深部开采地表移动参数确定的模糊数学方法-论文.pdf

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1、·试验研究·IM&P化工矿物与加工2014年第6期文章编号：1008—7524(2014)06—0028—03深部开采地表移动参数确定的模糊数学方法李文秀，陈二忠，杜二霞，郑韶峰(河北大学建筑工程学院，河北保定071002)摘要：根据Fuzzy数学中的patternrecognition(模式识别)原理，给出了一种岩移参数的确定方法．按已知的基本岩移参数和岩体变形分类结果，利用择近原理，对未开采地下铁矿的工程参数进行预测．工程实例研究表明，用此方法确定的预计参数具有更强的可靠性和准确性．关键词：地下开采；岩移参数；深部开采；模糊模式识别

2、中圈分类号：TD325．4文献标识码：A0引言的确定，可由表1中的变形模量按下式近似求得，深部开采地表移动预测分析是采矿工程的重即：要内容之一；而其中的参数确定是工程分析的难E：∑hE／∑h(3)题之一。对于参数确定，国内外许多学者进行了i1f=1有益的探讨并取得了成果[1]。对于深部大型地E一1．3×1Of／(26一f)(4)下矿山的新矿区，如何确定其地表移动参数，许式中，h为上覆地层的层厚(m)；E为地层的弹多学者仍在探索。本文针对深部地下矿开采引起性模量，MPa；f表示地层的硬度系数(无量纲)，的地表移动预测分析问题，采用模糊模式

3、识别法其数值可按(3)式计算。来确定尚未开采的新矿区的地表移动参数，以便表1岩体弹性模量工程技术人员分析参考。1模糊模式识别基本原理定义1设A、B是论域U上的模糊子集，则称：1O'o(A，B)一去[A。B+(1一AB)](1)厶式中为A与B的格贴近度，。(A，B)越大，A与B越贴近。定义2设论域U上有m个模糊子集A，A，⋯，A，构成一个标准型模糊模式库：{A，A。，⋯，A}；B为待识别的模式。若存在i。∈{1，2，⋯，m)，使得：m0(Am，B)===Vo(A，B)(2)=1采空区上部地层体积质量y，一般取其平均则称B与A。最贴近，或者

4、把B归并到A。类。值。实际计算过程中，可以按照不同岩层体积质在识别过程中，首先，分别计算新样本与标准量值加权平均后再确定其值。具体可根据公式模式库中标准模式的贴近度；再根据择近原则，(5)计算。对新样本进行模式识别。对于综合变形模量E*收稿日期：2013-09—28·28··试验研究·IMP他l矿物与如I2014年第6期(续表)y一∑dy／∑d(5)设论域U中有A，A，⋯，A共7n个地表移动模式(亦即类型，是一个Fuzzy集合)。对于尚未开采的矿山，其未来的移动变形也可以视为识别对象。然后按照Fuzzy理论中的贴近原理，分析该矿山岩体移

5、动变形应该归于哪个类型或归为某类采矿的模式。也就是：移动B应属于A，A，⋯，A中的哪一类开采模式或类型，即根据注：k为下沉系数}b为水平移动系数；tarif为影响角正切式(1)，如果：2工程应用分析(A，B)=我国鲁中某矿区为华东铁矿石重要生产基地max{(A1，B)，(A2，B)，⋯，(A，B))(6)之一，其中1号铁矿是该公司投产最早、产量最高相对A，A，⋯，A来说，则称B与A(一的生产矿山，最大开采深度1050m。该矿设计规1，2，⋯，)最贴近，该新矿区可以采用A类参模为年产矿石250万t，属于大型地下铁矿山；采数。用竖井开拓，在

6、矿体下盘中央布置一条主井和两(一√号[]+[]⋯条副井，在矿体南北两端各布置一条风井，采用中央对角式通风系统；采用无底柱分段崩落法回采，一1一^／专[(q1一qn)。+(qz—q2)]阶段高50m，分段高和进路间距10--~12m。据1985～2002年统计资料，已有的老矿区式中，E为尚未开采矿山的弹性模量；H是尚未1985年前开始回采；根据矿体赋存条件全矿分开采矿区的采深，M是采厚；其中的q和qz是判东、西、南、北、中5个采区。目前生产规模已达到断准则(即相似程度准则)。250万t／a，今后通过扩产将达到300万t／a。目在具体的分析

7、过程中，可以根据未开采矿区前主要在⋯300400m水平之间回采。由于的实际地质数据进行分析，利用前面的公式和表多年的开采，导致矿山地表出现大面积下沉。因中所列资料，计算出未采矿区的Fuzzy相似程度此，新矿区的岩体移动范围预测是重要问题之一，准则q。和q。。依次，可通过表2的数据，得到该参数确定必不可少。矿区岩层移动变形判断准则(即相似准则)；下一该矿区属于未开采矿区，地表移动参数为：第步根据方程(6)可获得未开发矿区与不同类别岩四季冲积层厚13．8m，坚固性系数Fh=0．79，泥层移动变形的Fuzzy近似度(贴近程度)；那么就质粉砂岩

8、层厚134．2m，Fh一7．1，大理岩层厚可依据方程(5)判断出该矿区属于哪一类别；从而138m，Fh=8．1，云母片岩层厚130m，Fh一可以获得这个未开采矿区地表移动变形参数值并5．9。按该组参数进行预