一、金川矿区地应力规律与人工神经网络预测研究（论文文献综述）
田睿[1]（2020）在《基于机器学习的岩爆烈度等级预测模型研究与应用》文中认为岩爆是大型地下岩土和深部资源开采工程面临的难题之一,准确预测岩爆烈度等级具有重要工程意义和学术价值。岩爆烈度等级预测是岩爆防控的重要科学依据,准确实用的预测模型可有效地指导岩爆防控。然而,传统预测模型受多种复杂因素影响,在指标权重确定和实际工程应用等方面,其有效性还有待提高。本文基于建立的岩爆烈度等级预测数据库,采用机器学习技术,针对岩爆预测数据的随机性、模糊性、有限性、非线性、离散性等特点,提出了3种岩爆烈度等级预测模型,并验证了预测模型的有效性,同时将预测模型应用于内蒙古赤峰某金矿深部开采岩爆工程实践。论文完成的主要内容:（1）建立了岩爆烈度等级预测数据库。通过分析4个岩爆工程实例,综合考虑岩爆的影响因素、特点以及内外因条件,选取洞壁围岩最大切向应力、岩石单轴抗压强度、岩石单轴抗拉强度和岩石弹性能量指数作为岩爆预测评价指标;通过对比分析国内外现有的岩爆烈度等级方案,考虑岩爆发生的强弱程度和主要影响因素,将岩爆烈度分为4级:I级（无岩爆）、II级（轻微岩爆）、III级（中级岩爆）、IV级（强烈岩爆）;根据所确定的岩爆评价指标和岩爆烈度等级,建立了一个包含301组岩爆工程实例的数据库,作为岩爆烈度等级预测的样本数据。（2）提出了基于随机森林优化层次分析法-云模型（RF-AHP-CM）的岩爆烈度等级预测模型。考虑岩爆预测的时效性,采用层次分析法（AHP）计算岩爆评价指标权重;并采用能够有效处理数据特征模糊的随机森林（RF）算法,建立了基于随机森林的岩爆评价指标重要性分析模型;根据指标重要性量化分析结果,构造层次分析法中的分析矩阵,优化层次分析法,构建了RF-AHP指标权重计算方法;结合云模型（CM）,构建了RF-AHP-CM岩爆预测模型,其预测准确率可达85%。该预测模型可判断主要发生的岩爆烈度等级,并可同时判断可能发生的岩爆烈度等级,有效地解决了具有不确定性、随机性和模糊性的岩爆预测问题。（3）提出了基于改进萤火虫算法优化支持向量机（IGSO-SVM）的岩爆烈度等级预测模型。针对岩爆预测数据的有限性、非线性等特征,采用基于佳点集变步长策略的萤火虫算法（IGSO）,优化支持向量机（SVM）的惩罚参数C和径向基函数参数g,构建了IGSO-SVM岩爆预测模型,其预测准确率可达90%。该预测模型避免了指标权重确定问题,通过直接学习岩爆工程实例数据,有效地解决了有限样本条件下非线性的岩爆预测问题。（4）提出了基于Dropout和改进Adam算法优化深度神经网络（DADNN）的岩爆烈度等级预测模型。为适应更大规模的岩爆数据处理需求,采用深度神经网络（DNN）,针对岩爆预测数据的离散性、有限性等特征,采用Dropout对模型进行正则化以防止发生过拟合,同时,为了提高预测模型的时效性和效稳性,采用改进Adam算法优化参数,构建了DA-DNN岩爆预测模型,其预测准确率可达98.3%。该预测模型有效地解决了更大数据规模的岩爆预测问题。（5）不同岩爆烈度等级预测模型的对比分析与工程实例应用。对RF-AHPCM岩爆预测模型、IGSO-SVM岩爆预测模型和DA-DNN岩爆预测模型从预测准确率、时效性和适用范围3个方面进行了对比分析,3个岩爆预测模型各具优势,从不同角度有效地解决了岩爆预测问题。采用所构建的3个岩爆预测模型对内蒙古赤峰某金矿深部开采进行了岩爆预测,预测结果与现场实际情况具有较好的一致性,验证了所构建模型的准确性和实用性,最后根据岩爆预测结果和矿山生产实际,提出了8项相应的岩爆防治措施。
刘建东[2]（2020）在《高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制》文中提出我国青藏高原地区矿产资源开发对于缓解国家部分能源和资源供应危机具有重要战略意义。其区域构造和高海拔特点决定了矿产资源开采面临着高构造应力扰动和脆弱生态保护问题。充填开采可减小地表沉陷,保护地表生态,是高海拔矿区地下采矿方法的首选。充填开采覆岩以完整的弯曲带结构形式存在,使得水平构造应力对覆岩移动的影响不容忽视。本文围绕高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降问题,采用人工智能、现场测试、理论分析、室内试验以及数值模拟相结合的方法,研究了高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板与充填体相互作用机理和变形规律以及沉降控制对策,主要工作及研究成果如下:（1）提出了基于PSO-ERF算法的矿区三维地应力反演方法。将机器学习的随机森林（RF）算法和高效寻优的粒子群（PSO）算法相结合,提出了基于粒子群寻优改进随机森林模型（ERF）的地应力实测值-地应力场模型边界参数反演算法（PSO-ERF）,确定其算法流程和实现步骤,基于该算法提出了矿区三维地应力场反演方法。将该方法应用于甲玛矿区地应力场反演,其结果与实测值之间具有较好的一致性。（2）建立了构应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降力学模型。分析了水平构造应力对覆岩移动和变形的影响机理,得出水平构造应力有利于减小顶板沉降的结论。将充填体视为弹性地基、顶板岩层视为深梁,采用弹性地基上的简支深梁模型表述坚硬厚大顶板下缓倾斜（水平）厚大矿体充填开采的覆岩移动问题,利用弹性地基梁理论和弹性力学分析方法,推导了构造应力作用下充填开采顶板应力应变的解析解;通过理论计算,分析了充填体地基系数、水平应力侧压系数、开采深度、采充长度等因素对顶板沉降的影响,明确了充填体与顶板的相互作用关系,揭示了大面积开采充填体强度与顶板沉降控制的相互影响机理。（4）揭示了构造应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动规律。采用数值模拟方法研究了不同侧压系数和充填体强度下顶板沉降和盘区矿柱支承压力变化规律,分析了水平构造应力有利于减小顶板沉降的应力拱效应,揭示了水平构造应力具有将顶板垂直应力部分转移至矿体两端围岩中的作用机理,侧压系数越大,应力转移效果越显着。（5）提出了构造应力作用下考虑地表沉降控制的缓倾斜厚大矿体充填开采充填体强度设计方法。建立充填体地基系数与弹性模量之间的关系,依据地表沉降与充填体地基系数的关系,提出基于地表沉陷控制等级的缓倾斜厚大矿体两步骤嗣后充填开采充填体强度设计与配比参数反演方法。论文研究成果对于高构造应力矿区缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动和地表沉降控制具有重要指导意义,相关成果也可应用于同类矿体条件的自重应力型矿山充填开采领域。论文有图87幅,表18个,参考文献180篇。
周煦桐[3]（2020）在《基于神经网络算法的岩爆预测方法研究》文中研究说明岩爆是高地应力条件下的动态过程,能量的快速释放导致岩石自发爆炸。这可能导致设备损坏、人员伤亡和施工延误,是一种具有破坏性极大的工程地质灾害,给实际工程带来严重损失。随着我国基础工程的不断推进,尤其是地下空间的不断发展以及采矿工程的不断深入,在可见的未来,我国的岩爆预防与控制问题将越来越突出,成为深部地下空间工程地质灾害防治领域的重要课题。岩爆倾向性预测是防控岩爆灾害的重要基础。根据预测的结果对工程及时反馈并采取安全防护对策,减少或避免岩爆灾害带来的损失,这对于地下空间工程的建设及深部矿石开采具有重要的理论意义与实用价值。但由于岩爆的复杂机理和众多分类标准,这导致它们成为深层地下建筑和采矿工程中极为棘手的问题。在当前实践中,普遍采用多种岩爆评估标准,其中包括了发生在岩爆中的各种内、外在因素,并在岩爆预测中发挥了重要作用。岩爆预测主要分为两类:长期预测和短期预测。长期预测的主要目标是在工程项目的初始阶段为决策提供指导,而短期预测的主要目标是预测岩爆发生的详细时间和具体位置。本文主要考虑的是长期岩爆预测,在前人的研究基础上,总结了大量的工程实际成果应用于神经网络模型中,并结合实际工程经验对其进行验证。本文所作的主要工作及研究内容包括:（1）岩爆是极为复杂的动力现象,影响岩爆的因素有很多,如岩性、地应力、岩体结构、埋深、地下水、施工开挖方式等;在综合考虑各种因素,本文选取了其中四种最主要的影响因素即单轴抗压强度、单轴抗拉强度、最大切向应力和弹性能量指数,并对其进行Spearman相关性分析,验证其确实能作为可靠的评价指标。（2）从反映岩爆发生地点的围岩物理力学特征以及应力应变等条件出发,将岩爆烈度分为四个等级,即无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆。（3）参考众多资料,进而建立合理可靠的样本数据库。（4）从多目标规划原理出发,结合理论分析,构建了高效准确的反向传播神经网络预测模型（Back-Propagation Network）。（5）从信息融合角度出发,结合三个代表性地区共20个工程实例对预测模型进行验证,选取其中最佳算法对模型进行训练。（6）利用神经网络模型对岩爆进行预测,并得到各级岩爆下的各类参数取值范围。
