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改进黏菌算法优化TCN−LSTM−MHSA的巷道锚杆(索)应力预测模型
1
作者 齐俊艳 车玉浩 +1 位作者 王磊 袁瑞甫 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期129-139,共11页
锚杆(索)应力的变化过程呈现明显的短期突变与长期时序依赖特征,而传统单一预测模型对长期趋势建模能力有限且对局部突变敏感性不足,往往难以全面捕捉上述复杂特征。针对该问题,提出一种基于改进黏菌算法(ISMA)优化时间卷积网络(TCN)−... 锚杆(索)应力的变化过程呈现明显的短期突变与长期时序依赖特征,而传统单一预测模型对长期趋势建模能力有限且对局部突变敏感性不足,往往难以全面捕捉上述复杂特征。针对该问题,提出一种基于改进黏菌算法(ISMA)优化时间卷积网络(TCN)−长短期记忆网络(LSTM)−多头自注意力机制(MHSA)的锚杆(索)应力预测模型。在煤矿巷道锚杆(索)应力预测问题中,模型训练过程通常涉及超参数调整、学习率选择等复杂优化任务,为提升模型的训练效率与预测精度,提出ISMA,引入邻域搜索与动态步长因子增强局部搜索能力,融合人工蜂群搜索机制提升全局搜索效率,有效增强模型跳出局部最优解的能力。TCN−LSTM−MHSA模型采用TCN提取局部时序特征,利用LSTM学习数据的长期依赖关系,通过MHSA强化对全局时序依赖的建模,从而提高模型对锚杆(索)应力的预测能力。在TCN−LSTM−MHSA模型的训练中利用ISMA对学习率进行迭代寻优,以提高模型的预测精度和速度。实验结果表明:①与黏菌算法(SMA)、遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、麻雀搜索算法(SSA)相比,ISMA优化策略在多个基准函数测试中表现出更优的收敛速度与寻优能力。②在应力预测实验中,通过消融实验验证了TCN,LSTM,MHSA模块的必要性。③ISMA优化TCN−LSTM−MHSA模型在MAE,RMSE及R 2等指标上均优于BP,GRU等主流预测模型,具有更高的预测精度和稳定性。 展开更多
关键词 锚杆(索)支护 锚杆(索)应力预测 黏菌算法 时间卷积网络 长短期记忆网络 多头自注意力机制
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锚杆(索)支护体让压减震技术研究 被引量：5
2
作者 陈新年 王云青 +1 位作者 樊佳伟 李永强 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第9期65-70,共6页
在大埋深、高地应力等复杂地质条件下,现有的支护体无法有效适应围岩的大变形,易导致锚杆、锚索支护体大面积破断失效。详细分析了锚杆(索)支护体的让压减震作用机理,提出了锚杆(索)支护体让压减震功能实现的关键技术(让压点、让压距离... 在大埋深、高地应力等复杂地质条件下,现有的支护体无法有效适应围岩的大变形,易导致锚杆、锚索支护体大面积破断失效。详细分析了锚杆(索)支护体的让压减震作用机理,提出了锚杆(索)支护体让压减震功能实现的关键技术(让压点、让压距离及减震能力),并对工程中常用的单炮管和新型让压减震装置特性进行了对比分析。研究表明:①新型让压减震装置在高度相同的情况下,壁厚3.0 mm、3.5 mm时所对应的让压点分别为60kN、73 kN,约束环壁厚越大,让压点也越大;②在约束环壁厚相同的情况下,35 mm高度下让压距离约15 mm,40mm高度下让压距离约20 mm,随着约束环高度的增大,让压距离也随之增大;③在受到外部冲击荷载作用时,其弹性压缩量可达4~5 mm,具有明显的吸收震动荷载的能力,让压减震效果显著,单炮管让压装置的让压距离仅为新型让压减震装置让压距离的1/2,受到外部冲击荷载作用时,在不同冲击高度下的冲击变形量仅有0.5 mm左右,压缩之后的弹性恢复能力方面存在明显不足,减震效果不明显。 展开更多
关键词 锚杆(索)支护体 让压减震 让压点 让压距离
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浅埋厚硬顶板煤层巷道围岩支护参数优化 被引量：3
3
作者 刘小庆 魏世荣 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期312-316,322,共6页
