导水裂隙带发育高度预测的PCA-GA-Elman优化模型
2021-06-18施龙青吴洪斌李永雷吕伟魁
河南理工大学学报(自然科学版) 2021年4期
施龙青,吴洪斌,李永雷,吕伟魁
(1.山东科技大学 地球科学与工程学院,山东 青岛 266590;2.济宁能源发展集团有限公司,山东 济宁 272000;3.山东新巨龙能源有限责任公司,山东 菏泽 274918)
0 引 言
在煤矿常见的五大灾害事故中,矿井水灾一直是威胁煤矿安全生产的第二大灾害。地下煤层开采后,据煤矿开采“上三带”理论,将变形和破坏后的煤层覆岩分为3个带,即垮落带、裂隙带和缓慢下沉带,其中,垮落带和裂隙带统称为导水裂隙带[1]。在导水裂隙带内易形成裂隙通道,如果裂隙通道连通地下含水层,甚至地表,就会形成导水通道,使含水层或地表的水(沙)进入地下采场空间(如采煤工作面、采空区等),进而引发溃沙、突水等重大矿井水灾事故[2]。因此,精确预测导水裂隙带发育高度,判断导水裂隙带内是否形成导水通道,对于煤矿安全开采至关重要。
目前,确定导水裂隙带发育高度的方法主要分为两大类,一类是现场实测法,另一类是理论和经验公式计算法。现场实测法是确定导水裂隙带发育高度的主要方法,其他方法都是辅助方法。为了验证现场实测结果的可靠性,可以结合物理或数值模拟结果进行比较,以减少误判。现场实测法主要有注水试验法[3]、高密度电阻率法[4]、瞬变电磁法[5]、超声成像法[6]、声波CT层析成像法[7]等。
理论计算法主要是建立在固体力学基础上的解析法和数值法。如刘洋[8]研究了开采技术条件和岩石力学性质,运用FLAC3D建立数值模型,模拟并分析工作面采宽,确定出不同采宽条件下导水裂隙带的发育高度;……
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