房柱式采矿地压动态控制及人工智能应用研究

摘要

该论文从对采场地压动态性的认识出发,以动态的观点详细研究和论述了房柱式空场采矿法采场地压的控制方法及实施步骤,为福建省南平钽铌矿及类似矿山矿体开采过程中的地压控制提供了科学指导.对地压进行动态控制,有利于提高矿体开采的安全性,有利于提高矿石回采率和矿山经济效益.为了实现对采场地压进行动态控制,需能对矿房顶板和矿柱破坏模式进行快速准确的判断;需能及时确定地应力及矿岩体物理力学性质参数指标,并在采矿过程中不断修正、求精;需能对采场围岩应力及变形进行快速分析;需对采场地压进行实时监测.为此,论文对上述诸方面的问题进行了较详细的研究和论述.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1前言

1.2采场地压动态控制的必要性及意义

1.3国内外研究现状

第二章采场地压动态控制

2.1采场地压动态性产生的原因

2.1.1地质条件的变化

2.1.2矿体赋存条件的变化

2.1.3应力环境的变化

2.1.4岩石具有应力历史记忆特性

2.2采场地压动态控制的含义及内容

2.3采场地压动态控制方法

2.4采场地压动态控制的实施步骤

第三章专家系统识别顶板和矿柱破坏模式

3.1前言

3.2国内外研究进展

3.3顶板及矿柱破坏模式知识库

3.3.1顶板破坏模式及其影响因素

3.3.2矿柱破坏模式及其影响因素

3.3.3知识库的建立

3.4系统简介

3.5系统运行及检验

第四章人工神经网络方法辨识岩石力学参数

4.1前言

4.2基本原理

4.3巷道围岩变形观测

4.3.1观测地点的选择

4.3.2测点安装

4.3.3观测项的选择

4.3.4观测

4.3.5观测结果的处理

4.4岩石力学参数的可辨识性分析

4.5岩石力学参数辨识的稳定性

4.6神经网络结构与网络训练

4.6.1网络结构

4.6.2训练样本

4.6.3网络训练

4.7岩石力学参数辨识的步骤

4.8神经网络辨识初始地应力实例

4.8.1巷道围岩变形观测

4.8.2训练样本生成

4.8.3网络结构及网络训练

4.8.4预测结果及分析

第五章地下采矿工程岩石力学问题的数值模拟方法

5.1前言

5.2数值模拟方法评述

5.2.1有限单元法

5.2.2离散单元法

5.2.3拉格朗日元法

5.3数值模拟方法选择

5.4计算模型的建立

5.4.1几何形状

5.4.2计算范围

5.4.3边界条件

5.4.4初始状态

5.4.5模型离散化

5.4.6支护结构的作用

5.4.7岩体性质及力学指标

5.5计算结果分析

第六章采场地压观测

6.1地压观测的目的及内容

6.2地压观测

6.2.1观测点布置

6.2.2观测方法

6.2.3仪表选型及安装

6.2.4观测实施

6.3地压观测的结果整理分析及应用

6.3.1观测结果的整理分析

6.3.2地压观测数据的应用

第七章南平钽铌矿基于地压控制的矿体开采规划

7.1前言

7.2地质及开采技术条件

7.3开采区段划分

7.4采场结构尺寸初选及采场破坏模式识别

7.4.1采场结构参数初选

7.4.2采场顶板及矿柱可能破坏模式识别

7.5采场稳定性的数值模拟计算分析

7.5.1数值模拟方法

7.5.2计算方案

7.5.3计算模型

7.5.4初始地应力场

7.5.5采场稳定性分析及参数优化

7.5.6上下盘矿体回采顺序

7.6矿块布置

7.7采场地压观测

7.7.1地压观测方法选择

7.7.2测点布置

7.7.3测点安装及观测

7.8初始地应力场测试

附图

第八章结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论著、获奖情况

作者简历