层节点数通过经验公式2n+1（n为输入节点数）获得。故本模型输入节点8个，隐含层节点17个，输出层节点3个。
网络训练结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]复采巷道过破碎顶板区钢梁支护研究[J]. 何峰,王振伟,于洋,张胜云,周玉龙,张小康. 煤炭科学技术. 2019(07)
[2]遗弃煤层复采综放工作面矿压规律研究[J]. 蔡为益,张东升,常泽超,陶祥令. 矿业研究与开发. 2019(05)
[3]固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征[J]. 安百富,余伟健,吴根水,王彩龙. 采矿与安全工程学报. 2019(03)
[4]电网企业售电公司财务效益综合评价[J]. 张云雷,俞静,牛东晓,李偲,戴舒羽. 会计之友. 2019(01)
[5]浅埋复采工作面厚硬岩层–煤柱结构模型及其稳定性研究[J]. 张明,成云海,王磊,姜福兴,李骐. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[6]采动效应下条带煤柱动态受力变形特征模拟研究[J]. 王文博,孙传平,胡大冲. 煤矿安全. 2018(08)
[7]矿产资源基地经济效益评估方法思考——以青海祁漫塔格矿集区为例[J]. 张亮,赵恒勤,李世祥,谭秀民,罗桥. 矿产保护与利用. 2018(01)
[8]基于形状指数和面积的不规则煤柱稳定性分析[J]. 孙庆先. 煤矿安全. 2017(12)
[9]基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性[J]. 张明,姜福兴,李家卓,焦振华,胡浩,舒凑先,高化军. 岩土力学. 2018(02)
[10]基于高斯过程机器学习算法的矿柱稳定性分析[J]. 赵国彦,刘建. 安全与环境学报. 2017(05)
博士论文
[1]高效膏体充填工作面覆岩控制的理论研究[D]. 张猛.中国矿业大学 2019
[2]煤矿新型胶结充填材料研发及其性能研究[D]. 于跃.中国矿业大学(北京) 2017
[3]厚煤层旧采区复采矿压规律及其应用研究[D]. 焦雪峰.太原理工大学 2016
硕士论文
[1]百子煤矿上行开采可行性研究[D]. 武军涛.西安科技大学 2017
[2]旧采残煤长壁开采煤柱应力分布及破坏规律研究[D]. 杨宁.太原理工大学 2017
[3]岱庄煤矿承压水上膏体充填开采技术研究[D]. 蒋昊良.中国矿业大学 2015
[4]厚煤层开采煤柱力学响应与蠕变特征数值模拟研究[D]. 陈辉.青岛理工大学 2008
[5]房柱式开采体系煤柱回收关键技术研究[D]. 刘进晓.山东科技大学 2006
本文编号：3324544
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2条带空区稳定性分析15降法学习规则，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值，使网络的误差平方和最校常见的BP网络拓扑结构由输入层、隐含层和输出层三部分构成，如图2.3所示。BP算法的学习过程由输入信号的正向传播和误差的反向传播两部分组成，在正向传播过程中，输入数据从输入层经过隐层神经元的处理后，传向输出层，每一层神经元的状态只影响下一层的神经元。如果输出层不能得到期望输出，则转入反向传播过程，此时误差信号从输出层向输入层传播并沿途调整各层间的连接权值和阈值，以使误差不断减小，直到达到精度要求。BP算法实际上是求误差函数的极小值，通过多个样本的反复训练，并采用梯度下降算法使得权值沿着误差函数负梯度方向改变，并收敛于最校图2.3BP神经网络拓扑结构2.3.2榆阳区条带采空区稳定性评价的BP网络模型构建（1）模型输入参数确定采空区失稳是一个复杂的过程，为了建立合理建立神经网络模型，需要准确合理的获取模型参数，通过现场调以及查阅文献资料，甄选出8个典型的参数作为榆阳区条带空区失稳模式识别输入参数，包括：顶板抗压强度、煤层厚度、煤层埋深、煤抗压强度、基采比、基载比、煤柱宽高比和采留比。（2）模型输出参数确定输出参数为采空区稳定性划分等级，分为三级。期望输出的三级值分别为：一级（采空区稳定）=（100），二级（采空区较稳定）=（010），三级（采空区不稳定）=（001）。（3）BP神经网络构造本模型基本结构由一个输入层、一个隐含层和一个输出层构成，隐含层节点数通过经验公式2n+1（n为输入节点数）获得。故本模型输入节点8个，隐含层节点17个，输出层节点3个。
网络训练结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]复采巷道过破碎顶板区钢梁支护研究[J]. 何峰,王振伟,于洋,张胜云,周玉龙,张小康. 煤炭科学技术. 2019(07)
[2]遗弃煤层复采综放工作面矿压规律研究[J]. 蔡为益,张东升,常泽超,陶祥令. 矿业研究与开发. 2019(05)
[3]固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征[J]. 安百富,余伟健,吴根水,王彩龙. 采矿与安全工程学报. 2019(03)
[4]电网企业售电公司财务效益综合评价[J]. 张云雷,俞静,牛东晓,李偲,戴舒羽. 会计之友. 2019(01)
[5]浅埋复采工作面厚硬岩层–煤柱结构模型及其稳定性研究[J]. 张明,成云海,王磊,姜福兴,李骐. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[6]采动效应下条带煤柱动态受力变形特征模拟研究[J]. 王文博,孙传平,胡大冲. 煤矿安全. 2018(08)
[7]矿产资源基地经济效益评估方法思考——以青海祁漫塔格矿集区为例[J]. 张亮,赵恒勤,李世祥,谭秀民,罗桥. 矿产保护与利用. 2018(01)
[8]基于形状指数和面积的不规则煤柱稳定性分析[J]. 孙庆先. 煤矿安全. 2017(12)
[9]基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性[J]. 张明,姜福兴,李家卓,焦振华,胡浩,舒凑先,高化军. 岩土力学. 2018(02)
[10]基于高斯过程机器学习算法的矿柱稳定性分析[J]. 赵国彦,刘建. 安全与环境学报. 2017(05)
博士论文
[1]高效膏体充填工作面覆岩控制的理论研究[D]. 张猛.中国矿业大学 2019
[2]煤矿新型胶结充填材料研发及其性能研究[D]. 于跃.中国矿业大学(北京) 2017
[3]厚煤层旧采区复采矿压规律及其应用研究[D]. 焦雪峰.太原理工大学 2016
硕士论文
[1]百子煤矿上行开采可行性研究[D]. 武军涛.西安科技大学 2017
[2]旧采残煤长壁开采煤柱应力分布及破坏规律研究[D]. 杨宁.太原理工大学 2017
[3]岱庄煤矿承压水上膏体充填开采技术研究[D]. 蒋昊良.中国矿业大学 2015
[4]厚煤层开采煤柱力学响应与蠕变特征数值模拟研究[D]. 陈辉.青岛理工大学 2008
[5]房柱式开采体系煤柱回收关键技术研究[D]. 刘进晓.山东科技大学 2006
本文编号：3324544
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