石雨[4]（2020）在《金川二矿区1000m中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响》文中研究说明金川矿区是全球第三大镍矿生产基地,其伴生铜矿产量全国第三、钴产量全球第四、铂族金属产量亚洲第一,被誉为中国镍都。镍、钴、铂族金属在现代高科技领域（例如航空业和国防工业等）具有重要作用和战略价值。因此,保障金川二矿（金川矿区的主力矿山）的稳定生产,关系到国家资源供给的安全性。目前,随着1000m中段水平矿柱回采工作的持续进行,二矿面临两大问题:（1）1000m中段水平矿柱在何时屈服以及未来是否会发生失稳?（2）1000m中段水平矿柱的形成以及随着回采持续变薄的未来态势,如何影响矿体上盘围岩中沿脉巷道的稳定性?本文针对上述两大问题,结合《金川二矿区1000m中段水平矿柱回采前后应力场分布规律》课题,开展了如下工作:（1）对金川二矿区的地质背景（包括构造环境、岩石特性和地应力场）进行总结和讨论;（2）建立包含矿体、岩体、填充体以及巷道的二维弹塑性有限元模型,对水平矿柱屈服的临界厚度做出预测;比较1000m中段水平矿柱和1150m中段水平矿柱在不同厚度下的应力和位移,对1000m中段水平矿柱的破坏做出评估;同时总结上盘沿脉巷道在水平矿柱不同厚度时的破坏规律,从而得出上盘沿脉巷道的受力变形以及屈服破坏的时空分布特征;（3）将水平矿柱简化为考虑轴向力的弹性地基梁,求出其在不同厚度时的挠度曲线,并分析穿脉方向大构造主应力对挠度的影响;通过能量法建立其屈曲失稳模型,判断1000m中段水平矿柱未来发生屈曲失稳的可能性。
周小龙[5]（2020）在《高阶段两步回采采场地压动态演化规律及其结构优化研究》文中提出李楼-吴集铁矿生产能力为750万t/a,是国内大型的地下金属矿山之一,大结构采场、高效率无轨开采成为支撑矿山规模化开采的基本手段。李楼-吴集矿山采用两步骤嗣后充填采矿法,阶段高度100 m,矿房和矿柱宽度均为20 m,侧向暴露面积达到4000 m2～6000 m2。随着李楼-吴集铁矿在-400 m阶段大规模开采过程中,沿脉巷顶板冒落、围岩片帮、支护脱落等地压灾害严重制约矿山安全高效开采。因此,本文以矿山-400 m阶段采场为工程背景,通过原位地应力测量、采场围岩地压监测、充填体内部应力监测、FLAC 3D数值模拟等多种方法综合研究高阶段两步回采地压活动规律,重点解决矿山大结构采场的稳定性和结构参数优化等技术问题。主要研究内容如下:（1）采用前端数字化空心包体应变计对李楼-吴集矿区-300m分段、-350 m分段和-400 m分段水平的12个测点进行现场地应力实测,获得了矿区地应力场的空间分布规律,同时利用多元回归拟合方法,对矿区进行了地应力场拟合反演,建立了地应力场回归模型,并结合矿区地质构造,确定矿区属于逆断型转呈平移型应力状态。（2）结合李楼矿区-400m阶段的地压调查,确定了高阶段大结构采场的地压监测位置。通过对一步骤12-1#和二步骤10-4#矿柱采场四个分段水平采场围岩地压监测,揭示了采场围岩地压在同一水平有逐渐上升阶段、承压稳定阶段、卸压阶段三个阶段,在空间上两步骤采场围岩呈现相反的“分层阶梯式”传递规律:一步骤采场“自上而下”、二步骤采场“自下而上”。基于自主研发的在线应力监测装置,对26-1#采场4个不同分段胶结充填体中的三向应力进行全时段监测,揭示了胶结充填体的三向应力时空演化规律。（3）揭示了两步骤采场回采过程中地压活动规律随采矿作业工序的关系:一步骤矿房回采,采区应力场第一次重分布,主要由矿柱承力;二步骤矿柱一次回采,采区应力场第二次应力重分布,预留矿石矿柱、上下盘围岩为采区主要承力对象,胶结充填体承力不高,但胶结充填体起到了为采场围岩提供侧限压力、提高围岩自承能力的作用;二步骤矿柱二次回采过程中,采区应力场第三次应力重分布,上下盘围岩和南北端围岩为采区主要承力对象,弱胶结充填体和胶结充填体承力不高,但弱胶结充填体联系了两个胶结充填体采场,使得胶结充填体两向受力变为三向受力,改善了胶结充填体受力状态,使整个使得整个二步骤回采较为安全稳定。（4）通过Mathews稳定图法确定了高阶段大结构采场的合理暴露面积,结合FLAC 3D数值模拟,对大结构采场的回采顺序和结构参数进行了优化,确定了在保持原“隔一采一”采矿方法,在矿房和矿柱长度50 m、高度100 m不变的情况下,宽度均改为22 m。
包放歌[6]（2019）在《深凹矿山边坡开挖影响因素与稳定性评价方法研究》文中指出在各类矿产资源开采方式中,露天开采占有非常大的比重,据统计,仅在我国冶金矿山的开采中,约有80%以上采用露天开采方式,随之引发的矿山边坡滑坡危害便成为了学者们关注的重点问题之一。因此,在持续的开挖卸荷及外界扰动等因素影响下,研究如何能够在保持边坡稳定的同时又能兼顾最大经济效益,不但在学术领域具有一定的研究价值,同时在实际的矿山边坡开采和防治中同样具有重要的工程意义。本文以位于甘肃省金昌市的金川集团石英石矿露天开采形成的深凹矿山边坡为研究对象,运用Midas GTS NX有限元软件对设计条件下矿山边坡开挖过程中的应力场、位移场、塑性区及其稳定性系数的演化规律进行了分析,随后以设计工况为基础,选择在矿山边坡开挖过程中对边坡稳定性和生产效益影响较大的台阶坡面角和台阶高度两个参数,研究不同开挖参数条件下边坡应力场、位移场及稳定性的演化规律。根据所得的演化规律,基于正交试验设计原理,通过L16(215)正交表设置了16组试验方案,并分别对其稳定性结果进行了计算。同时为了简化后续的优化过程,通过Matlab的神经网络工具箱设计了以各开挖参数为输入向量,以边坡开挖完成的整体边坡角和稳定性系数作为输出向量的BP神经网络。之后结合不同工况下的模拟规律、正交试验方案和BP神经网络,得到优化后的边坡开挖参数组合。在上述研究基础上,运用动力增载位移响应比理论,构建了两种动力增载位移响应比模型,并结合现场实测数据,对边坡最优开挖方案和实际开挖方案的动力增载位移响应比演化规律进行分析,同时分别使用Midas GTS和Geo-studio中的强度折减法和极限平衡M-P法计算得到边坡稳定性系数,与动力增载位移响应比参数进行相关性分析,探究利用该参数对矿山边坡稳定性进行预测和评价的合理性和可行性。本文得出的主要研究结论如下:（1）深凹矿山边坡在开挖过程中,台阶坡面角和台阶坡高的选择对其稳定性和生产成本具有显着的影响作用。在坡高一定的情况下,随着整体坡角的逐渐增大,边坡整体稳定性逐渐降低,且上部台阶对较大角度的坡角的敏感程度相对小于下部台阶;而在坡角一定的情况下,随着坡高的逐渐增大,其表现与坡角一致。同时两个参数各自从工况1变为工况4的过程中,边坡的整体稳定性呈现不断降低的变化趋势,虽有部分台阶的受力向有利于该台阶稳定的趋势变化,但是幅度较小。通过对比可以发现,本文中台阶坡高逐渐增高对边坡整体稳定性的影响要大于台阶坡角的影响。综合考虑边坡稳定和生产成本情况下,台阶坡面角建议选择在工况3～工况4之间,台阶坡高建议选择在工况1～工况2之间,同时在每个台阶各自范围内,可适当增大上部台阶的坡角和坡高,减小下部台阶的坡角和坡高。（2）根据边坡开挖过程中的应力场和位移场以及稳定性系数的变化规律,结合正交试验设计和Matlab中BP神经网络,对矿山边坡的开挖参数进行优化设计,得到优化后的开挖参数方案,即1826～1816m台阶至1744～1732m台阶的七个台阶的坡角和坡高分别为:69.5°、71.5°、73.5°、75.5°、77.5°、78.5°、80.5°、14.0m、26.0m、14.0m、14.0m、15.0m、15.0m、16.0m。（3）运用动力增载位移响应比的原理和失稳判据,以边坡开挖过程中水平应力和水平位移作为边坡开挖卸荷增载量和对应的响应量,构建边坡的动力增载位移响应比模型,以前文优化后的开挖方案为边坡模型,通过数值模拟,将位于剪出口范围的测点的模拟结果带入该模型中,同时计算边坡稳定性系数,通过对其演化规律进行研究,发现响应比参数与稳定性系数在边坡开挖过程中存在较好的负相关关系,且动力增载位移响应比参数值未超过预警值,可见运用动力增载位移响应比参数能够较好的对边坡稳定性进行预测和评价。（4）以现场实际开挖情况建立边坡模型,构建了以边坡开挖挖方量作为动力增载量,以现场4-C监测点和位于剪出口附近的2-C监测点的实测水平位移数据作为响应量的动力增载位移响应比模型,并计算其稳定性系数,通过分析其变化规律,同样发现该模型的响应比参数与稳定性系数在边坡开挖过程中存在较好的负相关关系,且在4-C发生小规模坍塌时,响应比曲线发生突变,但稳定性系数与剪出口附近的2-C的响应比曲线均未超过预警值,因此并未影响边坡整体稳定性,现场也无大规模滑坡发生。同时该动力增载位移响应比模型因为参数容易获得,可以方便的应用于实际边坡的稳定性评价与防治中。
