RU2751991C1 - Method for predicting data on pressure changes in surrounding rocks of stope area - Google Patents
Method for predicting data on pressure changes in surrounding rocks of stope area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751991C1 RU2751991C1 RU2020140889A RU2020140889A RU2751991C1 RU 2751991 C1 RU2751991 C1 RU 2751991C1 RU 2020140889 A RU2020140889 A RU 2020140889A RU 2020140889 A RU2020140889 A RU 2020140889A RU 2751991 C1 RU2751991 C1 RU 2751991C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- surrounding rocks
- data
- working
- surrounding
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 42
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 40
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 26
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 22
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 19
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000013277 forecasting method Methods 0.000 claims 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 10
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 3
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011439 discrete element method Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу прогнозирования данных изменения давления окружающих пород очистной выработки и относится к области контроля горных пород, окружающих горные выработки.The present invention relates to a method for predicting pressure changes in the surrounding rock formation in a working and relates to the field of monitoring rocks surrounding a mine.
Уровень техникиState of the art
Среди трех типов угольных горных выработок, включающих разрабатывающие выработки, подготовительные выработки и очистные выработки, очистные выработки имеют более короткий срок эксплуатации, поэтому конструкция их крепей должна удовлетворять применению только по назначению в период проведения очистки. Следовательно, изменение давления окружающих пород очистной выработки во время проходки и очистки является более интенсивным, чем для остальных двух типов выработок. Измерение деформационного сближения поверхности очистной выработки является одной из обязательных измерительных операций во время проходки и очистки очистной выработки и выполняется следующим основным способом: сразу после выемки массива угольной породы некоторые опорные точки остаются на двух стенах и кровле выработки в качестве контрольных точек измерения; для измерения небольших изменений расстояния между любыми контрольными точками в течение конкретного периода времени используют контрольно-измерительный инструмент, чтобы рассчитать деформацию сближения и скорость деформации кровли и подошвы, а также двух стен выработки, которые используют с целью оценки инженерной устойчивости и руководства при проектировании крепей.Among the three types of coal mine workings, including development workings, preparatory workings and sewage workings, workings have a shorter service life, therefore, the design of their supports should only satisfy their intended use during the cleaning period. Consequently, the change in the pressure of the surrounding rocks of the production opening during excavation and cleaning is more intense than for the other two types of workings. Measurement of the deformation convergence of the surface of the working mine is one of the mandatory measuring operations during the excavation and cleaning of the working mine and is performed in the following main way: immediately after the excavation of the coal rock mass, some control points remain on two walls and the roof of the working as control measurement points; To measure small changes in the distance between any control points over a specific period of time, a test tool is used to calculate the convergence deformation and deformation rate of the roof and bottom, as well as the two walls of the working, which are used to assess engineering stability and guide the design of supports.
Наблюдение за сближением окружающей породы очистной выработки, которое включает проседание кровли выработки, выпучивание подошвы, сближение стен выработки, сближение глубокой окружающей породы и остальной области участка выработки, и т.д. является наиболее часто используемым и наиболее широко применяемым способом наблюдения за давлением окружающей породы горной выработки в шахтах в стране и за рубежом. Среди них наиболее широко применяемым и самым основным методом расположения точек измерения для наблюдения за сближением является метод «крестообразного» расположения точек измерения, т.е., изменение и развитие сближение кровли, подошвы и двух стен со временем наблюдается после выполнения выемки очистной выработки. Если участок выработки является большим и сложный процесс деформации под нагрузкой необходимо проанализировать и изучить, также используют способ наблюдения за деформацией с несколькими периферийными точками измерения. Очистная выработка находится на стороне фронта очистного забоя. В течение значительного периода времени в течение срока эксплуатации очистная выработка подвергается влиянию добычи на фронте очистного забоя и напряжения в ней демонстрируют очевидную ассиметрию, поэтому процесс развития в ней деформации также имеет очевидную ассиметрию. Для изучения деформации и ее контрольных характеристик часто используют способы «艹-образного» и «шурфообразного» расположения точек измерения в виде.Observing the convergence of the surrounding rock of the working face, which includes subsidence of the roof of the working, bulging of the bottom, convergence of the walls of the working, convergence of the deep surrounding rock and the rest of the area of the mine, etc. is the most frequently used and most widely used method of monitoring the pressure of the surrounding rock of a mine working in mines at home and abroad. Among them, the most widely used and most basic method of locating measurement points for observing the convergence is the method of "cruciform" arrangement of measurement points, ie, the change and development of convergence of the roof, base and two walls over time is observed after the excavation of the working development. If the working section is large and a complex deformation process under load needs to be analyzed and studied, a deformation observation method with several peripheral measurement points is also used. The working development is located on the side of the working face front. For a significant period of time during the life of the working face, the working face is influenced by the production at the face of the working face and the stresses in it demonstrate an obvious asymmetry, therefore, the process of deformation development in it also has an obvious asymmetry. To study the deformation and its control characteristics, methods of "艹 -shaped" and "pit-like" arrangement of measurement points in the form are often used.
Что касается наблюдения за давлением окружающих пород очистной выработки, на отечественных и зарубежных шахтах в основном используется метод, предусматривающий использование стационарных станций наблюдения для длительного контроля, который занимает больше времени и малоэффективен при прогнозировании аварийных ситуаций в очистных выработках, связанных с давлением окружающих пород.With regard to monitoring the pressure of the surrounding rocks of the working mine, in domestic and foreign mines, a method is mainly used that involves the use of stationary observation stations for long-term monitoring, which takes more time and is ineffective in predicting emergencies in the working workings associated with the pressure of the surrounding rocks.
В настоящее время существуют в основном три типа широко используемых способов изучения характеристик изменения давления окружающих пород очистных выработок: в первом способе длительное полевое наблюдение проводят в процессе изменения давления окружающих пород очистной выработки, например, наблюдают сближение кровли и подошвы, нагрузку на крепь и осадку колонны (подвижной колонны), которые в целом называют «тремя величинами»; второй способ представляет собой метод численного анализа на основе метода конечных разностей (FDM), метода конечных элементов (FEM), метода граничных элементов (BEM), метода дискретных элементов (DEM), метода элементов Лагранжа, метода интерполяции с помощью цифрового дифференциального анализатора (DDA), метода многочленных элементов (MEM), метода, не использующего элементы и их смешанных приложений, а также других методов численного моделирования. Например, для моделирования закона распределения напряжений и характеристик распределения смещения выработки используют программное обеспечение FLAC3D, 3DEC или ANSYS; третий способ представляет собой способ исследования экспериментальным моделированием аналогичного материала, который заключается в создании в лаборатории в соответствии с принципом подобия модели, аналогичной прототипу очистной выработки, использовании контрольно-измерительных приборов для наблюдения механических параметров в модели и зависимостей их распределения, использовании результатов исследования модели для получения вывода о механических явлениях, которые могут происходить в прототипе очистной выработки, и о законе распределения давления в массиве горных пород для решения фактических инженерных проблем в массиве горных пород.Currently, there are mainly three types of widely used methods for studying the characteristics of pressure changes in the surrounding rocks of the working workings: in the first method, long-term field observation is carried out in the process of changing the pressure of the surrounding rocks of the working workings, for example, they observe the convergence of the roof and bottom, the load on the support and the settlement of the column (movable columns), which are generally referred to as "three quantities"; the second is a finite difference method (FDM), finite element method (FEM), boundary element method (BEM), discrete element method (DEM), Lagrange element method, digital differential analyzer interpolation method (DDA ), the method of polynomial elements (MEM), the method without elements and their mixed applications, as well as other methods of numerical modeling. For example, the software FLAC 3D , 3DEC or ANSYS is used to simulate the stress distribution law and the characteristics of the displacement distribution of the working; the third method is a method of research by experimental modeling of a similar material, which consists in creating in the laboratory in accordance with the principle of similarity of the model, similar to the prototype of a working mine, using instrumentation to observe mechanical parameters in the model and their distribution dependencies, using the results of model research for obtaining a conclusion about the mechanical phenomena that can occur in the prototype of a stope, and about the law of pressure distribution in the rock mass in order to solve actual engineering problems in the rock mass.
Хотя зависимость для давления окружающих пород, полученная при длительном наблюдении очистной выработки является наиболее достоверной и точной, самым большим недостатком является то, что для этого требуется длительное время.Although the dependence for the pressure of the surrounding rocks, obtained from long-term observation of the production working, is the most reliable and accurate, the biggest disadvantage is that this takes a long time.
Когда метод численного анализа используют для изучения характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки, то используют физические и механические параметры окружающей породы выработки, в то время как фактические условия очистной выработки часто являются очень сложными и созданной модели сложно точно отразить фактическое состояние очистной выработки, и полученные результаты также сильно отличаются от фактического состояния и обычно используются только в качестве справки.When the method of numerical analysis is used to study the characteristics of the pressure change of the surrounding formation formation, the physical and mechanical parameters of the surrounding formation formation are used, while the actual conditions of the production formation are often very complex and the generated model is difficult to accurately reflect the actual state of the production formation, and the resulting the results are also very different from the actual condition and are usually used as a reference only.
