›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (12): 3387-3392.doi: 10.16285/j.rsm.2016.12.006

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

任意形状工作面沉陷预测的概率积分法及其应用

赵晓东,陈 阳,蒋 建   

  1. 大连大学 院士创业园中日地层环境科学研究中心,辽宁 大连 116622
  • 收稿日期:2014-12-18 出版日期:2016-12-10 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:赵晓东,男,1969年生,博士,教授,主要从事采矿及岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No.51374046)

Probability integral method of arbitrary shape face to predict mining subsidence and its application

ZHAO Xiao-dong, CHEN Yang, JIANG Jian   

  1. China-Japan Research Center for Geo-environmental Science, Pioneer Park of Academician, Dalian University, Dalian, Liaoning 116622, China
  • Received:2014-12-18 Online:2016-12-10 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51374046).

摘要: 概率积分法是煤矿开采沉陷预测的重要方法,可适用于缓倾斜、倾斜煤层开采地表移动分布曲线符合正态分布规律的地表移动和变形计算。针对原方法对任意形状工作面存在的不足,在原有走向和倾向概率积分函数的基础上,以走向和倾向为基准划分积分函数区域,在该区域内剖分非结构化的三角形单元作为二重积分的基本单位;通过坐标旋转变换的二重积分换元法,转化为以直线为上、下限的二重积分,计算旋转后的影响半径,对新的二重积分采用复合辛普森数值积分公式,积分得出地表任意点在基本三角形开采单元下的积分下沉值;最后,通过叠加计算完成任意点、任意形状工作面概率积分法的沉陷预测计算。算法在GIS系统下实现,实例应用效果良好,可为“三下”采煤提供地表移动预测计算的支持。

关键词: 开采沉陷, 概率积分法, 算法, 任意形状工作面

Abstract: The probability integral method is an important approach to predicting mining subsidence, which can be used to calculate surface movement and deformation with normal distribution profile in the gently inclined and inclined coal seams. To overcome the shortcoming of the original method for arbitrary shape face, the integral regions of mining are defined by the strike and dip directions with different integral functions, and divided into several unstructured triangular elements as the basic unit of double integrals. By the double integral conversion method with coordinate rotation transformation, the integral of the basic unit can be converted into double integrals with two lines for the upper and lower limits. When the influence radius of rotation is given, the new double integrals can be calculated using the numerical compound Simpson method to obtain the subsidence at any point on the surface due to the mining of basic triangular element. Finally, the superposition calculation of all basic triangular elements is used to finish the probability integral at any point to predict mining subsidence for arbitrary shape face. The proposed algorithm is implemented in the GIS platform with good results in the case study, providing the support for “under three” coal mining with surface movement prediction.

Key words: mining subsidence, probability integral method, algorithm, arbitrary shape face

中图分类号: 

  • TU 443

[1] 刘泉声, 王栋, 朱元广, 杨战标, 伯音, . 支持向量回归算法在地应力场反演中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 319-328.
[2] 陈炳瑞, 冯夏庭, 符启卿, 王搏, 朱新豪, 李涛, 陆菜平, 夏欢, . 综合集成高精度智能微震监测技术 及其在深部岩石工程中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2422-2431.
[3] 郭旭炜, 杨晓琴, 柴双武. 分段Knothe函数优化及其动态求参[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2091-2097.
[4] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[5] 崔学杰, 晏鄂川, 陈 武. 基于改进遗传算法的岩体结构面产状聚类分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 374-380.
[6] 王伟, 陈国庆, 郑水全, 张广泽, 王栋, . 考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 468-476.
[7] 杨道学, 赵奎, 曾鹏, 卓毓龙, . 基于粒子群优化算法的未知波速声发射 定位数值模[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 494-502.
[8] 阮永芬, 高春钦, 刘克文, 贾荣谷, 丁海涛, . 基于粒子群算法优化小波支持向量机的 岩土力学参数反演[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3662-3669.
[9] 陈炳瑞, 吴昊, 池秀文, 刘辉, 伍梦蝶, 晏俊伟, . 基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识 别算法及工程应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3689-3696.
[10] 刘语, 张巍, 梁小龙, 许林, 唐心煜. 南京粉细砂空间孔隙结构表征单元体确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2723-2729.
[11] 马春辉, 杨杰, 程琳, 李婷, 李雅琦, . 基于量子遗传算法与多输出混合核相关向量机的堆石坝材料参数自适应反演研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2397-2406.
[12] 刘登学, 张友良, 丁秀丽, 黄书岭, 裴启涛, . 数值流形法中基于适合分析T样条的 局部网格加密算法[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1584-1595.
[13] 魏久传, 韩承豪, 张伟杰, 谢 超, 张连震, 李孝朋, 张春瑞, 蒋记港, . 基于步进式算法的裂隙注浆扩散机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 913-925.
[14] 朱梦博, 王李管, 刘晓明, 彭平安, 赵嘉轩. 基于波形参数的微震P波到时拾取值质量控制方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 767-776.
[15] 钟国强, 王 浩, 李 莉, 王成汤, 谢壁婷, . 基于SFLA-GRNN模型的基坑地表最大沉降预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 792-798.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!