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大倾角工作面覆岩三维破断运移演化规律
1
作者
解盘石
黄宝发
+5 位作者
伍永平
罗生虎
朱明建
易磊磊
徐辉
陈建杰
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第2期12-26,共15页
大倾角煤层安全高效开采的关键是对采场围岩与装备的多维耦合控制,定量化表征大倾角采场覆岩空间结构破断特征、采动裂隙发育和空隙分布特征是实现该类煤层精准岩层控制的前提。以大倾角长壁大采高工作面为工程背景,采用数值计算、现场...
大倾角煤层安全高效开采的关键是对采场围岩与装备的多维耦合控制,定量化表征大倾角采场覆岩空间结构破断特征、采动裂隙发育和空隙分布特征是实现该类煤层精准岩层控制的前提。以大倾角长壁大采高工作面为工程背景,采用数值计算、现场实测与理论分析相结合的研究方法,在厘定覆岩空间移动变形规律的基础上,引入三维曲率、岩体空隙率及分形几何理论定量描述了采场不同区域破断岩块的运移–堆砌–铰接特征及岩体裂隙分布规律,实现了大倾角大采高工作面开采过程中三维结构组成及采动裂隙场空间占位的动态精细定量表征。研究表明,大倾角大采高破断顶板在采场空间发生了多维度耦合的非均衡运动,中、上部顶板以垂直岩层运动为主,下部顶板演变为倾向下滑。顶板破坏形式沿倾向、走向、垂向呈现三维区域异化,上部破断岩块错层、跨层迁移形成倾斜砌体结构,采空区后方存在“非均匀矸石–弯曲悬臂梁–破断岩块”承载结构形成非均匀空顶区域,承载结构相互约束,随倾向位置、覆岩层位不同发生动态演化。支架阻力分区波动性分布,中部阻力>上、下部,走向非同步来压。曲率分布呈“横、竖O–X”形态,“O”型内部垮落岩块非平行同步下沉,倾向、反倾向堆砌结构并存,正负曲率不一,岩块间形成弱铰接结构。随覆岩层位升高,离层破坏区域向中下部和采空区中部偏移,岩体空隙率和分形维数呈现先增大后减小的现象。研究结果揭示了采空区内部覆岩三维破断运移规律,丰富了大倾角煤层岩层控制理论,也为顶板岩层运移规律的精细定量分析提供了新方法。
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关键词
大倾角煤层
大采高
覆岩破断运移
三维曲率
空隙率
分形特征
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职称材料
基于IWOA-LSSVM的矿用差压式流量计误差补偿方法
2
作者
王伟峰
李煜
+3 位作者
田丰
李卓洋
白玉
李寒冰
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第4期726-734,共9页
针对矿用差压式流量计易受井下瓦斯抽采管道中温度、湿度、压力等因素的干扰,导致测量误差较大的问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的误差补偿方法。采用鲸鱼算法(WOA)优化LSSVM模型的核函数参数...
针对矿用差压式流量计易受井下瓦斯抽采管道中温度、湿度、压力等因素的干扰,导致测量误差较大的问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的误差补偿方法。采用鲸鱼算法(WOA)优化LSSVM模型的核函数参数和惩罚因子,引入Tent混沌映射、随机性学习方法以及自适应权重,构建IWOA-LSSVM误差补偿模型;搭建试验模拟测试平台,模拟抽采管道环境,应用Matlab对监测数据进行仿真,对比BP神经网络、PSO-LSSVM算法、GWO-LSSVM算法的误差补偿结果。结果表明:相较于原始测量值,BP神经网络使差压式流量计平均百分比误差从7.40%下降到1.13%,PSO-LSSVM算法使平均百分比误差下降到1.05%,GWO-LSSVM算法使平均百分比误差下降到0.47%,而IWOA-LSSVM算法可以使百分比误差下降到0.23%。IWOA-LSSVM算法能有效消除环境因素对流量计输出结果的影响,提高了矿用差压式流量计的可靠性与检测精度。
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关键词
差压式流量计
误差补偿
鲸鱼算法
最小二乘支持向量机
瓦斯抽采
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职称材料
题名
大倾角工作面覆岩三维破断运移演化规律
1
作者
解盘石
黄宝发
伍永平
罗生虎
朱明建
易磊磊
徐辉
陈建杰
机构
西安科技大学能源学院
教育
部
西
部
矿井开采及灾害防治
重点
实验室
陕西省岩层控制
重点
实验室
煤矿智能安全技术与装备应急管理部重点实验室
四川川煤华荣能源有限责任公司
新疆焦煤(集团)有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第2期12-26,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174126)