Аналогичный эксперимент по моделированию материала в большей степени подходит для изучения характеристик изменения давления окружающих пород выработки в конкретных условиях. Этот способ редко используют для анализа характеристик изменения давления окружающих пород и изменения зависимостей в стандартной очистной выработки.A similar material modeling experiment is more suitable for studying the characteristics of pressure changes in the surrounding formation rocks in specific conditions. This method is rarely used to analyze the characteristics of the pressure changes of the surrounding rocks and the changes in the dependencies in a standard production opening.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Задача изобретения: устранение недостатков существующих способов изучения характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки предшествующего уровня техники, таких как большой расход времени, низкая эффективность, низкая точность, плохой эффект прогнозируемости и ограниченная сфера применения. Настоящее изобретение обеспечивает способ прогнозирования данных изменения давления окружающих пород очистной выработки для надежного прогнозирования характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки за короткое время.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the existing methods for studying the characteristics of pressure changes in the surrounding rocks of the working development of the prior art, such as high time consumption, low efficiency, low accuracy, poor predictability effect and limited scope. The present invention provides a method for predicting pressure change data from surrounding formation formation to reliably predict pressure change characteristics of surrounding formation formation over a short period of time.
Техническое решение: способ прогнозирования данных изменения давления окружающих пород очистной выработки согласно настоящему изобретение включает создание модели прогнозирования скорости изменения данных изменения давления окружающих пород на любом участке очистной выработки, и ее интегрирование для получения прогнозной вариационной модели данных изменения давления окружающих пород в определенном интервале; многократное получение серии фактических отличий данных изменения давления окружающих пород путем сбора данных изменения давления окружающих пород с различных станций наблюдения в различных положениях относительно фронта очистного забоя; и использование прогнозной вариационной модели данных изменения давления окружающих пород в определенном интервале для выполнения нелинейной регрессии на серии фактических отличий данных изменения давления окружающих пород для определения функционального выражения скорости изменения и накопленного разброса данных изменения давления окружающих пород очистной выработки.Technical solution: a method for predicting pressure change data of surrounding rocks of a working development according to the present invention includes creating a model for predicting the rate of change of data of changes in pressure of surrounding rocks in any part of a working opening, and integrating it to obtain a predictive variational model of data changing pressure of surrounding rocks in a certain interval; multiple acquisition of a series of actual differences in pressure change data from surrounding rocks by collecting data on pressure changes from surrounding rocks from different observation stations in different positions relative to the face of the working face; and using a predictive variation model of the surrounding pressure change data over a defined interval to perform nonlinear regression on a series of actual differences in the surrounding rock pressure data to determine a functional expression for the rate of change and the cumulative scatter of the face pressure change data of the longwall.
Способ прогнозирования данных изменения давления окружающих пород очистной выработки согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:The method for predicting pressure change data of the surrounding formation formation according to the present invention includes the following steps:
1) создание прогнозной вариационной модели данных изменения давления окружающих пород на одном и том же участке выработки, причем в очистной выработке модель прогнозирования скорости изменения данных изменения давления окружающих пород на любом участке выработки представляет собой v(x), модель прогнозирования накопленного разброса данных изменения давления окружающих пород имеет вид , и прогнозная вариационная модель данных изменения давления окружающих пород имеет вид ; время деформации, происходящей на любом участке выработки представляет собой ; данные изменения давления окружающих пород представляют собой данные по механике и смещению, относящиеся к изменению давления окружающих пород очистной выработки, включающие отделение кровли, проседание кровли, выпучивание подошвы, сближение двух стен, смещение глубокой формации породы, нагрузку на анкерные стержни и анкерные кабели очистной выработки;1) creation of a predictive variational model of the data on pressure changes of the surrounding rocks in the same section of the mine, and in the longwall, the model for predicting the rate of change in the pressure changes in the surrounding rocks at any section of the mine is v ( x ), the model for predicting the accumulated scatter of the pressure change data surrounding rocks looks like , and the predictive variational model of the data on pressure changes in the surrounding rocks has the form ; the time of deformation occurring at any section of the mine is ; Surrounding pressure change data represent mechanical and displacement data related to the change in pressure of the surrounding rock formation, including roof separation, roof subsidence, bottom bulging, two-wall convergence, deep rock formation displacement, load on anchor rods and anchor cables of the longwall ;
где, v - скорость изменения данных изменения давления окружающих пород, u - накопленный разброс данных изменения давления окружающих пород; x - расстояние от участка выработки до фронта очистного забоя в направлении продвижения фронта очистного забоя, причем когда участок выработки находится впереди фронта очистного забоя, x<0, а когда участок выработки находится позади фронта очистного забоя, x>0; фронт очистного забоя на стадии влияния проходки относится к фронту очистного забоя при проходке, а фронт очистного забоя на стадии влияния добычи относится к фронту очистного забоя при очистке; x 0 - расстояние от любого участка выработки до фронта очистного забоя в начале его деформации; x m и x n представляют собой различные расстояния от участка выработки до фронта очистного забоя, и x m <x n ; L - суточный объем бурения фронта забоя,where, v is the rate of change in the pressure change data of the surrounding rocks, u is the accumulated scatter of the data on the pressure change in the surrounding rocks; x is the distance from the working section to the working face front in the direction of the working face front advance, and when the working section is in front of the working face front, x < 0 , and when the working section is behind the working face front, x >0; the front of the working face at the stage of driving influence refers to the front of the working face during driving, and the front of the working face at the stage of influence of production refers to the front of the working face during cleaning; x 0 - the distance from any section of the working to the front of the working face at the beginning of its deformation; x m and x n represent different distances from the mine section to the face of the working face, and x m < x n ; L is the daily drilling volume of the bottom hole,
2) получение серии фактических отличий данных изменения давления окружающих пород посредством наблюдения за давлением окружающих пород, причем 2) obtaining a series of actual differences in the pressure change data of the surrounding rocks by observing the pressure of the surrounding rocks, and
для сбора данных изменения давления окружающих пород в одной и той же очистной выработке размещают множество станций наблюдения; по мере продвижения фронта очистного забоя фактическое отличие данных изменения давления окружающих пород, собранных одной станцией наблюдения из различных положений относительно фронта очистного забоя за два раза, составляет , и после многократного сбора данных о изменении давления окружающих пород множеством станций наблюдения получают серию фактических отличий данных изменения давления окружающих пород , , …, ;to collect data on changes in the pressure of the surrounding rocks, a plurality of observation stations are placed in the same working development; As the face of the working face advances, the actual difference in the data on changes in the pressure of the surrounding rocks collected by one observation station from different positions relative to the face of the working face in two times is , and after multiple collection of data on changes in the pressure of the surrounding rocks by many observation stations, a series of actual differences in the data of changes in the pressure of the surrounding rocks is obtained , , ..., ;
где, U xi - значение данных изменения давления окружающих пород, собранных станцией наблюдения, когда расстояние до фронта очистного забоя составляет x i ; когда расстояние от участка выработки до фронта забоя составляет x i , время воздействия деформации на участок выработки составляет ;where, U xi - the value of the data on the change in the pressure of the surrounding rocks, collected by the observation station, when the distance to the front of the working face is x i ; when the distance from the working section to the face front is x i , the time of deformation impact on the working section is ;
3) прогнозирование данных изменения давления окружающих пород очистной выработки посредством нелинейной регрессии, причем 3) predicting the data on pressure changes in the surrounding rocks of the working development by means of nonlinear regression, and
прогнозную вариационную модель данных изменения давления окружающих пород используют для выполнения нелинейной регрессии на серии фактических отличий данных , , …, изменения давления окружающих пород для получения параметров v(x) и u(x) прогнозных моделей, т.е. определения функционального выражения скорости изменения и накопленного разброса данных изменения давления окружающих пород очистной выработки, и в то же время получения скорости изменения и накопленного разброса данных изменения давления окружающих пород на участке выработки на любом расстоянии от фронта очистного забоя, а также диапазона влияния и продолжительности изменения давления окружающих пород.predictive variation model pressure change data from surrounding rocks is used to perform nonlinear regression on a series of actual data differences , , ..., changes in the pressure of the surrounding rocks to obtain the parameters v ( x ) and u ( x ) of the predictive models, i.e. determining the functional expression of the rate of change and the accumulated spread of the pressure change data of the surrounding rocks of the working face, and at the same time obtaining the rate of change and the accumulated spread of the data of the pressure change of the surrounding rocks in the working section at any distance from the face of the working face, as well as the range of influence and duration of the change the pressure of the surrounding rocks.
Преимущество состоит в том, что поскольку в настоящем изобретении используется способ расположения станций наблюдения с концентрированным расположением станций наблюдения на стадии сбора данных изменения давления окружающих пород, сбор данных изменения давления окружающих пород может быть завершен за короткое время (2~7 суток), созданная прогнозная вариационная модель данных изменения давления окружающих пород используетcя для выполнения нелинейной регрессии на серии фактических отличий данных изменения давления окружающих пород, полученных посредством наблюдения за давлением окружающих пород, и характеристики изменения давления окружающих пород конкретной очистной выработки могут быть спрогнозированы за короткое время с высокой точностью. В альтернативном варианте предыдущие данные изменения давления окружающих пород могут быть использованы для прогнозирования окончательных результатов и всего процесса изменения давления окружающих пород.The advantage is that since the present invention uses a method of locating observing stations with a concentrated arrangement of observing stations at the stage of collecting data on pressure changes in the surrounding rocks, the collection of data on pressure changes in surrounding rocks can be completed in a short time (2 ~ 7 days). A variational model of the surrounding rock pressure data is used to perform non-linear regression on a series of actual differences in the surrounding rock pressure data obtained by observing the surrounding rock pressure, and the characteristics of the pressure change of the surrounding rock of a particular production opening can be predicted in a short time with high accuracy. Alternatively, the previous pressure change data from the surrounding rocks can be used to predict the final results and the overall pressure change in the surrounding rocks.
