基于改进遗传算法的Holt-Winters模型在采空沉陷预测中的应用

针对遗传算法存在的缺陷,提出了用小生境方法改进遗传算法。为了提高采空沉陷预测精度,借助Holt-Winters模型的预测功能,应用改进遗传算法求解和优化Holt-Winters模型组合参数,形成了改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法。将组合算法应用于长平高速公路采空区路段沉陷预测,计算表明：改进遗传算法弥补了传统遗传算法易早熟、局部寻优能力弱的缺陷;改进遗传算法-Holt-Winters模型组合算法克服了按梯度试算法搜索质量差和精度不高的缺点,输出稳定性好,预测结果相对误差在2%以内,预测精度显著提高;在采空沉陷中长期预测的相对误差小于0.79%,该算法可用于中长期采空沉陷预测。     

高强度开采地表实时下沉研究

高强度开采是我国大型煤炭生产基地主要的生产方法。结合高强度开采地表移动主要特点和当前开采沉陷监测方法的不足,采用实时GNSS系统监测地表下沉。通过数据采集及处理等试验过程,获得了一套高强度开采条件下地表下沉实时监测方案;研究了在实时监测条件下,地表动态移动特征的分析方法,确定了榆树湾煤矿20101工作面开采,地表下沉的启动期与活跃期、最大下沉速度、超前影响角和最大下沉速度滞后角等地表移动参数,并与传统的间隔周期观测法对比,体现了本文方法的优越性。本研究对高强度采矿条件下的"三下"采煤生产有较强的指导意义。     

安溪县剑斗镇湖丘角落地面塌陷成因分析

2002年6月30日，福建省安溪县剑斗镇湖丘角落发生地面塌陷，造成房屋倒塌，人员伤亡。通过对该区环境地质条件和地面塌陷分布规律的分析与研究认为：塌陷区内岩溶裂隙发育是形成地面塌陷地质条件；矿井对地下水的疏干这是导致地面塌陷或不均匀沉降产生地裂缝的内在动力；深部及周围石灰岩矿的开采，为岩溶洞隙充填物提供了被搬运带走的空间，使得潜蚀作用可以不断地向上扩展；强降雨是加速岩溶区地面塌陷的外部动力。     

贵州兴旺煤矿开采地表塌陷预测方法探讨

以贵州六枝特区兴旺煤矿地表塌陷为例,采用概率积分法作为地表移动及变形预测的模式,选取下沉系数、主要影响角、主要影响半径和水平移动系数为地表移动参数,计算得出井田开采后地表最大下沉值为1425．3mm,影响面积约1．85km^2。并比较说明除移动参数外各类煤柱的留设也是其中需要考虑的因素。     

地下开采引发地面沉陷的未确知聚类预测方法

对未确知聚类预测法进行优化,并将其应用于开采地面沉陷的预测研究。采用开采地面沉陷的实测数据按最大沉陷量进行分类,利用各分类影响因素的均值表示各分类中心,并确定各影响因素的未确知测度函数。由待测对象指标的综合未确知测度与各分类指标的未确知测度间的距离来确定待预测对象所属等级,给出了预测值的计算公式。经计算验证,该方法的正确率为75％。但在实际应用中,为了保证地表建筑设施等更加安全,允许预测级高判,则正确率可达100％。针对某铁矿一观测点进行预测,并与实测数据比较,结果表明,未确知聚类预测的结果是令人满意的,为开采地面沉陷的预测提供了一种新思路。     

山西阳泉矿区刘村采煤塌陷机理及数值模拟

选取山西阳泉矿区单煤层开采引发的强烈地面塌陷作为研究对象,在详细介绍刘村采煤塌陷所处地质环境背景及其发育变形特征的基础上,根据区域岩体工程地质特征,将其划分为12层岩组;运用关键层、复合关键层理论对采煤塌陷机理进行了分析,获取Hoek-Brown岩体力学参数;采用Flac5.0 Extrusion对刘村采煤塌陷坑进行了反演模拟。数值模拟反映各阶段采动裂缝在地表的发育分布情况并计算了最终沉降量,覆盖层裂缝自然修复周期为2个月,基岩裂缝自然修复周期为3个月;采动裂缝最终在平面上呈"θ"形,塌陷中心1和塌陷中心2最终沉降量分别达到4.5 m和4 m,塌陷面积是工作面面积的1.85倍。模拟结果与调查监测数据高度吻合,客观地反映了地表变形和深部覆岩塌陷的发展变化过程,为塌陷机理分析起到了帮助作用。该套岩体力学参数与模拟方法适用于阳泉矿区采煤塌陷精准预测。     