孙鹏[7]（2019）在《金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析》文中研究说明随着金川二矿区开采深度的不断增加,巷道变形破坏现象越发明显,甚至呈现出“破坏—返修—再破坏”的非良性循环态势。由此可见,目前关于中浅部的巷道研究成果和支护方法,已不再适用于矿山深部工程。为指导矿山深部高效低成本开采技术研究的开展以及深部采矿工程设计,并服务于矿山安全生产,有必要进行以下研究:提供矿山深部工程所急需的基础地应力数据,分析深部地应力状态,并全面探索、掌握矿山现今地应力分布规律。本论文依托项目“金川矿山深部和贫矿安全高效低成本开采技术研究——深部地应力测试研究”,展开了如下工作:（一）系统整理、分析以往原岩应力实测工作和岩石力学研究成果,尽可能通过本次研究弥补前人工作的空白和不足;（二）调查矿区的工程地质概况,明确地质条件,选取对矿区影响较大的断层作为重点研究对象,认识各工程地质岩组的基本特征;（三）通过空心包体应力解除法和水压致裂法进行地应力实测工作,弥补二矿区深部1000m-850m中段地应力数据的短缺,以及850m-700m中段地应力资料的空白,分析现今深部应力状态和作用特征;（四）结合中、浅部的研究成果,与深部地应力特征对比分析,通晓矿山应力变化规律;（五）利用ANSYS有限元模拟软件,选用新的岩石力学参数,反演出矿区1000m、850m、700m三个中段的应力分布状态,全面掌握中段各类岩石、断层、交界带等的地应力现状,以指导矿区下一步工作。本次研究结果表明:（一）在金川二矿区深部,矿区深部最大主应力方向仍为NNE—NE向;（二）随着深度增加,最大主应力的增速已远大于最大水平主应力增速,最大主应力倾角较中、浅部明显增大,多在25°左右,个别高达48°,水平应力逐渐失去主导作用,取而代之的是垂直应力,1000m-700m深度段正处于此过渡带上,文中给出了各类应力随深度变化的拟合公式;（三）结合模拟结果可知,各类岩石内应力分布均匀,但剪切应力增大明显,这已成为影响矿区稳定的重要因素之一;（四）Fc断层对矿区影响有限,F16断层的影响则较为显着,且随开采深度的增加而愈发明显;（五）对各测点应力状态的分析结果表明,巷道需要新的支护方案,而本研究为后续对巷道的重新设计提供了理论依据和技术支持。
张雯[8]（2018）在《全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究》文中提出地下矿山大规模开采造成大面积空区和尾砂废弃物堆积,诱发地质灾害与环境破坏,严重制约我国矿产资源可持续开发利用及矿业健康发展。充填法将固体废弃物充填于地下,借以达到支撑围岩,防止地表沉陷的目的,起到保护环境和提高矿石利用率的双重作用。目前,开发低成本和高强度的充填胶凝材料,实现尾砂等固体废弃物胶结充填,解决大规模连续开采空区失稳破坏支护难题,是井下充填主攻方向,也是实现矿产资源绿色开采和可持续发展亟待研究的关键技术。本文综合采用理论分析、室内实验、数值模拟以及现场监测等手段与方法,研究全尾砂新型胶结充填材料微宏观特性,建立上向分层充填体强度模型,提出充填体、围岩与点柱协同支护理论,实现充填体与围岩、矿柱之间的相互匹配,为大规模充填开采空区安全稳定控制提供技术支持。主要研究工作和结论如下:（1）通过对不同灰砂配比、不同龄期全尾砂胶结充填材料微观结构特征和宏观力学特性进行测试,定量揭示出充填材料孔隙形态特征和不同条件下充填体强度随微观结构特征变化规律:灰砂配比降低,孔隙度增大、均一化程度降低、孔隙形状变得狭长、复杂程度增加、有序性及材料密实度减弱,充填体强度降低;龄期延长,孔隙度降低、平均孔隙面积减小、微孔隙比例增加、孔隙形状更加圆滑、复杂程度降低、定向性增强,充填体强度增大。（2）通过不同配比充填材料抗压强度实验,从宏观角度研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆浓度、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析:充填体强度与三因素存在一定的非线性函数关系,对三者的敏感性程度为:灰砂配比>龄期>料浆浓度;构建了关于多尺度影响因素（从微观到宏观）的优于BP神经网络及多项式回归的高精度GA-SVR充填体强度预测模型;将分层充填体分为胶结层和下部尾砂充填体两部分,分别建立了胶结层和矿体倾斜阶段内尾砂充填体力学模型,推导出胶结层及下部尾砂充填体强度计算公式,可根据空区内不同的充填强度要求优化充填配比。（3）基于复变函数法,推导出上向分层充填开采空区围岩应力计算公式,揭示出充填高度变化,工作面移动空区围岩变形破坏规律;提出回采空间移动理论,应用数值模拟技术系统地分析了充填高度不断上升,单一和三联跨采场围岩变形规律及其不同的破坏形式:单一采场底板底臌量、顶板下沉量及拉应力不断减小,两帮向内鼓起量逐渐增大,空区角部区域应力集中降低,稳定性提高;三联跨空区存在“群效应”,位移先增大后减小,变形最大时刻出现在充填回采前期,最危险部位则是回采区域的中间部位,需重点关注;并提出相应的围岩稳定性控制技术:顶板支护、矿柱减跨、充填体参数设计、两帮加固、卸压开采。（4）从围岩、充填体、点柱支护机理出发,建立大尺寸空区围岩-充填体-点柱协同支护系统,理论分析与数值模拟相结合,揭示出支护单元间的交互影响规律和协同支护机理,提出上向分层充填开采空区阶段性失稳判据。围岩-充填体-点柱支护系统各支护单元间并不是简单的叠加支护,合理的设计可使各单元取长补短,实现强度、刚度及材料互补协同,改善支护系统整体性能,达到协调围岩变形、保障大规模开采空区安全稳定的目的。（5）考虑水平矿柱顶底部均受到充填体的协同作用,建立充填体中不规则水平矿柱力学分析模型,基于接触单元应用FEM进行水平矿柱安全厚度求解,获得水平矿柱厚度与第一主应力、下沉挠度之间的函数关系:水平矿柱第一主应力与下沉挠度最大值均随矿柱厚度的增加遵循幂函数递减规律;基于最大拉应力准则,确定充填开采环境下水平矿柱的安全厚度,计算结果更贴合工程实际。（6）将创新优化后的点柱式充填采矿工艺与协同控制技术应用于矿山开采实例,采用GPS监测技术与FLAC3D数值模拟软件建立了充填开采地表移动监测体系及数值预测模型,开展了大规模充填开采地表移动变形规律研究:急倾斜矿体充填开采地表变形具有非对称性,损害位置集中、损坏范围不易扩展等非连续变形特点;基于层次分析法AHP,建立了大规模充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价体系,获得矿山充填开采可靠性评分80.3534,较可靠;提出提高地表沉陷防控技术可靠性的合理化建议:优化充填工艺及充填配比,适当提高灰砂比和料浆浓度,做到随采随充,实时对充填各参数进行监测监控。
杨志强,高谦,翟淑花,杨啸[9]（2016）在《复杂工程地质体地应力场智能反演》文中研究指明地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测量结果,开展工程地质体的地应力场反演研究.首先,建立矿区工程地质体三维数值模型,并采用正交数值分析和遗传规划算法,建立地应力与岩体参数和侧压系数的函数关系;然后,根据实测的地应力值与计算的地应力值之差平方和最小为优化目标,建立工程地质体的地应力场反演优化模型.采用遗传算法求解,获得矿区岩体参数和侧压系数;最后,将其代入数值模型进行正分析由此获得初始地应力场.通过4个测点地应力测量值与反演值对比分析可知,反演地应力的最大误差为16%,最小误差仅为0.62%.研究结果表明,地应力智能反演方法可用于复杂工程地质体的地应力场反演,且获得的地应力场满足地质工程分析所需要的精度.