В качестве дополнительного разъяснения, все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели v(x) прогнозирования, на стадии влияния добычи являются вогнутыми кривыми, и соответствующие функции являются убывающими функциями; все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели u(x) прогнозирования, на стадии влияния проходки являются выпуклыми кривыми, которые вначале являются крутыми, а затем пологими, и все соответствующие функции являются возрастающими функциями.As a further clarification, all the curves in the family of curves contained in the forecasting model v ( x ) are concave curves during the production influence stage, and the corresponding functions are decreasing functions; all curves in the family of curves contained in the prediction model u ( x ) are convex curves, which are steep at first and then flat at the stage of driving influence, and all the corresponding functions are increasing functions.
В качестве дополнительного разъяснения, все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели v(x) прогнозирования, на стадии влияния добычи являются колоколообразными кривыми, которые выпуклые в середине и вогнутые с двух сторон, и все соответствующие функции сначала возрастают, и затем убывают; все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели u(x) прогнозирования, на стадии влияния добычи представляют собой S-образные возрастающие кривые.As a further clarification, all the curves in the family of curves contained in the prediction model v ( x ) are bell-shaped curves that are convex in the middle and concave on both sides during the production influence stage, and all the corresponding functions first increase and then decrease; all curves in the family of curves contained in the prediction model u ( x ) are S-shaped increasing curves during the production impact stage.
Преимущество состоит в том, что основные характеристики моделей v(x) и u(x) прогнозирования получают путем суммирования общих характеристик изменения в данных изменения давления окружающих пород на стадии влияния проходки и стадии влияния добычи, чтобы предоставить рекомендации для создания конкретных математических моделей.The advantage is that the basic characteristics of the v ( x ) and u ( x ) prediction models are obtained by summing the general characteristics of the change in the pressure variation data of the surrounding rocks at the penetration stage and the production impact stage to provide recommendations for creating specific mathematical models.
Существует множество математических моделей, которые удовлетворяют указанным выше требованиям и не могут быть исчерпывающими, но для настоящего изобретения предпочтительны следующие три математические модели:There are many mathematical models that satisfy the above requirements and may not be exhaustive, but the following three mathematical models are preferred for the present invention:
В качестве дополнительного разъяснения, модель v(x) прогнозирования на стадии влияния проходки выражена в следующем видеAs an additional clarification, the forecasting model v ( x ) at the stage of penetration influence is expressed in the following form
где a - максимальная скорость изменения данных изменения давления окружающих пород; a и b - параметры, которые должны быть определены; e - основание натурального логарифма; и a > 0, 0 < b < 1.where a is the maximum rate of change in the data of changes in the pressure of the surrounding rocks; a and b are parameters to be defined; e is the base of the natural logarithm; and a > 0, 0 < b <1.
В качестве дополнительного разъяснения, модель v(x) прогнозирования на стадии влияния проходки выражена в следующем видеAs an additional clarification, the forecasting model v (x) at the stage of penetration influence is expressed in the following form
где a - максимальная скорость изменения данных изменения давления окружающих пород; a и c - параметры, которые должны быть определены, и a > 0, 0 < c < 1.where a is the maximum rate of change in the data of changes in the pressure of the surrounding rocks; a and c are parameters to be defined and a > 0, 0 < c <1.
В качестве дополнительного разъяснения, модель v(x) прогнозирования на стадии влияния проходки и стадия влияния добычи выражена в следующем видеAs an additional clarification, the forecasting model v (x) at the stage of penetration impact and the stage of production impact is expressed in the following form
где k, d и μ - параметры, которые должны быть определены, k > 0, 0 < d < 1, -1000 < μ < 1000.where k , d and μ are parameters to be determined, k > 0, 0 < d <1, -1000 <μ <1000.
В качестве дополнительного улучшения, станции наблюдения размещают в пределах 100 м от фронта очистного забоя; на стадии влияния добычи станции наблюдения также размещают в пределах 50 м перед фронтом очистного забоя.As an additional improvement, observation stations are located within 100 m of the face of the working face; at the stage of the influence of production, observation stations are also placed within 50 m in front of the front of the working face.
Преимущество заключается в том, что для различных очистных выработок диапазоны изменения характеристик давления окружающих пород в очистных выработках являются различными, поэтому размещение станций наблюдения соответствии с диапазоном характеристик изменения давления окружающих пород выработок повысит эффективность сбора данных изменения давления окружающих пород, а определение диапазона расположения станций наблюдения может служить ссылочной информацией для наблюдения за давлением окружающих пород.The advantage is that for different workings, the ranges of changes in the pressure characteristics of the surrounding rocks in the workings are different, therefore, the placement of observation stations in accordance with the range of characteristics of changes in the pressure of the surrounding rocks of the workings will increase the efficiency of collecting data on changes in the pressure of the surrounding rocks, and determining the range of the location of observation stations can serve as reference information for monitoring the pressure of the surrounding rocks.
В качестве дополнительного разъяснения, при сборе большего количества данных изменения давления окружающих пород, характеристики изменения давления окружающих пород очистной выработки могут быть спрогнозированы более точно; при более плотном расположении станций наблюдения время, необходимое для сбора данных изменения давления окружающих пород, будет сокращено.As a further clarification, by collecting more data on the pressure variation of the surrounding formation, the pressure variation characteristics of the surrounding formation formation can be predicted more accurately; with a denser arrangement of observation stations, the time required to collect data on changes in the pressure of the surrounding rocks will be reduced.
Преимущество заключается в том, что большое расстояние между соседними станциями наблюдения не способствует быстрому сбору данных изменения давления окружающих пород, а более плотное расположение станций наблюдения помогает повысить точность прогноза.The advantage is that the large distance between adjacent observation stations does not facilitate the rapid collection of data on pressure changes in the surrounding rocks, and the tighter location of the observation stations helps to improve the accuracy of the forecast.
Нелинейную регрессию выполняют с использованием программного обеспечения для численного анализа с функцией нелинейной регрессии, включающего ORIGIN, MATLAB, EXCEL и SPSS.Nonlinear regression is performed using nonlinear regression numerical analysis software including ORIGIN, MATLAB, EXCEL, and SPSS.
Существует много типов программного обеспечения для численного анализа с функцией нелинейной регрессии, которые не являются исчерпывающими. Выше перечислены лишь некоторые популярные типы.There are many types of nonlinear regression numerical analysis software that are not comprehensive. Above are just some of the popular types.
В качестве дополнительного разъяснения, очистная выработка имеет такие же свойства, что и окружающая порода, надлежащий способ контроля давления окружающих пород и неизменный суточный объем бурения фронта очистного забоя.As a further clarification, the production face has the same properties as the surrounding formation, a proper way to control the pressure of the surrounding rocks, and a constant daily drilling volume of the face front.
Преимущество заключается в том, что факторы, влияющие на характеристики изменения давления окружающих пород, могут различаться в разных зонах одной и той же очистной выработки, и если один тип характеристики изменения давления окружающих пород получен для окружающих выработку пород в отличающихся условиях, то данная характеристика находится только пределах их фактических условий, и отличаться от выражения характеристики изменения давления окружающих пород очистной выработки при тех же условиях, поэтому характеристика изменения давления окружающих пород выработки при этих условиях может быть получена только в том случае, если ни одна из станций наблюдения не расположена в диапазоне, в котором факторы, влияющие на изменение давления окружающих пород очистной выработки, по существу остаются неизменными.The advantage lies in the fact that the factors affecting the characteristics of the pressure change of the surrounding rocks may differ in different zones of the same production working, and if one type of characteristic of the pressure change of the surrounding rocks is obtained for the rocks surrounding the working under different conditions, then this characteristic is only within the limits of their actual conditions, and differ from the expression of the characteristic of the change in the pressure of the surrounding rocks of the working under the same conditions, therefore, the characteristic of the change in the pressure of the surrounding rocks of the working under these conditions can be obtained only if none of the observation stations is located in the range , in which the factors influencing the change in the pressure of the surrounding rocks of the working development, essentially remain unchanged.
Характеристика изменения давления окружающих пород представляет собой результат анализа, которому специалисты в данной области техники уделяют ключевое внимание при изучении характеристики изменения давления окружающих пород очистной выработки.The characteristic of the pressure variation of the surrounding rocks is the result of the analysis to which those skilled in the art pay key attention when studying the characteristic of the pressure variation of the surrounding formation of the production opening.