概率积分法在大柳矿井11采区开采地面塌陷预测中的应用

根据大柳矿井11采区上覆岩层的实际情况,采用概率积分法对煤层开采后的地表变形情况进行了预测,绘制了地表下沉等值线图,分析了地表沉陷对周围环境的影响程度和范围,并提出了防治措施,为区内开展类似研究工作和大柳矿井未来生产沉陷的防治提供了参考依据。     

钻井水溶采矿地面沉降的分析

以某矿山为例，对钻井水溶采矿防止地面沉降进行了分析，确定水溶采矿的合理井位和跨距，有利于矿山开采方案的制订及保护矿产资源，实施绿色矿产开发。     

煤矿采空沉陷预测因素分析及计算方法

采空沉陷的预测是矿山开发利用、矿山地质环境保护与治理的重要依据,该文论述了影响煤矿采空沉陷预测的各种因素和应注意的问题,提出了易操作、直观、可动态管理的计算方法,以及矿山在开始采矿之前必须开展地表岩移监测等合理化建议。     

铁法矿区采煤沉陷区的发展演化趋势分析

通过对矿区采煤沉陷区的调查，对影响沉陷形成的主要因素(煤层的厚度、煤层的埋藏深度、上覆底层的物理力学性质、松散层的厚度、矿井开采条件等)进行了针对性的分析，并对将来煤炭采空区的地面沉陷情况(至2010年末，区内将再形成约55km^2的沉陷与变形区)进行了预测，为该矿区地面沉陷的综合治理提供依据。     

地表可恢复性沉降阈值的监测与分析

针对地面沉降问题的不同认识与见解,采用精密水准监测技术、GPS技术,在系统分析几十年原位监测数据的基础上,提出了地面沉降具有一定自恢复能力的观点,总结出了地面沉降可恢复性沉降阈值的范围,叙述了地面沉降原位监测的合理方法及监测要领.     

非线性几何场论在开采沉陷预测中的应用

以拖带坐标描述法和S－R分解定理的非线性几何场论为基础，分析了初始位形主断面上倾斜、曲率和水平变形计算公式的不合理性，建立了实时位形上的计算公式；利用平均整旋角概念和裂纹产生与扩张的几何准则，建立了确定实时位形上，水下采煤导水裂隙带高度的方法。与经典断裂判据相比，该方法计算简单，应用方便。     

沧州市地面沉降研究及防治对策

河北省沧州市发生了严重的地面沉降,至2001年的30年间,沧州市沉降中心的地面沉降量已超过2 m,导致了城市内涝积水,河床下沉,影响南水北调等引水工程安全.经研究提出了地下水等液体资源的过量开采是诱发地面沉降的主要原因,而厚大的粘性土层为地面沉降的发生提供了物质基础.粘性土的释水压缩的永久性决定了地面沉降的不可逆性.通过不同时期沧州市地面沉降累计沉降量和地下水位降深的相关分析,建立了二者之间的相关公式,提出了警戒水位降深(临界)值(40 m)和限制降深(止采)值(70 m),并进行了地面沉降发展趋势预测.文中提出以调控地下水位为主,避让和工程措施相结合的防治对策,以期对沧州市地面沉降防灾减灾工作有所促进和帮助.     

陕西省主要煤矿区地面塌陷表现形式及其遥感响应

煤炭资源的开采引发的地面塌陷,已成为制约矿区可持续发展的重要因素。陕西省主要煤矿区地面塌陷问题严重,且随着煤炭生产规模的扩大呈现更加严重的趋势。其主要表现形式有：塌陷盆地、塌陷坑、地裂缝、滑坡、崩塌等,并引发地形地貌、植被变化及居民点变迁等。针对陕西省主要煤矿区开发状况及地面塌陷表现形式,对地面塌陷形成的地质灾害遥感响应特征进行了分析,认为利用遥感图像可以有效识别塌陷坑、地裂缝、崩塌等直接标志及地貌变化、居民地变迁、植被变化等间接标志,并以此确定地面塌陷的范围;利用多时相遥感资料对比能够获得塌陷区动态变化信息,为研究矿区塌陷规律及灾害防治提供科学依据。     