郭延辉[10]（2015）在《高应力区陡倾矿体崩落开采岩移规律、变形机理与预测研究》文中研究表明在地下开采引起的岩体移动和变形问题的研究中,有关高应力区陡倾斜金属矿体崩落法开采引起的岩体移动规律和机理问题,是前人研究较少的一个重要的问题。对这一问题,至今国内外尚没有成熟的理论成果和便于应用的预计方法,极大地影响了矿山的安全生产。本文研究对象——狮子山铜矿,为典型的高应力区陡倾斜金属矿体崩落法开采,该矿山地应力较高,地质条件复杂,构造发育,矿岩破碎,开采难度极大,工程岩体稳定性问题非常突出。通过资料搜集、工程地质调查、现场岩移监测、理论分析、数值模拟及非线性算法等手段和方法,探讨了高应力区陡倾斜金属矿体开采岩体移动规律,变形、破坏机理与变形预测相关问题。（1）通过现场三维地应力实测,研究了矿区地应力场分布规律,结果表明：矿区以水平高构造应力场为主导,最大主应力方向为近NNW-SSE向。分别采用有限差分法FLAC3D和离散单元法3DEC对高水平构造应力的数值模拟反演方法进行了探讨,结果表明：基于初始应变能理论的初始地应力场的反演,即在位移边界条件下,计算域内所有单元体采用梯形应力分布初值设置,即设定初始弹性应变能状态,使满足或拟合应力随深度变化的实测值,模拟效果与实际吻合最好,是模拟水平高构造应力场的首选。并采用该方法,通过FLAC3D与3DEC对矿区的高地应力场进行了反演分析,反演结果与实际吻合较好,为后续高地应力条件下开采岩移的计算分析提供基础。（2）分析了断层面与断层带对岩体移动的屏障效应与发生机制,阐述了采动引起断层活化的滑动准则,并对采动影响下断层活化及其屏障效应的影响因素进行了分析,结果表明：随着开采区距断层距离的减小,断层上界埋深的增加,开采区尺寸的增大,断层越容易活化,断层活化后对位移场和应力场传播的阻隔作用越强烈；当断层切入空区中,断层倾角越大,断层越容易失稳活化,断层两侧岩移的差异性越大；断层破碎带的厚度越大,它所具有的屏障强度越高。在此基础上,研究了矿区深部持续采动诱发断层的活化规律与机理,矿区断层活化的本质是开挖卸荷引起的断层面上产生的附加张应力引起的,率先提出了主矿体下盘的雁列式陡倾角断层群的活化具有一定的“多米诺效应”。（3）开展了井下断层活化滑移和地表岩移的综合监测。针对井下断层活化错动的实际情况,设计了断层活化滑移的监测系统,并基于监测结果分析了F2，F3及F4断层的活化滑移规律,结果表明F2断层,F3断层正处于稳滑状态,F4断层还未发生活化,验证了断层活化的多米诺效应。通过地表GPS监测,研究了矿区崩落法开采引起的地表移动变形规律。研究发现,地表移动变形正在往上盘方向发展,且各测点地表沉降和水平移动速率正在急剧增加,地表沉陷正处于活跃发展期。（4）分析了自重应力场与构造应力场对陡倾矿体开采岩体移动规律的影响问题。对不同应力条件下,矿体倾角和矿体厚度对陡倾矿体岩移规律的影响进行了分析。在此基础上分别采用大变形有限差分法和离散单元法对矿区深部持续开采地表移动与覆岩冒落的规律与机理进行了分析,并提出了矿区陡倾矿体崩落法深部持续开采条件下地表沉陷与覆岩冒落动态演化过程可分为6个阶段,即①开采初始阶段；②覆岩初始冒落阶段；③覆岩大量冒落阶段；④地表塌陷阶段；⑤深部持续开采塌陷坑扩展放缓阶段；⑥开采结束地表沉陷衰减阶段。根据矿区实际开采情况、地表岩移监测结果以及地表岩移特征,可以得出,目前的地表岩移正处于第三阶段,即覆岩大量冒落阶段。预计未来深部17中段至18中段矿体回采过程中将会逐步向地表塌陷阶段转化。（5）分析了地表岩移灾害成因与危害性,通过地表岩移监测结果与地表地裂缝发展演化的分析,对地表岩移灾害的现状进行了评估；并通过数值分析,考虑实际地表地形,对地表岩移危害区域的发展演化过程进行了分析。根据现场断层滑移实测数据,建立了基于GM（1,1）模型的灰色系统预测模型,所建立的模型对于预测断层的滑移具有较高精度,在目前断层连续稳滑的状态下,可对未来一段时间内断层的滑移情况进行较好的预测。运用BP神经网络建立了金属矿崩落开采岩体移动角与移动范围预测的知识库模型,通过检验矿山移动角的预测,表明所建神经网络知识库模型具有较高的精度,并预测了狮子山矿区岩体移动角与移动范围。
二、金川矿区地应力规律与人工神经网络预测研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金川矿区地应力规律与人工神经网络预测研究（论文提纲范文）
（1）基于机器学习的岩爆烈度等级预测模型研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩爆机理研究现状 |
| 1.2.2 岩爆预测研究现状 |
| 1.2.3 岩爆防治研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法、创新点、技术路线 |
| 1.3.1 研究内容与方法 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 岩爆烈度等级预测数据库建立 |
| 2.1 岩爆评价指标选取 |
| 2.1.1 岩爆工程实例分析 |
| 2.1.2 岩爆评价指标确定 |
| 2.2 岩爆烈度等级确定 |
| 2.3 岩爆烈度等级预测数据库 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于随机森林优化层次分析法-云模型的岩爆预测模型研究 |
| 3.1 随机森林优化层次分析法-云模型的理论依据 |
| 3.1.1 正向高斯云算法 |
| 3.1.2 随机森林算法 |
| 3.2 基于随机森林-层次分析法的指标权重计算方法 |
| 3.2.1 基本的层次分析法 |
| 3.2.2 基于随机森林的岩爆评价指标重要性分析 |
| 3.2.3 随机森林-层次分析法构建 |
| 3.3 基于随机森林优化层次分析法-云模型的岩爆预测模型 |
| 3.3.1 岩爆烈度等级预测模型构建 |
| 3.3.2 岩爆烈度等级标准确定 |
| 3.3.3 岩爆评价指标云模型生成 |
| 3.3.4 岩爆评价指标权重计算 |
| 3.3.5 岩爆综合确定度计算 |
| 3.4 模型有效性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于改进萤火虫算法优化支持向量机的岩爆预测模型研究 |
| 4.1 改进萤火虫算法优化支持向量机的理论依据 |
| 4.1.1 间隔与支持向量 |
| 4.1.2 支持向量机模型 |
| 4.1.3 核函数 |
| 4.2 基于改进萤火虫算法优化支持向量机的岩爆预测模型 |
| 4.2.1 基本的萤火虫算法 |
| 4.2.2 改进的萤火虫算法 |
| 4.2.3 岩爆烈度等级预测模型构建 |
| 4.2.4 岩爆样本数据准备 |
| 4.2.5 模型主要参数及实现 |
| 4.3 模型有效性验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于Dropout和改进Adam算法优化深度神经网络的岩爆预测模型研究 |
| 5.1 Dropout和改进Adam算法优化深度神经网络的理论依据 |
| 5.1.1 深度学习技术 |
| 5.1.2 深度神经网络模型 |
| 5.1.3 Dropout正则化 |
| 5.1.4 参数优化算法 |
| 5.2 基于Dropout和改进Adam算法优化深度神经网络的岩爆预测模型 |
| 5.2.1 基本的Adam算法 |
| 5.2.2 改进的Adam算法 |
| 5.2.3 岩爆烈度等级预测模型构建 |
| 5.2.4 岩爆样本数据准备 |
| 5.2.5 深度神经网络结构设计 |
| 5.2.6 模型主要参数及实现 |
| 5.3 模型有效性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 不同岩爆预测模型的对比分析及工程实例应用 |
| 6.1 三种岩爆烈度等级预测模型的对比分析 |
| 6.1.1 预测准确率的对比分析 |
| 6.1.2 时效性的对比分析 |
| 6.1.3 适用范围的对比分析 |
| 6.1.4 对比分析小结 |
| 6.2 内蒙古赤峰某金矿的岩爆预测与防治 |