陕西省杰出青年科学基金资助项目(2023-JC-JQ-42)
西安科技大学优博培育计划资助项目(PY24002)。
文摘
大倾角煤层安全高效开采的关键是对采场围岩与装备的多维耦合控制,定量化表征大倾角采场覆岩空间结构破断特征、采动裂隙发育和空隙分布特征是实现该类煤层精准岩层控制的前提。以大倾角长壁大采高工作面为工程背景,采用数值计算、现场实测与理论分析相结合的研究方法,在厘定覆岩空间移动变形规律的基础上,引入三维曲率、岩体空隙率及分形几何理论定量描述了采场不同区域破断岩块的运移–堆砌–铰接特征及岩体裂隙分布规律,实现了大倾角大采高工作面开采过程中三维结构组成及采动裂隙场空间占位的动态精细定量表征。研究表明,大倾角大采高破断顶板在采场空间发生了多维度耦合的非均衡运动,中、上部顶板以垂直岩层运动为主,下部顶板演变为倾向下滑。顶板破坏形式沿倾向、走向、垂向呈现三维区域异化,上部破断岩块错层、跨层迁移形成倾斜砌体结构,采空区后方存在“非均匀矸石–弯曲悬臂梁–破断岩块”承载结构形成非均匀空顶区域,承载结构相互约束,随倾向位置、覆岩层位不同发生动态演化。支架阻力分区波动性分布,中部阻力>上、下部,走向非同步来压。曲率分布呈“横、竖O–X”形态,“O”型内部垮落岩块非平行同步下沉,倾向、反倾向堆砌结构并存,正负曲率不一,岩块间形成弱铰接结构。随覆岩层位升高,离层破坏区域向中下部和采空区中部偏移,岩体空隙率和分形维数呈现先增大后减小的现象。研究结果揭示了采空区内部覆岩三维破断运移规律,丰富了大倾角煤层岩层控制理论,也为顶板岩层运移规律的精细定量分析提供了新方法。
关键词
大倾角煤层
大采高
覆岩破断运移
三维曲率
空隙率
分形特征
Keywords
steeply dipping coal seam
large mining height
overburden rock fracture migration
three dimensional curvature
porosity
fractal features
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
基于IWOA-LSSVM的矿用差压式流量计误差补偿方法
2
作者
王伟峰
李煜
田丰
李卓洋
白玉
李寒冰
机构
西安科技大学
安全
科学与工程学院
西安科技大学
煤矿智能安全技术与装备应急管理部重点实验室
西安科技大学通信与信息工程学院
西安科技大学电气与控制工程学院
出处
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第4期726-734,共9页
基金
陕西省重点研发计划项目(2021SF-472,2022QCY-LL-70)
陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2023KXJ-052)。
文摘
针对矿用差压式流量计易受井下瓦斯抽采管道中温度、湿度、压力等因素的干扰,导致测量误差较大的问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的误差补偿方法。采用鲸鱼算法(WOA)优化LSSVM模型的核函数参数和惩罚因子,引入Tent混沌映射、随机性学习方法以及自适应权重,构建IWOA-LSSVM误差补偿模型;搭建试验模拟测试平台,模拟抽采管道环境,应用Matlab对监测数据进行仿真,对比BP神经网络、PSO-LSSVM算法、GWO-LSSVM算法的误差补偿结果。结果表明:相较于原始测量值,BP神经网络使差压式流量计平均百分比误差从7.40%下降到1.13%,PSO-LSSVM算法使平均百分比误差下降到1.05%,GWO-LSSVM算法使平均百分比误差下降到0.47%,而IWOA-LSSVM算法可以使百分比误差下降到0.23%。IWOA-LSSVM算法能有效消除环境因素对流量计输出结果的影响,提高了矿用差压式流量计的可靠性与检测精度。
关键词
差压式流量计
误差补偿
鲸鱼算法
最小二乘支持向量机
瓦斯抽采
Keywords
differential pressure flowmeter
error compensation
whale optimization algorithm
least squares support vector machine
gas extraction
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大倾角工作面覆岩三维破断运移演化规律
解盘石
黄宝发
伍永平
罗生虎
朱明建
易磊磊
徐辉
陈建杰
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于IWOA-LSSVM的矿用差压式流量计误差补偿方法
王伟峰
李煜
田丰
李卓洋
白玉
李寒冰
《西安科技大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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