Положительный эффект настоящего изобретения: способ прогнозирования характеристики изменения давления окружающих пород очистной выработки в настоящем изобретении может быть использован для быстрого и эффективного получения характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки и он имеет широкую область применения. Конкретные преимущества заключаются в следующем:Advantageous Effect of the Present Invention: The method for predicting the pressure response of the surrounding formation formation in the present invention can be used to quickly and efficiently obtain the pressure variation characteristic of the surrounding formation formation, and has a wide range of applications. The specific benefits are as follows:
(1) Обычно требуется от двух до трех суток для завершения стадии наблюдения за давлением окружающих пород при прогнозировании характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки. По сравнению с длительным наблюдением точность в некоторой степени является невысокой, но эффективность значительно повышается;(1) It usually takes two to three days to complete the stage of observing the pressure of the surrounding rocks in predicting the characteristics of pressure changes in the surrounding rocks of a production working. Compared to long-term observation, the accuracy is somewhat low, but the efficiency is significantly improved;
(2) Способ прогнозирования характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки использует программное обеспечение для численного анализа, такое как SPSS, MATLAB и ORINGIN, но используемые данные получают фактически, поэтому отображаемые им характеристики изменения давления окружающих пород очистной выработки более близки к фактическому состоянию, чем при численном моделировании;(2) The method for predicting the pressure variation characteristics of the surrounding formation formation uses numerical analysis software such as SPSS, MATLAB and ORINGIN, but the data used is actually obtained, therefore the pressure variation characteristics of the surrounding formation formation displayed by it are closer to the actual state than in numerical modeling;
(3) Использование частичных данных изменения давления окружающих пород для прогнозирования всех характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки играет роль раннего предупреждения об аварийных ситуациях, вызываемых давлением окружающих пород, и способствует безопасной и эффективной работе при добыче угля.(3) The use of partial pressure change data from surrounding rocks to predict all the characteristics of pressure changes from the surrounding rock face of a face is an early warning of emergencies caused by the pressure of the surrounding rock and contributes to safe and efficient coal mining.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На фиг. 1 представлен схематический вид расположения станций наблюдения в выемочном штреке 110102 шахты Джианда;FIG. 1 is a schematic view of the location of observation stations in the excavation road 110102 of the Jianda mine;
На фиг. 2 представлен схематический вид «крестообразного расположения точек измерения» для измерения сближения поверхности выработки;FIG. 2 is a schematic view of a "cross-shaped arrangement of measurement points" for measuring the approach of the working surface;
На фиг. 3 представлен график деформации выработки выемочного штрека 110102 шахты Джианда каждые 2 суток;FIG. 3 shows a graph of the deformation of the excavation heading 110102 of the Jyanda mine every 2 days;
На фиг. 4 показана скорость сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда;FIG. 4 shows the speed of convergence of the two walls of the Gyanda shaft 110102;
На фиг. 5 показана величина сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда;FIG. 5 shows the magnitude of the convergence of the two walls of the Gyanda shaft 110102;
На фиг. 6 представлена схема расположения станций наблюдения за смещением поверхности в выемочном штреке 30102 шахты Ючжун;FIG. 6 is a diagram of the location of the surface displacement monitoring stations in the excavation road 30102 of the Yuzhong mine;
На фиг. 7 показаны результаты прогнозирования деформации двух стен выемочного штрека 30102 шахты Ючжун.FIG. 7 shows the results of predicting the deformation of the two walls of the excavation road 30102 of the Yuzhong mine.
На фиг. 8 представлен график кривой изменения скорости v и накопленного разброса u прогнозируемых данных изменения давления окружающих пород, которые изменяются со временем t на стадии влияния проходки;FIG. 8 is a graph of the velocity v curve and the cumulative spread u of the predicted pressure variation data of the surrounding rocks as it changes with time t during the penetration influence stage;
На фиг. 9 представлен график кривой изменения скорости v и накопленного разброса u прогнозируемых данных изменения давления окружающих пород, которые изменяются по координате x на стадии влияния добычи.FIG. 9 is a graph of the velocity curve v and the cumulative spread u of the predicted pressure variation data of the surrounding rocks as it changes along the x coordinate during the production influence stage.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Техническое решение настоящего изобретения будет дополнительно подробно описано на конкретных примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи. Для описания настоящего изобретения использованы два примера. Сначала в качестве примера взят прогноз характеристик изменения давления окружающих пород выработки выемочного штрека 110102 шахты Цзянда в Шоуян, Шаньси, на стадии влияния проходки; затем в качестве примера взят прогноз характеристик изменения давления окружающих пород выработки выемочного штрека 30102 шахты Ючжун Группы Шаньси, Дуаньванг, на стадии влияния добычи.The technical solution of the present invention will be further described in detail with specific examples with reference to the accompanying drawings. Two examples are used to describe the present invention. First, as an example, we take as an example the forecast of the characteristics of changes in the pressure of the surrounding rocks of the excavation of the extraction heading 110102 of the Jiangda mine in Shouyang, Shanxi, at the stage of penetration influence; Then, as an example, a prediction of the characteristics of pressure changes in the surrounding rocks of the development of excavation road 30102 of the Yuzhong mine of the Shanxi Group, Duanwang, at the stage of mining influence is taken.
Пример 1:Example 1:
1) Расположение станций наблюдения1) Location of observation stations
В данном примере весь процесс изменения давления окружающих пород двух стен выработки прогнозируют путем сбора данных смещения двух стен выработки. В качестве измерительных инструментов могут использоваться лазерный дальномер, стальная мерная лента и другие дальномерные инструменты.In this example, the entire process of changing the pressure of the surrounding rocks of the two walls of the working is predicted by collecting data on the displacement of the two walls of the working. A laser rangefinder, steel measuring tape, and other rangefinder instruments can be used as measuring instruments.
Во время наблюдения за давлением окружающих пород фронта очистного забоя 110102 выемочного штрека шахты Джианда в Шоуян, Шаньси, фронт забоя продвинулся на 450 метров. Из-за наличия проходческих машин, материалов крепей и невычищенного угля возле проходки фронта очистного забоя, станции наблюдения невозможно было разместить на участке выработки, где была произведена новая выемка, для проведения наблюдений. По вышеуказанной причине первая станция наблюдения была размещена ближе всего к фронту забоя. Как правило, давление окружающих пород выработки наиболее интенсивно меняется в пределах 50 м за фронтом забоя, и относительно слабо изменяется после 50 м. Таким образом, шесть станций наблюдения (0 ~ 5) разместили в пределах 50 м от фронта забоя, а за пределами этого диапазона были размещены четыре станции наблюдения с интервалом 25 м, и затем одна станция наблюдения была размещена на расстоянии 50 м. В пределах 200 м за фронтом забоя было размещено 11 станций наблюдения, как показано на фиг. 1.While observing the pressure of the surrounding rock face 110102 of the Jianda mine in Shouyang, Shanxi, the face advanced 450 meters. Due to the presence of tunneling machines, lining materials and uncleaned coal near the sinking of the face of the face, the observation stations could not be located on the mine section where the new excavation was made for observations. For the above reason, the first observation station was located closest to the face. As a rule, the pressure of the surrounding workings varies most intensively within 50 m behind the face front, and changes relatively weakly after 50 m.Thus, six observation stations (0 ~ 5) were placed within 50 m from the face front, and beyond this four observation stations were deployed at 25 m intervals, and then one observation station was placed at a distance of 50 m. Within 200 m behind the face, 11 observation stations were located, as shown in FIG. one.
Расположение точек измерения и станций наблюдения: контроль сближения поверхности выработки включает контроль проседания кровли, выпучивания подошвы и сближения двух стен. Измерительные инструменты: инструменты выбирали в соответствии с размерами участка выработки и требованиями к точности результатов испытаний смещения. Точки измерения располагали «методом крестообразного расположения точек измерения», и величина сближения кровли и подошвы, а также двух стен выработки, наблюдали каждые сутки. Расположение точек измерения показано на фиг. 2.Location of measurement points and observation stations: monitoring the approaching of the working surface includes monitoring the subsidence of the roof, buckling of the base and the convergence of two walls. Measuring tools: The tools were selected according to the size of the roadway and the requirements for the accuracy of the displacement test results. The measurement points were located "by the method of crosswise arrangement of measurement points", and the amount of convergence of the roof and base, as well as two walls of the working, was observed every day. The arrangement of the measurement points is shown in FIG. 2.
2) Регистрация результатов смещения двух стен выработки2) Registration of the results of the displacement of two walls of the working
В первые сутки установлены станции наблюдения и сняты размеры участка выработки, и на третьи сутки были сняты размеры этого участка выработки. Протокол регистрации размеров выработки по ширине и величина деформации показаны в Таблице 1. Гистограмма, показывающая изменение ширины выработки выемочного штрека 110102 шахты Джианда в различные периоды времени, показана на фиг. 3.On the first day, observation stations were installed and the dimensions of the working section were taken, and on the third day the dimensions of this working section were taken. The log of the opening width measurements and the amount of deformation are shown in Table 1. A histogram showing the variation in the opening width of the Jyanda shaft 110102 at different time periods is shown in FIG. 3.
3) Создание математических моделей и прогнозирование с использованием различных математических моделей3) Creation of mathematical models and forecasting using various mathematical models
На основании величины деформации uΔ выработки в любой период времени, выраженной четырьмя установленными математическими моделями, и двух групп вышеуказанных данных, включающих первое эквивалентное время деформации и величине деформации выработки по ширине за 2 суток, использовали программное обеспечение SPSS для проведения нелинейного регрессионного анализа. Результаты анализа приведены ниже:Based on the deformation value u Δ of the working in any period of time expressed by the four established mathematical models, and the two groups of the above data, including the first equivalent deformation time and the deformation value of the working width in 2 days, the SPSS software was used to conduct a nonlinear regression analysis. The analysis results are shown below:
(1) Типы экспоненциальной функции(1) Types of exponential function
Ее модель для скорости деформации имеет вид:Its model for the strain rate is:
Выражение входной модели в SPSS имеет вид: a/b*(exp(-b*t)-exp(-b*(t+2))). Начальное значение установлено равным a(1), b(0,999), а диапазон значений: a > = l, a < = 104, b > = 0,001, b < = 0,999. Оценка параметра: a = 59,193, b = 0,227. Анализ результатов выглядит следующим образом: стандартная ошибка a составляет 5,441, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является невысоким; стандартная ошибка b составляет 0,031, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; корреляция между a и b составляет 0,806, что является относительно высоким значением; коэффициент достоверности R 2 = 1 - (остаточная сумма квадратов)/(скорректированная сумма квадратов) = 0,934, что указывает на очень высокую степень соответствия.The expression of the input model in SPSS is: a / b * (exp (- b * t ) -exp (- b * (t + 2))). The initial value is set to a (1), b (0.999), and the range of values is a > = l, a <= 104, b > = 0.001, b <= 0.999. Parameter estimate: a = 59.193, b = 0.227. The analysis of the results is as follows: the standard error of a is 5.441, which is a very high value, suggesting that the confidence level of this estimate is low; the standard error of b is 0.031, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; the correlation between a and b is 0.806, which is a relatively high value; confidence factor R 2 = 1 - (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.934, indicating a very high degree of agreement.