| 6.2.1 岩爆评价指标值确定 |
| 6.2.2 岩爆预测 |
| 6.2.3 岩爆防治 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 岩爆烈度等级预测数据库 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和技术路线 |
| 2 矿区地质特征与地应力分布规律 |
| 2.1 矿区地质特征 |
| 2.2 矿岩物理力学参数试验 |
| 2.3 矿区地应力测量与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.1 参数反演的基本理论 |
| 3.2 参数反演的PSO-ERF智能算法模型 |
| 3.3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 构造应力环境充填开采充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.1 充填开采覆岩结构特征 |
| 4.2 构造应力对覆岩变形的影响机理 |
| 4.3 充填开采覆岩变形力学模型及求解 |
| 4.4 充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 构造应力作用下充填开采覆岩移动规律 |
| 5.1 数值模拟方案及模型建立 |
| 5.2 不同侧压系数和充填体强度覆岩移动规律 |
| 5.3 不同侧压系数和充填体强度盘区矿柱支承压力变化规律 |
| 5.4 矿体回采过程地表沉降与支承压力显现规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 胶结充填材料力学性能预测与配比参数反演 |
| 6.1 胶结充填材料力学性能试验 |
| 6.2 低温环境对充填体强度的影响 |
| 6.3 胶结充填体需求强度计算 |
| 6.4 基于PSO-ERF模型的胶结充填材料配比参数反演 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程实践与应用 |
| 7.1 充填系统概况 |
| 7.2 甲玛矿区充填开采地表沉陷预测 |
| 7.3 实测数据分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于神经网络算法的岩爆预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 岩爆的研究现状 |
| 1.2.1 岩爆一般特征与产生机制 |
| 1.2.2 岩爆分类及主要依据 |
| 1.2.3 岩爆烈度分级及主要依据 |
| 1.2.4 岩爆预测模型 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 1.4 本文的主要创新性工作 |
| 第2章 岩爆评价指标样本库及分级评价体系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 岩爆评价指标的选定 |
| 2.2.1 影响岩爆的围岩应力条件 |
| 2.2.2 影响岩爆的岩性条件 |
| 2.2.3 影响岩爆的围岩条件 |
| 2.2.4 影响岩爆的其它条件 |
| 2.2.5 基于神经网络算法的岩爆影响参数确定 |
| 2.3 评价指标数据样本库的建立 |
| 2.4 岩爆烈度分级评价体系 |
| 2.4.1 岩爆烈度含义 |
| 2.4.2 岩爆烈度分级原则 |
| 2.4.3 国内外岩爆烈度分级现状 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 岩爆评价指标与岩爆烈度相关性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 评价指标数据样本的统计学特征 |
| 3.3 岩爆评价指标与岩爆烈度相关性 |
| 3.3.1 单轴抗压强度与岩爆烈度相关性 |
| 3.3.2 单轴抗拉强度与岩爆烈度相关性 |
| 3.3.3 围岩最大切应力与岩爆烈度相关性 |
| 3.3.4 弹性能量指数与岩爆烈度相关性 |
| 3.3.5 参数汇总 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于神经网络算法的岩爆预测模型及参数敏感性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 神经网络算法基本理论 |
| 4.3 神经网络预测模型的建立 |
| 4.3.1 网络拓扑结构设计 |
| 4.3.2 网络层数及节点数的确定 |
| 4.4 模型训练 |
| 4.4.1 训练样本数据预处理 |
| 4.4.2 训练结果评价 |
| 4.5 工程验证 |
| 4.5.1 工程概况 |
| 4.5.2 预测结果及评价 |
| 4.6 参数敏感性分析 |
| 4.6.1 无岩爆情况下各评价指标的取值范围 |
| 4.6.2 轻微岩爆情况下各评价指标的取值范围 |
| 4.6.3 中等岩爆情况下各评价指标的取值范围 |
| 4.6.4 强烈岩爆情况下各评价指标的取值范围 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及在学期间的研究成果 |
（4）金川二矿区1000m中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据与背景情况 |
| 1.1.1 金川矿区概况 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 金川二矿的地应力场研究 |
| 1.2.2 巷道的破坏 |
| 1.2.3 预留水平矿柱回采过程中塑性破坏以及稳定性问题 |
| 1.3 研究的构想、目标、内容和技术路线 |
| 1.3.1 学术构想与思路 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第二章 矿区工程地质条件 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 区域地质构造环境 |
| 2.2.1 区域构造背景 |
| 2.2.2 区域构造体系 |
| 2.2.3 研究区断层系统 |
| 2.3 矿区地层及其分类 |
| 2.3.1 矿区岩性 |
| 2.3.2 工程地质岩组 |
| 2.4 金川矿区现今地应力场 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 二维有限元模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料本构 |
| 3.3 几何模型 |
| 3.4 矿体和岩体的几何范围和网格划分 |
| 3.5 材料常数的选取 |
| 3.6 边界条件 |
| 3.7 开挖顺序 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 水平矿柱与上盘沿脉巷道的破坏 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平矿柱的破坏 |
| 4.2.1 水平矿柱的临界屈服高度 |
| 4.2.2 水平矿柱两端的穿脉向平均应力 |
| 4.2.3 水平矿柱两端的等效应力 |
| 4.2.4 水平矿柱两端的最大剪应力 |
| 4.2.5 水平矿柱两端的穿脉向位移 |
| 4.2.6 水平矿柱的破坏小结 |
| 4.3 水平矿柱对上盘巷道工程影响的时空性 |
| 4.3.1 金川二矿目前所采用支护形式 |
| 4.3.2 二矿目前深部开采中井巷工程变形破坏(地压显现)的严峻态势 |
| 4.3.3 水平巷道的破坏形式 |
| 4.3.4 水平矿柱厚度对巷道工程稳定性的动态影响 |
| 4.3.5 巷道工程的稳定性小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水平矿柱的失稳模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 简化背景 |
| 5.3 理论模型 |
| 5.3.1 基本假定 |
| 5.3.2 挠度方程 |