为保证煤炭安全高效绿色开采,避免优质顶板条件下巷道的过度支护问题,以山西某煤矿为研究对象,采用理论分析、实验室试验、数值模拟同工程实践相结合的方法,分析获得了浅埋煤层厚硬顶板围岩力学参数及岩体特征,基于自然平衡拱理论重新... 为保证煤炭安全高效绿色开采,避免优质顶板条件下巷道的过度支护问题,以山西某煤矿为研究对象,采用理论分析、实验室试验、数值模拟同工程实践相结合的方法,分析获得了浅埋煤层厚硬顶板围岩力学参数及岩体特征,基于自然平衡拱理论重新设计了4种15#煤层一采区辅运巷道支护方案,并利用有限元数值模拟软件对原方案与其他支护方案在采动影响下巷道围岩变形量、应力分布规律、塑性区发育范围进行了对比分析。研究结果表明:使用优化方案后,围岩应力积聚处于可控范围内,顶板最大下沉量65.19 mm,底鼓量30.39 mm,帮鼓量174.59 mm,每百米节省锚杆(索)量23.08%,巷道掘进速度显著提高。 展开更多
关键词 厚硬顶板 巷道支护 锚杆(索)支护 支护优化 数值模拟
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基于VR场景的锚杆(索)支护工隐患排查培训系统研究与应用
4
作者 李宣东 王翀 +8 位作者 武永明 白磊 涂辉 方亚东 张洪清 戚永锋 赵清全 宋彦东 赵红泽 《中国煤炭》 2025年第8期104-111,共8页
在煤矿巷道开拓、掘进过程中,锚杆(索)支护是确保其安全开采的重要环节,支护工作中往往因人的不安全行为、物的不安全状态而存在大量的安全隐患。针对巷道支护过程中锚杆(索)支护隐患较多、设备姿态和动作的可视化程度低、人员培训不到... 在煤矿巷道开拓、掘进过程中,锚杆(索)支护是确保其安全开采的重要环节,支护工作中往往因人的不安全行为、物的不安全状态而存在大量的安全隐患。针对巷道支护过程中锚杆(索)支护隐患较多、设备姿态和动作的可视化程度低、人员培训不到位等问题,利用VR重构、相位算法除噪、数据一体化等关键技术,在锚杆(索)隐患排查业务需求及流程设计的基础上,构建巷道支护的真实场景,设计了基于VR场景的锚杆(索)支护工隐患排查培训系统。介绍了系统的总体架构设计,详细阐述了系统关键技术。经现场实际应用表明,基于VR场景建立的锚杆(索)支护隐患排查与培训系统培训内容针对性强、培训效果良好,能够提高支护工的安全隐患意识。 展开更多
关键词 锚杆(索)支护 隐患排查 VR场景 培训系统
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富水弱胶结顶板巷道支护优化设计研究 被引量：10
5
作者 陈康 杨张杰 +2 位作者 王福海 王威 王庆牛 《煤炭工程》 北大核心 2022年第11期79-83,共5页
为了解决西部煤矿富水弱胶结顶板巷道支护优化设计的问题,通过对西部煤矿富水弱胶结顶板取芯岩石试件试验研究,得出其岩石试件在浸水24h后即达到浸水饱和状态,在垂向上易发生膨胀变形离层,且单轴抗压强度较常态下降低了18.9%。根据试验... 为了解决西部煤矿富水弱胶结顶板巷道支护优化设计的问题,通过对西部煤矿富水弱胶结顶板取芯岩石试件试验研究,得出其岩石试件在浸水24h后即达到浸水饱和状态,在垂向上易发生膨胀变形离层,且单轴抗压强度较常态下降低了18.9%。根据试验结果及现场实际地质情况,提出了断面优化、顶板支护锚固力增强优化技术、巷道的梯度锚固优化技术这三种针对性的巷道支护优化设计。现场观测结果表明:在经过巷道支护优化后,巷道掘进期间顶板浅深部离层绝大多数都在0~10mm内分布,巷道围岩锚杆(索)增幅载荷大部分在11~30kN分布,均在锚杆及锚索的承载能力范围内,巷道掘巷期间矿压显现不明显。实现了巷道掘进安全支护,同时为西部煤矿富水弱胶结顶板巷道支护进行了优化支护实践论证。 展开更多
关键词 西部煤矿 弱胶结围岩 支护优化 巷道断面 锚杆(索)支护 锚固力
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综放工作面过岩墙技术 被引量：1
6
作者 林琳 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第7期934-937,共4页
根据5 802工作面火成岩墙侵入情况,提出了预掘岩墙空巷的工作面过岩墙技术方案.确定了空巷掘进的时空参数;设计空巷锚杆(索)联合支护方案,采用树脂注浆加固空巷围岩;工作面采用伪斜推进,逐段分区通过岩墙.现场施工结果表明:工作面通过... 根据5 802工作面火成岩墙侵入情况,提出了预掘岩墙空巷的工作面过岩墙技术方案.确定了空巷掘进的时空参数;设计空巷锚杆(索)联合支护方案,采用树脂注浆加固空巷围岩;工作面采用伪斜推进,逐段分区通过岩墙.现场施工结果表明:工作面通过岩墙期间,除局部围岩应力集中明显外,工作面及回采巷道围岩稳定性均得到有效控制,形成了一套快速、安全通过岩墙的技术方案,为其他矿井解决类似问题提供了较好的工程借鉴. 展开更多