Выражение скорости деформации имеет вид:The expression for the strain rate is:
Выражение величины деформации имеет вид:The expression for the magnitude of the deformation is:
В этой модели при t = 0 максимальная скорость сближения двух стен выработки составляет 59,193 мм/сут; пусть скорость сближения двух стен выработки равно v = 1 мм/сут, тогда t = 17,977, другими словами, начиная с 18-х суток выработка начинает переходить в стадию устойчивой деформации, и к этому моменту величина сближения двух стен выработки достигла 256,357 мм; на 22-е сутки величина сближения двух стен выработки достигает 258,994; пусть t→∞, максимальная величина сближения двух стен выработки под влиянием проходки составляет 260,762 мм.In this model, at t = 0, the maximum speed of convergence of the two walls of the working is 59.193 mm / day; let the speed of convergence of the two walls of the working is equal to v = 1 mm / day, then t = 17.977, in other words, starting from the 18th day, the working begins to pass into the stage of stable deformation, and by this moment the value of convergence of the two walls of the working has reached 256.357 mm; on the 22nd day, the value of the convergence of the two walls of the mine reaches 258.994; let t → ∞, the maximum value of the convergence of the two walls of the excavation under the influence of penetration is 260.762 mm.
(2) Тип составной функции(2) Composite function type
Ее модель скорости деформации имеет вид:Its strain rate model is:
Величина деформации выработки за 2 суток составляет:The amount of deformation of the working in 2 days is:
Регрессию проводят путем оценки кривой в SPSS. Для получения a/lnb*(b 2-1) = 75,159 выбирают составную функцию, ее стандартная ошибка составляет 10,897, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является невысоким; b = 0,861, его стандартная ошибка составляет 0,13, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; путем вычислений определяют a = 43,484, коэффициент достоверности R2 = l-(остаточная сумма квадратов) / (скорректированная сумма квадратов) = 0,914, что указывает на очень высокую степень соответствия.Regression is performed by curve estimation in SPSS. To obtain a / ln b * ( b 2 -1) = 75.159, a composite function is selected, its standard error is 10.897, which is a very high value, suggesting that the confidence level of this estimate is low; b = 0.861, its standard error is 0.13, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; a = 43.484 is determined by calculations, the confidence factor R 2 = l- (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.914, which indicates a very high degree of agreement.
Выражение скорости деформации имеет вид:The expression for the strain rate is:
Формулу величины деформации получают путем интегрирования вышеуказанной формулы и использования данных «при t = 0, u = 0»:The strain magnitude formula is obtained by integrating the above formula and using the data "at t = 0, u = 0":
В этой модели при t = 0 максимальная скорость сближения двух стен выработки составляет 43,484 мм/сут; пусть скорость сближения двух стен выработки v = 1 мм/сут, тогда t = 25,206, другими словами, начиная с 25-х суток выработка начинает переходить в стадию устойчивой деформации, к этому моменту величина сближения двух стен выработки достигла 312,500 мм; пусть t→∞, максимальная величина сближения двух стен выработки под влиянием проходки составляет 319,391 мм.In this model, at t = 0, the maximum speed of convergence of two walls of the working is 43.484 mm / day; let the speed of convergence of two walls of the working v = 1 mm / day, then t = 25.206, in other words, starting from the 25th day, the working begins to pass into the stage of stable deformation, by this moment the value of convergence of the two walls of the working has reached 312.500 mm; let t → ∞, the maximum value of the convergence of the two walls of the working under the influence of penetration is 319.391 mm.
(3) Тип логистической функции(3) Logistic function type
Ее модель скорости деформации имеет вид:Its strain rate model is:
Выражение входной модели в SPSS имеет вид: , начальное значение устанавливают равным a(1), k(1), μ(20). Диапазон значений: a > = 0,0001, a < = l, k > = l, k < = 1000000, μ > = -20, μ < = 20, Оценка параметра: a = 0,233, k = 9887,972, μ = -15,519. Анализ результатов выглядит следующим образом: стандартная ошибка a составляет 0,115, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; стандартная ошибка k составляет 192 001,355, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень низким; стандартная ошибка μ равна 92,620, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является невысоким; коэффициент достоверности R2 = l-(остаточная сумма квадратов)/(скорректированная сумма квадратов) = 0,932, что указывает на очень высокую степень соответствия.The input model expression in SPSS is: , the initial value is set equal to a (1), k (1), μ (20). Range of values: a > = 0.0001, a <= l, k > = l, k <= 1000000, μ> = -20, μ <= 20, Parameter estimate: a = 0.233, k = 9887.972, μ = -15.519. The analysis of the results is as follows: the standard error of a is 0.115, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; the standard error of k is 192,001.355, which is a very high value, suggesting that the confidence level of this estimate is very low; the standard error of μ is 92.620, which is a very high value, suggesting that the level of confidence in this estimate is low; confidence factor R 2 = l- (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.932, indicating a very high degree of agreement.
Выражение скорости деформации имеет вид:The expression for the strain rate is:
Выражение величины деформации имеет вид:The expression for the magnitude of the deformation is:
В этой модели при t = 0 максимальная скорость сближения двух стен выработки составляет 58,754 мм/сут; пусть скорость сближения двух стен выработки v = 1 мм/сут, тогда t = 17,706, другими словами, начиная с 18-х суток выработка начинает переходить в стадию устойчивой деформации, к этому моменту величина сближения двух стен выработки достигла 255,110 мм; пусть t→∞, максимальная величина сближения двух стен выработки под влиянием проходки составляет 259,956 мм.In this model, at t = 0, the maximum speed of convergence of the two walls of the working is 58.754 mm / day; let the speed of convergence of two walls of the working v = 1 mm / day, then t = 17.706, in other words, starting from the 18th day, the working begins to pass into the stage of stable deformation, by this moment the value of convergence of the two walls of the working reached 255.110 mm; let t → ∞, the maximum value of the convergence of the two walls of the excavation under the influence of penetration is 259.956 mm.
(4) Тип функции нормального распределения (4) Type of normal distribution function
Ее модель скорости деформации имеет вид:Its strain rate model is:
Из результатов аппроксимации вышеупомянутой модели экспоненциальной функции и модели логистической функции можно узнать, что их степени достоверности R2 очень высоки, и их анализ по важным вопросам, таким как скорость деформации выработки и величина деформации по существу аналогичен. Поскольку все величины параметров модели функции нормального распределения имеют конкретное значение, они принципиально важны для анализа зависимости изменения давления окружающих пород выработки. Поскольку результаты аппроксимации модели экспоненциальной функции и модели логистической функции надежны, здесь значения параметров модели нормального распределения решаются с использованием данных о скорости деформации выработки, выраженной с помощью логистической функции, в качестве данных, необходимых для регрессии модели функции нормального распределения.From the results of the approximation of the above-mentioned exponential function model and the logistic function model, it can be learned that their degrees of confidence R 2 are very high, and their analysis on important issues such as the rate of deformation of the working and the amount of deformation is essentially the same. Since all the values of the parameters of the normal distribution function model have a specific meaning, they are fundamentally important for analyzing the dependence of the pressure change in the surrounding rock formation. Since the results of the approximation of the exponential function model and the logistic function model are reliable, here the values of the parameters of the normal distribution model are solved using the data on the deformation rate of the development, expressed by the logistic function, as the data necessary for the regression of the normal distribution function model.
SPSS используют для нелинейной регрессии, пусть A =
Выражение входной модели в SPSS имеет вид: A*2,7183**(-(t-μ)**2/B), начальное значение установлено равным A(50), B(100), μ(0). Диапазон значений: A > = 1, A < = 10 000, B > = 1, k < = 1000000, μ > = -500, μ < = 0, Оценка параметра: A = 766,365, B = 265,203, μ = -26,214. Анализ результатов выглядит следующим образом: стандартная ошибка a составляет 539,806, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень низким; стандартная ошибка B составляет 56,015, что является относительно высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является низким; стандартная ошибка μ составляет 6,299, что является относительно высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является низким; коэффициент достоверности R2 = 1 - (остаточная сумма квадратов)/(скорректированная сумма квадратов) = 0,931, что указывает на очень высокую степень соответствия. Получаем σ = 11,515, k = 221202249, μ = -26,214The input model expression in SPSS is: A * 2.7183 ** (- (t-μ) ** 2 / B), the initial value is set to A (50), B (100), μ (0). Range of values: A> = 1, A <= 10,000, B > = 1, k <= 1,000,000, μ> = -500, μ <= 0, Parameter score: A = 766.365, B = 265.203, μ = -26.214 ... The analysis of the results is as follows: the standard error of a is 539.806, which is a very high value, suggesting that the confidence level of this estimate is very low; the B standard error is 56.015, which is a relatively high value, suggesting that the confidence level of this estimate is low; the standard error μ is 6.299, which is a relatively high value, suggesting that the confidence level of this estimate is low; confidence factor R 2 = 1 - (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.931, indicating a very high degree of agreement. We get σ = 11.515, k = 221202249, μ = -26.214
Выражение скорости деформации имеет вид:The expression for the strain rate is:
Преобразуем приведенную выше формулу для стандартного нормального распределения:We transform the above formula for the standard normal distribution:
Используя таблицу интегралов стандартного нормального распределения, можно рассчитать величину деформации выработки в различные моменты времени на стадии влияния проходки.Using the table of integrals of the standard normal distribution, it is possible to calculate the amount of deformation of the roadway at various points in time during the stage of penetration influence.