| 5.3.3 方程的离散化 |
| 5.3.4 边界条件 |
| 5.4 垂直位移 |
| 5.4.1 水平矿柱的垂直位移 |
| 5.4.2 不同参数对竖向位移的影响 |
| 5.5 稳定性计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）高阶段两步回采采场地压动态演化规律及其结构优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 选题背景与意义 |
| 2.1.1 选题背景 |
| 2.1.2 研究意义 |
| 2.2 文献综述 |
| 2.2.1 地应力测量技术研究 |
| 2.2.2 地压监测技术研究 |
| 2.2.3 两步回采采场地压活动规律研究 |
| 2.2.4 高阶段采场结构参数优化研究 |
| 2.3 问题提出 |
| 2.4 研究内容与技术路线 |
| 2.4.1 研究内容 |
| 2.4.2 技术路线 |
| 3 矿区工程地质及巷道地压调查 |
| 3.1 自然地理条件 |
| 3.2 矿区及矿床地质特征 |
| 3.2.1 矿体特征及赋存条件 |
| 3.2.2 李楼矿区矿岩物理性质 |
| 3.2.3 水文地质条件 |
| 3.2.4 矿区地质构造概况 |
| 3.3 矿区地压调查 |
| 3.4 矿岩-充填体力学参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 矿区地应力测量及应力场反演分析 |
| 4.1 数字化空心包体地应力测量技术 |
| 4.2 地应力测量结果分析 |
| 4.2.1 应力解除试验结果 |
| 4.2.2 温度标定试验结果 |
| 4.2.3 围压率定试验结果 |
| 4.2.4 地应力实测结果 |
| 4.3 矿区地应力场数值反演分析 |
| 4.3.1 三维地质模型的建立 |
| 4.3.2 地应力场回归影响因素分析 |
| 4.3.3 各方向单位构造应力场拟合 |
| 4.3.4 影响权重系数计算 |
| 4.3.5 拟合结果分析 |
| 4.4 矿区地应力场分布规律及与地质构造关系研究 |
| 4.4.1 实测地应力分布规律 |
| 4.4.2 矿区地应力场与地质构造关系研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高阶段两步骤采动地压全时程监测及规律研究 |
| 5.1 采动地压全时程监测仪器 |
| 5.1.1 岩体采动应力长期监测系统 |
| 5.1.2 自主设计充填体内部三向应力监测系统 |
| 5.2 两步骤采场采动地压监测步骤 |
| 5.2.1 采场围岩采动地压监测点选定 |
| 5.2.2 采场充填体内部三向应力监测点选定 |
| 5.3 采动地压全时程监测结果分析 |
| 5.3.1 两步骤采场围岩采动地压监测数据分析 |
| 5.3.2 采场充填体全时程三向应力监测数据分析 |
| 5.4 两步骤采场实测应力全时程动态演化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高阶段两步骤回采数值模拟分析及结构参数优化 |
| 6.1 三维计算模型建立及参数选取 |
| 6.2 -400m阶段两步骤回采数值模拟分析 |
| 6.2.1 -400m阶段一步骤矿房回采数值模拟分析 |
| 6.2.2 -400m阶段二步骤矿柱回采数值模拟分析 |
| 6.3 高阶段两步骤采场地压活动规律及与实测对比分析 |
| 6.4 大结构采场回采顺序及采场结构参数优化 |
| 6.4.1 采场合理暴露面积研究 |
| 6.4.2 采场回采顺序优化设计 |
| 6.4.3 采场结构参数优化设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）深凹矿山边坡开挖影响因素与稳定性评价方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景、意义和目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深凹矿山边坡卸荷变形破坏特征研究现状 |
| 1.2.2 深凹矿山边坡台阶参数优化研究现状 |
| 1.2.3 深凹矿山边坡稳定性研究现状 |
| 1.2.4 加卸载响应比研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题分析 |
| 1.4 本文研究内容和创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本文创新点 |
| 1.5 论文技术路线图 |
| 第2章 深凹矿山边坡开挖影响因素与卸荷破坏机理 |
| 2.1 深凹矿山边坡稳定性影响因素 |
| 2.1.1 边坡结构参数的影响 |
| 2.1.2 工程地质与水文地质因素的影响 |
| 2.1.3 其它因素的影响 |
| 2.2 深凹矿山边坡渐进失稳损伤破坏特征 |
| 2.3 深凹矿山边坡开挖卸荷效应分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 深凹矿山边坡台阶参数影响数值模拟研究 |
| 3.1 Midas GTS NX有限元软件介绍 |
| 3.2 矿山工程概况 |
| 3.2.1 矿山工程背景 |
| 3.2.2 矿山工程地质条件及水文条件 |
| 3.2.3 现场监测工作介绍 |
| 3.3 矿山边坡有限元模型的建立 |
| 3.3.1 有限元模型尺寸和参数确定 |
| 3.3.2 模型边界条件和网格划分 |
| 3.3.3 多台阶边坡开挖过程数值模拟分析 |
| 3.4 矿山边坡台阶各参数对边坡稳定性的影响分析 |
| 3.4.1 边坡台阶坡面角对边坡稳定性的影响分析 |
| 3.4.2 边坡台阶高度对边坡稳定性的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 深凹矿山边坡开挖台阶参数优化设计 |
| 4.1 台阶开挖正交试验方案设计 |
| 4.2 基于Midas GTS模拟的开挖方案结果 |
| 4.3 基于BP神经网络优化边坡开挖参数 |
| 4.3.1 人工神经网络及Matlab神经网络工具箱介绍 |
| 4.3.2 深凹矿山边坡开挖BP神经网络的建立 |
| 4.3.3 边坡开挖参数的优化设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 深凹矿山边坡动力增载位移响应比评价参数与稳定性评价方法研究 |
| 5.1 动力增载位移响应比参数的建模原理和依据 |
| 5.2 深凹边坡动力增载位移响应比的整体失稳判据分析 |
| 5.3 深凹矿山边坡动力增载位移响应比预测模型的建立 |
| 5.3.1 边坡水平应力—水平位移动力增载位移响应比评价模型 |
| 5.3.2 边坡开挖挖方量—监测位移动力增载位移响应比评价模型 |
| 5.4 深凹矿山边坡动力增载位移响应比及其与稳定性系数相关性分析 |
| 5.4.1 Geo-studio软件SLOPE/W模块介绍 |
| 5.4.2 优化开挖参数条件下边坡动力增载位移响应比变化规律分析 |
| 5.4.3 边坡稳定性系数与动力增载位移响应比相关性分析 |
| 5.4.4 基于现场实测数据的边坡动力增载位移响应比及其与稳定性系数相关性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果及科研情况 |
| 致谢 |
（7）金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国内外地应力测量技术与设备 |
| 1.2.2 国内外地应力测量工作概况 |
| 1.2.3 金川二矿区研究现状 |
| 1.3 研究思路与技术路线 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 金川矿区区域地质概况及基础工程地质条件 |
| 2.1 区域地质背景 |
| 2.2 矿区内矿体特征与构造特征 |
| 2.3 工程地质岩组划分 |
| 2.4 矿区工程地质岩组物理力学性质 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 矿山岩石力学研究总结与地应力测量历史数据归纳 |