城市建设对地面沉降影响的原因分析

在地下水开采引起的地面沉降得到初步控制之后,沿海地区城市工程建设引起的地面沉降就显得日益突出。人们发现上海城区建筑规模及其增长速度直接导致工程性地面沉降同步增长。建筑密度越大,建筑容积率越高,地面沉降越显著。分析了一定间距的荷载共同作用的宏观效应,提出了等效影响荷载的概念,进而揭示了城市工程建筑与大面积等效影响荷载的关系。据此对文献中观测得到的上海城市建设与地面沉降的关系进行了较好的解释。有关分析对软土地基上城市建设规划具有一定参考意义。     

宿南矿区不同时期塌陷塘水环境质量评价

以宿南矿区不同时期形成的采煤塌陷塘(芦岭塘、朱仙庄#1塘和#2塘)为研究对象,于2017年先后采集夏季和冬季水样,运用piper三线图、相关性分析、改进模糊综合评价法等,对其水环境质量进行分析评价与比较,得到以下结论:①芦岭塘、朱仙庄#1塘夏、冬两季水化学类型均为HCO_3―Na·Mg型,朱仙庄#2塘为SO_4―Na·Mg·Ca型。②三个塌陷塘水的TDS、pH、EC变化趋势为朱仙庄#1塘>朱仙庄#2塘>芦岭塘,其季节变化趋势均为夏季>冬季; ORP变化趋势为朱仙庄#2塘>芦岭塘>朱仙庄#1塘,其季节性变化趋势为冬季>夏季。③改进的模糊综合评价结果表明,三个塌陷塘夏季水质较差,主要受人为污染影响;冬季芦岭塘、朱仙庄#1塘水质良好,受污染小;朱仙庄#2塘冬季水质与夏季相近,均较差,主要受投加鱼食料的影响。     

靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价方法研究

以靖远矿区为例,从土地复垦和恢复生态学的角度出发,建立了靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价系统,选择土壤条件（土层厚度、土壤质地、有机质含量、土壤水分）、地形改造条件（地面坡度、地表破坏程度、改造难易程度）、气候及水文条件（年降雨量、灌溉条件）作为分类及评价因子对复垦潜力进行评价。将采煤沉陷地分为四种潜力区,对每种潜力类型区的复垦开发利用方向进行了优化设计,从理论上和实践上对靖远矿区采煤沉陷地的复垦能力以及复垦过程中用地结构的优化作了探讨,以期对当地沉陷地的复垦提供一定的科学依据。     

青海木里三露天井田构造沉降史分析

根据三露天井田的煤田钻孔和地质勘查报告等资料,应用回剥技术分析研究区从晚古生代石炭纪以来的沉降史及构造演化特征,讨论了水合物形成与构 造演化的关系。模拟结果显示,研究区自石炭纪以来主要经历了4期沉降和3期抬升：石炭纪至晚三叠世,沉降由慢转快,沉降幅度较大;晚三叠世末期,由于晚印支运动影响构造抬升;早侏 罗世至早白垩世,快速沉降;晚白垩世,燕山运动导致区域隆升;中新世发生较快速沉降;上新世受青藏高原隆升影响,快速隆升,随后第四纪又出现较快速沉降。沉降史模拟结果为研究区 构造演化提供了定量或半定量的参数。三露天构造沉降对天然气水合物形成的控制作用体现在影响烃源岩成熟度和温压稳定带的形成两方面。     

基于粗糙集理论与遗传规划的地表下沉系数预测研究

利用粗糙集理论处理大数据量.消除冗余信息等方面的优势,计算出下沉系数各影响因素的属性重要性,约简了遗传规划训练样本集,建立了基于粗糙集和遗传规划的地表下沉系数预测模型。并与BP神经网络法预测结果进行了对比,结果表明,本模型具有精度高,收敛速度快等特点,将其应用到地表下沉系数预测中是可行的。     

铁路专线下综放开采地表沉陷规律

为了保障山西郭庄煤矿铁路专用线的安全运营,通过建立岩移观测站,在收集整理监测数据的基础上,对铁路专用线经过的山西常村煤矿S3-13工作面采动引起的地表移动变形规律进行了分析。研究结果表明：综放开采条件下,地表移动变形剧烈,下沉值大,但下沉速度相对较小;地表下沉系数较大（0.76）,主要影响角正切tanβ偏大（2.78）,最大下沉角较大（89°）;地表移动总持续时间长,活跃期时间占比58.7%,活跃期下沉量占总下沉量的89%,活跃期变形剧烈且集中。研究成果旨在为后期工作面开采过程中铁路的变形预测及维修防治提供理论依据。