Согласно данной формуле, при t = 0 скорость сближения двух стен выработки составляет 57,428 мм/сут. Согласно 3σ-принципу, μ+3σ = 8,31, другими словами, начиная с 13-х суток деформация выработки на стадии влияния проходки по существу завершается; пусть скорость сближения двух стен выработки v = 1 мм/сут, тогда t = 15,755, другими словами, начиная с 16-х суток выработка начинает переходить в стадию устойчивой деформации, и в этот момент величина деформации составляет 245,53 мм, а максимальная величина сближения двух стен выработки под влиянием проходки составляет 249,96 мм. Приведенная выше формула преобразуется в стандартную формулу нормального распределения. Величину сближения выработки в разное время можно получить, используя таблицу интегралов нормального распределения.According to this formula, at t = 0, the speed of convergence of the two walls of the working is 57.428 mm / day. According to the 3σ - principle, μ + 3σ = 8.31, in other words, starting from the 13th day, the deformation of the working at the stage of penetration influence essentially ends; let the speed of convergence of two walls of the working v = 1 mm / day, then t = 15.755, in other words, starting from the 16th day, the working begins to pass into the stage of stable deformation, and at this moment the value of deformation is 245.53 mm, and the maximum value the convergence of the two walls of the working under the influence of penetration is 249.96 mm. The above formula is converted to the standard normal distribution formula. The magnitude of the convergence of the development at different times can be obtained using the table of integrals of the normal distribution.
4) Анализ результатов прогноза4) Analysis of forecast results
В Таблице 2 показана скорость сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда, на фиг. 4 показана скорость сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда, в Таблице 3 показана величина сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда, а на фиг. 5 показана величина сближения двух стен выемочного штрека 110102 шахты Джианда.Table 2 shows the approach speed of the two walls of the Gyanda shaft 110102, FIG. 4 shows the rate of convergence of the two walls of the Gyanda shaft 110102, Table 3 shows the amount of convergence of the two walls of the Gyanda shaft 110102, and FIG. 5 shows the magnitude of the convergence of the two walls of the Gyanda shaft 110102.
Анализ зависимостей деформации выработки по ширине выемочного штрека 110102 шахты Джианда с течением времени дополнительно описывает эффективность математических моделей в наблюдении за давлением окружающих пород, а сравнение различных моделей показывает, что модель экспоненциальной функции и модель логистической функции имеют более высокие уровни достоверности, и их коэффициенты достоверности достигают 0,934 и 0,932, соответственно, в то время как составная функция имеет самый низкий уровень достоверности, который составляет всего 0,914. Функция нормального распределения не обладает очевидным эффектом при наблюдении за давлением окружающих пород проходочной выработки. На основе анализа данных наблюдений за давлением окружающих пород с помощью математической модели за короткий срок получают зависимость изменения скорости деформации и величины деформации выработки во времени. Это не только демонстрирует действенный эффект при модификации способа наблюдения за давлением окружающих пород выработки, но также обеспечивает более научный метод изучения зависимостей изменения давления окружающих пород выработки. Результат анализа деформации двух стен выработки в выемочном штреке 110102 шахты Джианда показан в Таблице 4.An analysis of the dependences of the deformation of the roadway along the width of the excavation road 110102 of the Jianda mine over time additionally describes the effectiveness of mathematical models in observing the pressure of the surrounding rocks, and a comparison of different models shows that the exponential function model and the logistic function model have higher confidence levels, and their confidence coefficients reach 0.934 and 0.932, respectively, while the composite function has the lowest confidence level, which is only 0.914. The normal distribution function does not have an obvious effect when observing the pressure of the surrounding rock formation. Based on the analysis of observational data on the pressure of the surrounding rocks using a mathematical model, in a short time, the dependence of the change in the strain rate and the magnitude of the working strain in time is obtained. This not only demonstrates a powerful effect in modifying the way of observing the pressure of the surrounding rock formation, but also provides a more scientific method for studying the pressure dependences of the pressure of the surrounding rock formation. The result of the deformation analysis of the two walls of the roadway in the 110102 excavation road of the Jyanda mine is shown in Table 4.
Из результатов наблюдений можно узнать, что с начала деформации до окончательной стабилизации выемочного штрека 110102 шахты Джианда на стадии влияния проходки прошло 18 суток, тогда как при фактическом наблюдении наблюдение проводили только в течение 3 суток подряд и эффективность получения результатов наблюдения за давлением окружающих пород была повышена на 83,3% по сравнению с обычным наблюдением, что значительно сократило время, необходимое для получения зависимости изменения давления окружающих пород.From the results of observations, it can be learned that from the beginning of deformation to the final stabilization of the 110102 mining drift of the Jianda mine at the stage of penetration influence, 18 days passed, while in actual observation, observation was carried out only for 3 days in a row and the efficiency of obtaining the results of observation of the pressure of the surrounding rocks was increased by 83.3% compared to conventional observation, which significantly reduced the time required to obtain the dependence of the pressure change of the surrounding rocks.
Поз.Model type
Pos.
Пример 2:Example 2:
1) Выбор измерительных инструментов1) Selection of measuring instruments
В данном примере весь процесс изменения давления окружающих пород двух стен выработки прогнозируют путем сбора данных смещения двух стен выработки. В качестве измерительных инструментов могут использоваться лазерный дальномер, стальная мерная лента и другие дальномерные инструменты.In this example, the entire process of changing the pressure of the surrounding rocks of the two walls of the working is predicted by collecting data on the displacement of the two walls of the working. A laser rangefinder, steel measuring tape, and other rangefinder instruments can be used as measuring instruments.
2) Расположение станций наблюдения2) Location of observation stations
Во время наблюдения за давлением окружающих пород выработки суточный объем бурения фронта очистного забоя 30104 шахты Ючжун составлял 5 м/сут. Контрольная длина составляла 120 м вдоль продвижения фронта очистного забоя в направлении от открытой выемки 30102, как начальной точки остальной выработки, и составляла в общей сложности 7 групп. Конкретное расположение станций наблюдения за смещением поверхности показано на фиг. 6; в Таблице 5 показаны положения станций наблюдения 1~7 в выемочном штреке 30102 шахты Ючжун;During monitoring of the pressure of the surrounding rock formation, the daily drilling volume of the face 30104 front of the Yuzhong mine was 5 m / day. The reference length was 120 m along the movement of the face of the working face in the direction from open cut 30102, as the starting point of the rest of the working, and amounted to a total of 7 groups. The specific location of the surface displacement monitoring stations is shown in FIG. 6; Table 5 shows the positions of
3) Регистрация результатов смещения двух стен выработки3) Registration of the results of the displacement of two walls of the working
Наблюдение регистрировали 5 раз за 7 суток. Результаты регистрации наблюдения за давлением окружающих пород показаны в Таблице 6.The observation was recorded 5 times in 7 days. The results of recording the observation of the pressure of the surrounding rocks are shown in Table 6.
4) Создание математических моделей и прогнозирование с использованием различных математических моделей4) Creation of mathematical models and forecasting using various mathematical models
Основываясь на величине деформации uΔ выработки между любыми расстояниями от фронта очистного забоя, выраженной в двух созданных моделях стадии влияния добычи, для проведения нелинейного регрессионного анализа используетcя программное обеспечение SPSS.Based on the deformation value u Δ of the production between any distances from the face of the working face, expressed in the two generated models of the production influence stage, the SPSS software is used to perform nonlinear regression analysis.
(1) Тип логистической функции(1) Logistic function type
Ее модель скорости деформации имеет вид:Its strain rate model is:
Известно, что в процессе продвижения фронта очистного забоя, величина деформации между любыми участками выработки от расстояния X1 до расстояния X2 от фронта забоя составляет:It is known that in the process of moving the front of the working face, the amount of deformation between any sections of the working from the distance X 1 to the distance X 2 from the front of the face is:
Выражение входной модели в SPSS имеет вид: k*(1/(1+exp(-a*(X2-μ)))- 1/(1+exp(-a*(X1 - μ)))), начальное значение устанавливают равным k(100), a(0,1), μ(0), диапазон значений: k > = 0,0001, k < = 4,000, a > = 0,0001, a < = 0,9999, μ > = -200, μ < = 200; оценка параметра: k = 739,304, a = 0,087, μ = 27,503. Результаты анализа следующие: стандартная ошибка k составляет 65,829, что является очень высоким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является невысоким; стандартная ошибка a составляет 0,010, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; стандартная ошибка μ составляет 1,086, что является относительно низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является относительно высоким; коэффициент достоверности R 2 = 1 - (остаточная сумма квадратов)/(скорректированная сумма квадратов) = 0,718, что указывает на относительно высокую степень соответствия.The expression for the input model in SPSS is: k * (1 / (1 + exp (- a * (X 2 -μ))) - 1 / (1 + exp (- a * (X 1 - μ)))), the initial value is set equal to k (100), a (0.1), μ (0), range of values: k > = 0.0001, k <= 4.000, a > = 0.0001, a <= 0.9999, μ> = -200, μ <= 200; parameter estimate: k = 739.304, a = 0.087, μ = 27.503. The analysis results are as follows: the standard error k is 65.829, which is a very high value, suggesting that the level of confidence in this estimate is low; the standard error of a is 0.010, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; the standard error μ is 1.086, which is a relatively low value, suggesting that the confidence level of this estimate is relatively high; confidence factor R 2 = 1 - (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.718, indicating a relatively high degree of agreement.