关键词 岩墙 综放工作面 预掘空巷 围岩加固 锚杆(索)支护 空巷掘进 矿压监测 开采影响
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底板钻锚注浆技术在高应力软岩回采巷道底臌防治中的应用 被引量：1
7
作者 杨晓成 刘志蒙 《中国矿业》 北大核心 2013年第7期83-86,共4页
针对某矿8902回风巷底臌防治难题,本文在理论分析巷道底臌的形式和原因的基础上,分析了空心注浆锚杆加固改善底板岩层的结构与强度、形成锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱的机理,认为空心注浆锚杆加固技术可提高支护结构的整体性和承... 针对某矿8902回风巷底臌防治难题,本文在理论分析巷道底臌的形式和原因的基础上,分析了空心注浆锚杆加固改善底板岩层的结构与强度、形成锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱的机理,认为空心注浆锚杆加固技术可提高支护结构的整体性和承载能力;根据试验巷道的采矿地质条件设计了底板锚注加固支护方案,并进行了工业性试验,结果表明:底板钻锚注加固技术显著减小了巷道底板变形量,有效控制了巷道底臌。 展开更多
关键词 高应力 动压软岩巷道 分阶段加固补强 锚杆(索)支护 滞后注浆加固 分阶段锚注支护
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沿空留巷两回采巷道分区域围岩控制技术研究 被引量：9
8
作者 张荣刚 王帅锋 +1 位作者 袁显湖 崔东亮 《煤炭工程》 北大核心 2022年第S01期37-43,共7页
以神东煤炭集团锦界煤矿31116工作面两回采巷道为研究对象,提出了沿空留巷双巷综合支护技术思路:基于工作面的地质条件对工作面上方的关键层顶板进行分析确定,该工作面机尾压力较大,机尾采空区悬顶长度较大,悬顶长度最长时可达40m以上,... 以神东煤炭集团锦界煤矿31116工作面两回采巷道为研究对象,提出了沿空留巷双巷综合支护技术思路:基于工作面的地质条件对工作面上方的关键层顶板进行分析确定,该工作面机尾压力较大,机尾采空区悬顶长度较大,悬顶长度最长时可达40m以上,宽度2m左右,机尾压力一直紧随工作面。结果表明:工作面上方存在三组关键层,其中J4岩层粉砂岩、J6粉砂岩层为亚关键层;J12岩层粗粒砂岩为主关键层;对工作面煤层以及顶底板进行参数测试,提供基本的力学数据;对空巷进行锚杆(索)支护模拟,模拟工作面回采期间,锚杆的受力状态以及围岩的变形效果;工作面推进过程中,对两回采巷道进行矿压规律的实时监测,对试验结果进行分析,验证机尾沿空留巷两回采巷道支护设计思路的可行性。现场实测结果表明:机尾围岩分区域综合控制技术可有效提高围岩得完整性。可以为类似沿空留巷条件下回采工作面支护方式的确定提供参考依据,利于沿空煤矿无煤柱开采的成熟应用。 展开更多
关键词 沿空留巷 回采巷道 超前支护 锚杆(索)支护
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高应力大断面软岩巷道破坏机理物理模拟研究
9
作者 许敏 《煤炭工程》 北大核心 2014年第5期42-44,47,共4页
以陕西铜川矿业公司徐家沟煤矿的东5#煤进风斜巷软岩巷道为研究对象,采用相似材料模拟方法来研究具有软岩特征的巷道破坏特征及破坏机理,通过对巷道破坏的外观形态特征进行观测分析,总结出巷道变形过程及破坏形式;通过对巷道围岩位移的... 以陕西铜川矿业公司徐家沟煤矿的东5#煤进风斜巷软岩巷道为研究对象,采用相似材料模拟方法来研究具有软岩特征的巷道破坏特征及破坏机理,通过对巷道破坏的外观形态特征进行观测分析,总结出巷道变形过程及破坏形式;通过对巷道围岩位移的监测,总结分析巷道围岩在加载条件下围岩变形过程;通过对锚杆锚索锚固力的监测分析,总结锚杆锚索工作状态。最后,分析总结了该矿高应力大断面软岩巷道变形、破坏过程及特征。 展开更多
关键词 相似模拟 锚杆(索)支护 流变 支护失效
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