| 3.1 矿山岩石力学方面 |
| 3.2 矿山地应力测量方面 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 地应力测量方法及地应力测点布置 |
| 4.1 论文应用地应力测量方法 |
| 4.2 空心包体应力解除法简介 |
| 4.2.1 空心包体应力计的结构 |
| 4.2.2 空心包体元件的制作 |
| 4.2.3 空心包体应力解除测量原理 |
| 4.2.4 空心包体应力解除法现场地应力测量过程 |
| 4.3 水压致裂原地应力测量方法简介 |
| 4.3.1 测量原理 |
| 4.3.2 水压致裂测量方法 |
| 4.3.3 水压致裂裂隙印模定向实验方法 |
| 4.3.4 水压致裂数据分析方法 |
| 4.3.5 水压致裂测试设备及质量保证 |
| 4.4 地应力测点布置 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 金川二矿深部地应力状态研究 |
| 5.1 地应力测量原始数据 |
| 5.1.1 绘制应力解除曲线 |
| 5.1.2 绘制围压率定曲线 |
| 5.1.3 实测解除曲线与围压率定曲线 |
| 5.1.4 空心包体测量计算结果 |
| 5.2 水压致裂应力解除测量原始数据 |
| 5.2.1 二矿850 中段9 行垂直钻孔测量结果 |
| 5.2.2 二矿850 中段17 行垂直钻孔测量结果 |
| 5.2.3 二矿850 中段20 行垂直钻孔测量结果 |
| 5.3 统计分析测量结果 |
| 5.3.1 最大主应力 |
| 5.3.2 水平主应力与垂直应力 |
| 5.4 二矿区深部工程稳定性分析 |
| 第六章 金川二矿深部应力场有限元数值模拟 |
| 6.1 ANSYS软件简介 |
| 6.2 模型的选择 |
| 6.3 岩石力学参数的确定 |
| 6.4 边界及荷载 |
| 6.5 有限元模拟结果及分析与说明 |
| 6.5.1 模拟结果 |
| 6.5.2 相关说明 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论与讨论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 充填采矿技术发展趋势 |
| 1.2.2 胶结充填材料研究现状 |
| 1.2.3 充填体力学特性研究进展 |
| 1.2.4 充填体力学作用机理研究 |
| 1.2.5 采空区稳定性分析及支护技术发展概况 |
| 1.2.6 充填开采地表沉陷规律及预测 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 全尾砂胶结充填材料微观结构与宏观力学特性测试与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料、仪器设备及试块制备 |
| 2.2.1 尾砂 |
| 2.2.2 胶固粉 |
| 2.2.3 仪器设备 |
| 2.2.4 试块制备 |
| 2.3 胶固粉尾砂胶结充填体性能测试与对比分析 |
| 2.3.1 尾砂胶结充填体强度对比实验 |
| 2.3.2 实验结果与分析 |
| 2.3.3 充填成本对比分析 |
| 2.4 胶固粉尾砂胶结充填体胶结效果对比 |
| 2.4.1 不同粒度尾砂胶固粉充填体强度实验 |
| 2.4.2 实验结果与分析 |
| 2.5 全尾砂胶结充填材料微宏观特性测试与分析 |
| 2.5.1 全尾砂胶结充填体力学实验 |
| 2.5.2 全尾砂胶结充填材料微观实验 |
| 2.5.3 定量分析系统 |
| 2.5.4 实验结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 全尾砂胶结充填体强度预测模型及配比优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全尾砂胶结充填体强度实验与分析 |
| 3.2.1 不同配比全尾砂胶结充填体强度测试 |
| 3.2.2 全尾砂胶结充填体强度影响因素分析 |
| 3.2.3 强度影响因素显着性与敏感性分析 |
| 3.3 基于GA-SVR的充填体强度预测模型 |
| 3.3.1 支持向量回归机(SVR) |
| 3.3.2 遗传算法(GA) |
| 3.3.3 遗传算法应用于SVR参数优化 |
| 3.3.4 基于遗传算法的SVR参数优化模型构建 |
| 3.3.5 预测结果与对比分析 |
| 3.4 分层充填充填体强度设计 |
| 3.4.1 充填体强度设计概述 |
| 3.4.2 胶结层充填体强度设计 |
| 3.4.3 阶段内分层充填体强度设计 |
| 3.5 全尾砂胶结充填配比优化 |
| 3.5.1 实验采场工程概况 |
| 3.5.2 胶结层强度设计 |
| 3.5.3 下部尾砂充填体强度设计 |
| 3.5.4 全尾砂胶结充填体配比优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 分层充填开采围岩-充填体协调变形破坏规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矩形空区围岩应力分析 |
| 4.2.1 矩形空区力学模型 |
| 4.2.2 矩形空区围岩应力的弹性解 |
| 4.3 分层充填开采围岩力学解析 |
| 4.4 围岩-充填体协调变形规律数值模拟 |
| 4.4.1 单采场充填开采围岩变形规律分析 |
| 4.4.2 多采场充填开采围岩变形规律分析 |
| 4.5 分层充填开采围岩稳定性控制 |
| 4.5.1 围岩稳定性影响因素 |
| 4.5.2 围岩稳定性控制技术 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 围岩-充填体-点柱协同支护理论体系 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 支护单元作用机理 |
| 5.2.1 围岩 |
| 5.2.2 点柱 |
| 5.2.3 充填体 |
| 5.3 围岩-充填体-点柱协同支护理论 |
| 5.3.1 协同支护理论的提出 |
| 5.3.2 协同支护基本原理 |
| 5.4 点柱式上向分层充填法协同支护系统稳定机制 |
| 5.4.1 点柱式充填法协同支护系统 |
| 5.4.2 围岩-点柱协同支护系统稳定机制 |
| 5.4.3 围岩-充填体-点柱协同支护系统稳定机制 |
| 5.5 围岩-充填体-点柱协同支护机理数值模拟分析 |
| 5.5.1 围岩-点柱协同支护 |
| 5.5.2 围岩-充填体-点柱协同支护 |
| 5.5.3 围岩-充填体-点柱三者协同支护机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 上下充填体协同作用下水平矿柱安全厚度优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 充填体协同作用下水平矿柱有限元分析 |
| 6.2.1 充填体协同作用下水平矿柱力学模型 |
| 6.2.2 水平矿柱及充填体分析单元的选择 |
| 6.2.3 基于Mindlin中厚板理论的有限元分析 |
| 6.3 工程背景概述 |
| 6.3.1 工程地质概况 |
| 6.3.2 水文地质概况 |
| 6.3.3 原岩应力 |
| 6.4 水平矿柱安全厚度优化 |
| 6.4.1 矿山水平矿柱留设形态调查 |
| 6.4.2 上中段充填体荷载计算 |
| 6.4.3 有限元模拟结果分析 |
| 6.4.4 水平矿柱安全厚度确定 |
| 6.5 充填体中水平矿柱稳定性分析 |
| 6.5.1 水平矿柱安全厚度校验 |
| 6.5.2 水平矿柱FLAC~(3D)计算模型 |
| 6.5.3 水平矿柱稳定性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 大规模全尾砂胶结充填开采工程应用与评价 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 大规模充填开采地表沉陷防控技术 |
| 7.3 充填开采地表沉陷GPS监测 |
| 7.3.1 GPS监测系统 |
| 7.3.2 地表沉陷监测 |