Предполагается, что функциональная зависимость между величиной деформации выработки и расстоянием от фронта забоя в начальный период добычи имеет вид:It is assumed that the functional relationship between the magnitude of the working deformation and the distance from the face in the initial production period is as follows:
Функциональная зависимость между скоростью деформации выработки и расстоянием от фронта забоя в начальный период добычи имеет вид:The functional relationship between the rate of deformation of the working and the distance from the face in the initial period of production is as follows:
В этой модели при x = 27,503, т.е., в положении на расстоянии 27,503 м за фронтом очистного забоя, максимальная скорость сближения двух стен выработки составляет 16,080 мм/сут; деформация выработки в основном проявляется на участке (-20, 75), т.е., от 20 м перед фронтом забоя до 75 м за фронтом забоя; на 100 м за фронтом очистного забоя деформация выработки по существу завершается, конечная величина сближения двух стен выработки может составлять до 739 мм.In this model, at x = 27.503, i.e., at a position at a distance of 27.503 m behind the front of the working face, the maximum speed of approach of the two walls of the working is 16.080 mm / day; working deformation is mainly manifested in the area (-20, 75), i.e., from 20 m ahead of the face front to 75 m behind the face front; at 100 m behind the face of the working face, the deformation of the working is essentially completed, the final value of the convergence of the two walls of the working can be up to 739 mm.
(2) Тип функции нормального распределения(2) Type of normal distribution function
Поскольку функция нормального распределения сама по себе является трансцендентной функцией и не может быть непосредственно проинтегрирована для получения определенного выражения, она не может быть подогнана величиной деформации выработки за конкретный период времени, как это делают другие модели. Здесь значения параметров модели нормального распределения получают с использованием данных скорости деформации выработки, выраженной с помощью логистической функции, в качестве данных, необходимых для получения регрессии в модели функции нормального распределения.Since the normal distribution function itself is a transcendental function and cannot be directly integrated to obtain a specific expression, it cannot be adjusted by the amount of deformation of the production over a specific period of time, as other models do. Here, the values of the parameters of the normal distribution model are obtained using the data of the deformation rate of the production, expressed by the logistic function, as the data necessary to obtain the regression in the model of the normal distribution function.
SPSS используют для выполнения нелинейной регрессии, чтобы получить k/(2π σ) = 15,611, его стандартная ошибка составляет 0,149, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; 2σ2 = 670,618, его стандартная ошибка составляет 14,743, что является относительно низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является относительно высоким; μ = 27,503, ее стандартная ошибка составляет 0,201, что является очень низким значением, позволяя предположить, что уровень достоверности этой оценки является очень высоким; σ = 18,311; k = 716,527. Коэффициент достоверности R 2 = 1 - (остаточная сумма квадратов)/(скорректированная сумма квадратов) = 0,716, что указывает на относительно высокую степень соответствия.SPSS is used to perform non-linear regression to obtain k / (2π σ) = 15.611, its standard error is 0.149, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; 2σ 2 = 670.618, its standard error is 14.743, which is a relatively low value, suggesting that the confidence level of this estimate is relatively high; μ = 27.503, its standard error is 0.201, which is a very low value, suggesting that the confidence level of this estimate is very high; σ = 18.311; k = 716.527. Confidence factor R 2 = 1 - (residual sum of squares) / (corrected sum of squares) = 0.716, indicating a relatively high degree of agreement.
Выражение скорости деформации имеет вид:The expression for the strain rate is:
Используя таблицу интегралов стандартного нормального распределения, можно рассчитать величину деформации выработки в различное время на стадии влияния проходки.Using the table of integrals of the standard normal distribution, it is possible to calculate the amount of deformation of the roadway at different times during the stage of the penetration influence.
Диапазон влияния на выработку на стадии влияния добычи составляет (μ-3σ, μ+3σ), т.е. (-27,43, 82,436). Выработка начинает деформироваться на 27,43 м перед фронтом очистного забоя, и выработка под влиянием добычи начинает стабилизироваться на 82,436 м за фронтом забоя. Две стены выработки достигают максимальной величины сближения 716,527 мм. При x = 0, т.е., вблизи фронта очистного забоя, скорость сближения двух стен очистной выработки составляет около 4,93 мм/сут; при x = μ = 27,503 максимальная скорость сближения двух стен очистной выработки составляет 15,611 мм.The range of influence on production at the stage of production influence is (μ-3σ, μ + 3σ), i.e. (-27.43, 82.436). The production starts to deform at 27.43 m ahead of the face of the working face, and the production under the influence of production begins to stabilize at 82.436 m behind the face of the face. The two walls of the mine reach a maximum convergence of 716.527 mm. At x = 0, i.e., near the front of the working face, the speed of convergence of the two walls of the working face is about 4.93 mm / day; with x = μ = 27.503, the maximum speed of convergence of two walls of the working mine is 15.611 mm.
5) Анализ результатов прогноза5) Analysis of forecast results
Результаты прогноза деформации двух стен выемочного штрека 30102 шахты Ючжун показаны в Таблице 7 и на фиг. 7.The results of the prediction of the deformation of the two walls of the excavation road 30102 of the Yuzhong Mine are shown in Table 7 and in FIG. 7.
По результатам наблюдений можно рассчитать, что влияние добычи выемочного штрека 30102 шахты Ючжун продолжается в течение 22 суток, но когда для прогнозирования используют данные наблюдений за давлением окружающих пород, наблюдение занимает всего 7 суток, и эффективность значительно увеличивается.Based on the observation results, it can be calculated that the impact of production of the 30102 mining road at Yuzhong mine lasts for 22 days, but when the observational data of the surrounding rock pressure is used for forecasting, the observation takes only 7 days, and the efficiency is significantly increased.
Хотя настоящее изобретение рассматривает смещение двух стен выработки в качестве примеров, техническое решение по настоящему изобретению также применимо к другим типам данных наблюдений за изменением давления окружающих пород очистной выработки, таким как отделение кровли, проседание кровли, смещение глубокой породной формации, выпучивание подошвы, нагрузку на анкерные стержни и анкерные кабели. Это связано с тем, что все особенности математических моделей, обобщенные в техническом решении по настоящему изобретению, применимы к ним. При фактическом наблюдении наблюдаемые данные не полностью соответствуют математическим моделям, определенным этим техническим решением и соответствующими изображениями, но фактические элементы данных изменения давления окружающих пород колеблются вокруг регрессионных изображений; другими словами, по меньшей мере одна из формул функций, охваченных математическими моделями, определенными настоящим изобретением, может точно отображать фактические характеристики изменения давления окружающих пород.Although the present invention considers the displacement of two walls of a mine as examples, the technical solution of the present invention is also applicable to other types of observational data of pressure changes in the surrounding formation formation, such as roof separation, roof subsidence, deep formation displacement, bottom buckling, load on anchor rods and anchor cables. This is due to the fact that all the features of mathematical models, generalized in the technical solution according to the present invention, are applicable to them. In actual observation, the observed data do not fully match the mathematical models defined by this technical solution and associated images, but the actual data elements of the pressure change of the surrounding rocks fluctuate around the regression images; in other words, at least one of the function formulas encompassed by the mathematical models defined by the present invention can accurately represent the actual pressure variation characteristics of the surrounding rocks.
Как показано на фиг. 8, на стадии влияния проходки все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели v(x) прогнозирования, являются вогнутыми кривыми, и соответствующие функции являются убывающими функциями; все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели u(x) прогнозирования, на стадии влияния проходки являются выпуклыми кривыми, которые вначале являются крутыми, а затем пологими, и все соответствующие функции являются возрастающими функциями.As shown in FIG. 8, in the driving influence stage, all the curves in the family of curves contained in the prediction model v (x) are concave curves, and the corresponding functions are decreasing functions; all curves in the family of curves contained in the prediction model u ( x ) are convex curves, which are steep at first and then flat at the stage of driving influence, and all the corresponding functions are increasing functions.
Как показано на фиг. 9, на стадии влияния добычи все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели v(x) прогнозирования, являются колоколообразными кривыми, которые являются выпуклыми в середине и вогнутыми с двух сторон, и все соответствующие функции сначала возрастают и затем убывают; все кривые в семействе кривых, содержащиеся в модели u(x) прогнозирования, на стадии влияния добычи представляют собой S-образные возрастающие кривые.As shown in FIG. 9, at the production influence stage, all curves in the family of curves contained in the forecasting model v (x), are bell-shaped curves that are convex in the middle and concave on both sides, and all the corresponding functions first increase and then decrease; all curves in a family of curves contained in the modelu(x) forecasting, at the stage of production influence are S-shaped increasing curves.
Два примера в настоящем изобретении представляют собой лишь простое применение технического решения настоящего изобретения. Назначение способа размещения станций наблюдения и частоты наблюдений не является оптимальным планом, предоставленным согласно техническому решению настоящего изобретения. При условии увеличения количества станций наблюдений и частоты наблюдений и использования более точных измерительных приборов техническое решение настоящего изобретения может быть использовано для более быстрого и точного прогнозирования характеристик изменения давления окружающих пород очистной выработки.The two examples in the present invention are only a simple application of the technical solution of the present invention. The purpose of the observation station placement method and the observation frequency is not the optimal plan provided according to the technical solution of the present invention. Subject to an increase in the number of observation stations and the frequency of observations and the use of more accurate measuring instruments, the technical solution of the present invention can be used to more quickly and accurately predict the characteristics of changes in the pressure of the surrounding rocks of the working excavation.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810830614.0A CN109146142B (en) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | Prediction method of stoping roadway mine pressure display data |
CN201810830614.0 | 2018-07-25 | ||
PCT/CN2019/095719 WO2020019998A1 (en) | 2018-07-25 | 2019-07-12 | Method for predicting mine strata pressure behavior data of stoping tunnel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751991C1 true RU2751991C1 (en) | 2021-07-21 |
Family
ID=64799108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020140889A RU2751991C1 (en) | 2018-07-25 | 2019-07-12 | Method for predicting data on pressure changes in surrounding rocks of stope area |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109146142B (en) |
AU (1) | AU2019312330B2 (en) |
CA (1) | CA3118506C (en) |
RU (1) | RU2751991C1 (en) |
WO (1) | WO2020019998A1 (en) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109146142B (en) * | 2018-07-25 | 2020-08-11 | 中国矿业大学 | Prediction method of stoping roadway mine pressure display data |
CN111368360A (en) * | 2020-02-28 | 2020-07-03 | 中国十七冶集团有限公司 | Tunnel excavation optimization method for composite geological diseases |
CN111666621B (en) * | 2020-06-08 | 2022-06-10 | 中南大学 | Method for determining safe support pressure interval of excavation face of tunnel in clay stratum |
CN111738501B (en) * | 2020-06-12 | 2023-12-19 | 鞍钢集团矿业有限公司 | Medium-short term prediction method for mining area earth surface deformation caused by underground mining |
CN112084564B (en) * | 2020-09-21 | 2022-06-10 | 中南大学 | Method and device for evaluating stability of tunnel face of glass fiber anchor rod pre-reinforcing tunnel and storage medium |
CN112036100B (en) * | 2020-09-24 | 2023-01-31 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | Method for predicting hearth oxygen concentration by using regression algorithm based on numerical simulation |
CN112302722B (en) * | 2020-11-17 | 2024-05-28 | 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿 | Coal mine roadway multidirectional stress and deformation wireless monitoring and early warning method and system |
CN112627244B (en) * | 2020-12-15 | 2022-04-12 | 大连海事大学 | Intelligent prediction method and system for anchor cable force of upper-soft lower-hard foundation pit hanging foot pile |
CN112906211B (en) * | 2021-02-05 | 2024-06-18 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | Determination method of mine pressure rule research data, storage medium and electronic equipment |
CN113090280B (en) * | 2021-04-09 | 2022-03-04 | 中国矿业大学 | Method for revealing roadway floor heave mechanism of double-roadway arrangement system |
CN114777729B (en) * | 2022-05-20 | 2023-03-10 | 安徽建筑大学 | Method and system for testing and analyzing deflection of stress field after roadway excavation |
CN115218808B (en) * | 2022-07-18 | 2023-07-14 | 太原理工大学 | Method and system for judging and early warning stability of surrounding rock along with excavation |
CN115859835B (en) * | 2023-02-20 | 2023-06-20 | 西安华创马科智能控制系统有限公司 | Incoming pressure prediction method and device based on top plate vibration wave |
CN117556364B (en) * | 2024-01-12 | 2024-03-29 | 济南福深兴安科技有限公司 | Mining ore pressure safety intelligent monitoring system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302631C2 (en) * | 2002-03-19 | 2007-07-10 | Бейкер ГеоМарк,ЛЛК | Method and device for modeling pvt-parameters |
US20100204972A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-08-12 | Sheng-Yuan Hsu | Method For Predicting Well Reliability By Computer Simulation |
US20110040536A1 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Bp Corporation North America Inc. | Reservoir architecture and connectivity analysis |
US20110168391A1 (en) * | 2008-02-25 | 2011-07-14 | QRI Group, LLC | Method for dynamically assessing petroleum reservoir competency and increasing production and recovery through asymmetric analysis of performance metrics |
US20110283807A1 (en) * | 2008-12-31 | 2011-11-24 | Alvin Wing-Ka Chan | Apparatus and method for characterizing stresses of a formation |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE524705T1 (en) * | 2006-05-31 | 2011-09-15 | Kalman Kovari | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING DISPLACEMENTS AND/OR DEFORMATIONS IN UNDERGROUND MINING |
CN101769708B (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | 中国矿业大学 | Multisection continuous observing method for feeding back tunnel surrounding rock deforming rule |
CN104614191B (en) * | 2014-11-24 | 2017-04-12 | 中国矿业大学(北京) | Experiment table of relationship between top coal's recovery ratio and strata behavior, application method thereof |
CN104454010B (en) * | 2014-12-10 | 2016-04-20 | 西安科技大学 | A kind of deep-well tunnel tunneling construction dynamic comprehensive monitor and early warning system and method for early warning |
CN104794327B (en) * | 2015-05-06 | 2016-06-01 | 西安科技大学 | The multisystem mine roof safety early warning system merged based on decision-making and its implementation |
CN105260575B (en) * | 2015-11-17 | 2018-12-04 | 中国矿业大学 | A kind of deformation of the surrounding rock in tunnel prediction technique neural network based |
CN106884677B (en) * | 2017-04-10 | 2019-03-15 | 大同煤矿集团有限责任公司 | Tight roof super high seam exploits strong mine pressure prediction pre-control method |
CN109146142B (en) * | 2018-07-25 | 2020-08-11 | 中国矿业大学 | Prediction method of stoping roadway mine pressure display data |
-
2018
- 2018-07-25 CN CN201810830614.0A patent/CN109146142B/en active Active
-
2019
- 2019-07-12 AU AU2019312330A patent/AU2019312330B2/en active Active
- 2019-07-12 WO PCT/CN2019/095719 patent/WO2020019998A1/en active Application Filing
- 2019-07-12 RU RU2020140889A patent/RU2751991C1/en active
- 2019-07-12 CA CA3118506A patent/CA3118506C/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302631C2 (en) * | 2002-03-19 | 2007-07-10 | Бейкер ГеоМарк,ЛЛК | Method and device for modeling pvt-parameters |
US20100204972A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-08-12 | Sheng-Yuan Hsu | Method For Predicting Well Reliability By Computer Simulation |
US20110168391A1 (en) * | 2008-02-25 | 2011-07-14 | QRI Group, LLC | Method for dynamically assessing petroleum reservoir competency and increasing production and recovery through asymmetric analysis of performance metrics |
US20110283807A1 (en) * | 2008-12-31 | 2011-11-24 | Alvin Wing-Ka Chan | Apparatus and method for characterizing stresses of a formation |
US20110040536A1 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Bp Corporation North America Inc. | Reservoir architecture and connectivity analysis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3118506C (en) | 2023-08-29 |
CA3118506A1 (en) | 2020-01-30 |
WO2020019998A1 (en) | 2020-01-30 |
CN109146142A (en) | 2019-01-04 |
CN109146142B (en) | 2020-08-11 |
AU2019312330B2 (en) | 2023-02-02 |
AU2019312330A1 (en) | 2021-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2751991C1 (en) | Method for predicting data on pressure changes in surrounding rocks of stope area | |
CN106021875B (en) | Multi-scale debris flow risk assessment method for seismic disturbance zone | |
Shen et al. | A comparative study for empirical equations in estimating deformation modulus of rock masses | |
CN104989456A (en) | Large-span underground engineering surrounding rock excavation stability monitoring and early warning method | |
CN105715253A (en) | Prediction method for flowing bottomhole pressure of gas well | |
Paraskevopoulou et al. | Assessing the failure potential of tunnels and the impacts on cost overruns and project delays | |
Zhou et al. | TBM cutter wear under high-strength surrounding rock conditions: A case study from the second phase of the Northern Xinjiang water supply project | |
Bouayad et al. | Assessment of ground surface displacements induced by an earth pressure balance shield tunneling using partial least squares regression | |
CN111738501B (en) | Medium-short term prediction method for mining area earth surface deformation caused by underground mining | |
KR100812186B1 (en) | Method for analysis total subsidence and method for prediction | |
Wang et al. | Selection of characteristic values for rock and soil properties using Bayesian statistics and prior knowledge | |
CN116049942A (en) | Soft rock large deformation rapid distinguishing and grading method applied to construction | |
Hao et al. | An integrated approach for the prediction of underground-induced strata movement over longwall coal mining panels | |
Beesley | A framework for assessing parameter variability of soil stress-strain data using triaxial test databases | |
CN104573399B (en) | The dynamic water grouting amount prediction of a kind of mine water inrush and slip casting effect evaluation methodology | |
CN105930660A (en) | Blind information based talus slide safety evaluation method | |
Li et al. | The hydromechanical behaviour of the Boom Clay observed during excavation of the connecting gallery at Mol site | |
Ferronato et al. | On the radioactive marker technique for in-situ compaction measurements: a critical review | |
CN112127877A (en) | Method, device, equipment and storage medium for predicting dynamic reserves of oil well | |
Schlicke et al. | Advancing TBM Performance: Integrating Shield Friction Analysis and Machine Learning in Geotechnical Engineering | |
CN112070329B (en) | Oil field yield increase data analysis method and device | |
Swarup et al. | Application of back analysis in assessing the stability of an Indian tunnel | |
Potsch et al. | Determination of rock mass behaviour types, a case study | |
Jiménez et al. | Probabilistic prediction of squeezing in tunneling under high-stress conditions | |
CN117391429A (en) | Tunnel construction collapse risk level evaluation method and electronic equipment |