| 7.3.3 监测数据处理及分析 |
| 7.4 充填开采地表沉陷预测与分析 |
| 7.4.1 充填开采地表沉陷模拟预测方案 |
| 7.4.2 充填开采地表沉陷模拟预测分析 |
| 7.4.3 充填开采地表沉陷实测与预测对比 |
| 7.5 充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价 |
| 7.5.1 可靠性影响因素分析 |
| 7.5.2 可靠性评价体系 |
| 7.5.3 评价标准的确定 |
| 7.5.4 评价指标体系权重 |
| 7.5.5 综合评定标准 |
| 7.5.6 充填开采可靠性评价结果 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文和参加的科研项目 |
| 1、攻读博士期间发表的学术论文 |
| 2、攻读博士期间参加的主要科研项目 |
| 3、攻读博士期间取得的其他成果 |
（10）高应力区陡倾矿体崩落开采岩移规律、变形机理与预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题依据与研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3.1 矿山开采岩体移动和变形的研究历史和现状 |
| 1.3.2 高应力区陡倾矿体开采岩体移动和变形的的研究现状 |
| 1.3.3 存在的问题 |
| 1.4 论文拟解决的关键科学问题 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 狮子山铜矿工程地质与采矿概况 |
| 2.1 区域地质 |
| 2.1.1 大地构造位置 |
| 2.1.2 区域地层 |
| 2.1.3 区域构造 |
| 2.2 矿床地质 |
| 2.2.1 地层 |
| 2.2.2 构造 |
| 2.2.3 岩浆活动 |
| 2.2.4 变质作用和围岩蚀变 |
| 2.2.5 成矿特征 |
| 2.3 水文地质 |
| 2.4 矿岩物理力学性质 |
| 2.4.1 岩石物理力学性质 |
| 2.4.2 岩体物理力学性质 |
| 2.5 采矿概况 |
| 2.5.1 采矿方法 |
| 2.5.2 开采情况 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 矿区三维地应力实测及高构造应力场的反演 |
| 3.1 矿区三维地应力实测及结果分析 |
| 3.1.1 测试仪器 |
| 3.1.2 测点布置 |
| 3.1.3 实测过程 |
| 3.1.4 测量结果与分析 |
| 3.2 高构造应力区岩体初始应力场数值模拟与反演方法 |
| 3.2.1 关于模拟边界条件的讨论 |
| 3.2.2 计算工况及模型构建 |
| 3.2.3 高构造应力场模拟与反演 |
| 3.3 狮子山矿区地应力场的反演分析 |
| 3.3.1 基于有限差分法FLAC3D的应力场的反演 |
| 3.3.2 基于离散单元法3DEC的应力场的反演 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 采动影响下岩体移动和变形的断层效应 |
| 4.1 断层对岩移的屏障效应及发生机制 |
| 4.1.1 断层屏障效应的发生机制 |
| 4.1.2 采动影响下断层面对岩移的屏障效应的数值分析 |
| 4.1.3 采动影响下断层带对岩移的屏障效应的数值分析 |
| 4.2 采动引起断层活化及其屏障效应的影响因素分析 |
| 4.2.1 采动诱发断层活化的滑动准则分析 |
| 4.2.2 采动影响下断层活化及其屏障效应的影响因素 |
| 4.3 狮子山矿区深部持续开采诱发断层活化的规律与机理分析 |
| 4.3.1 数值计算模型的建立 |
| 4.3.2 参数选取与计算方案 |
| 4.3.3 计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 岩体移动综合监测及变形特征与规律分析 |
| 5.1 井下岩体移动规律的监测及变形特征分析 |
| 5.1.1 断层活化滑移的现场概况 |
| 5.1.2 断层活化滑移监测系统的设计 |
| 5.1.3 断层活化滑移监测结果分析 |
| 5.1.4 基于监测成果的断层活化滑移的规律分析 |
| 5.2 地表岩移规律的监测及变形特征分析 |
| 5.2.1 矿区地表岩移监测GPS设计及施测 |
| 5.2.2 矿区地表岩移监测成果及变形特征分析 |
| 5.2.3 基于监测成果的地表移动变形的机理分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 崩落法开采陡倾矿体地表移动与覆岩冒落的规律与机理 |
| 6.1 陡倾矿体开采岩体移动的构造应力影响问题分析 |
| 6.1.1 模型设计与计算参数 |
| 6.1.2 地表下沉和水平移动特征分析 |
| 6.1.3 上下盘围岩移动特征分析 |
| 6.1.4 陡倾矿体岩移现象的形成机制分析 |
| 6.2 采动影响下矿体倾角与厚度对陡倾矿体岩移规律的影响分析 |
| 6.2.1 数值模型 |
| 6.2.2 矿体倾角对地表岩移规律的影响 |
| 6.2.3 矿体厚度对地表岩移规律的影响 |
| 6.3 矿区地表移动与覆岩冒落规律的大变形有限差分法分析 |
| 6.3.1 数值模型 |
| 6.3.2 地表移动变形规律分析 |
| 6.3.3 采空区覆岩冒落规律分析 |
| 6.4 矿区地表移动与覆岩冒落规律的离散元法分析 |
| 6.4.1 数值模型 |
| 6.4.2 地表沉陷规律分析 |
| 6.4.3 上覆岩层冒落规律分析 |
| 6.5 地表移动与覆岩冒落规律与机理综合分析 |
| 6.5.1 地表沉陷与覆岩冒落过程及其机理分析 |
| 6.5.2 地表沉陷及覆岩冒落动态演化过程的阶段性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 崩落法开采陡倾矿体岩移趋势与范围预测 |
| 7.1 地表岩移灾害危险性评估与趋势预测 |
| 7.1.1 地表岩移灾害成因与危害性 |
| 7.1.2 地表岩移灾害危险性现状评估 |
| 7.1.3 地表岩移危害区域的发展演化分析 |
| 7.2 断层活化滑移的灰色系统预测 |
| 7.2.1 灰色系统模型建模原理 |
| 7.2.2 灰色系统模型精度检验 |
| 7.2.3 求解断层滑移的时间预测模型 |
| 7.3 崩落法开采陡倾矿体岩移范围的神经网络知识库预测 |
| 7.3.1 BP神经网络模型 |
| 7.3.2 岩体移动角预测的神经网络知识库模型的建立 |
| 7.3.3 模型预测精度验证 |
| 7.3.4 狮子山铜矿岩体移动角及移动范围的预测 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读学位期间研究成果 |
四、金川矿区地应力规律与人工神经网络预测研究（论文参考文献）
- [1]基于机器学习的岩爆烈度等级预测模型研究与应用[D]. 田睿. 内蒙古科技大学, 2020(05)
- [2]高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制[D]. 刘建东. 中国矿业大学, 2020
- [3]基于神经网络算法的岩爆预测方法研究[D]. 周煦桐. 湘潭大学, 2020(02)
- [4]金川二矿区1000m中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响[D]. 石雨. 兰州大学, 2020(01)
- [5]高阶段两步回采采场地压动态演化规律及其结构优化研究[D]. 周小龙. 北京科技大学, 2020(06)
- [6]深凹矿山边坡开挖影响因素与稳定性评价方法研究[D]. 包放歌. 青岛理工大学, 2019
- [7]金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析[D]. 孙鹏. 长安大学, 2019(01)
- [8]全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究[D]. 张雯. 西安建筑科技大学, 2018(06)
- [9]复杂工程地质体地应力场智能反演[J]. 杨志强,高谦,翟淑花,杨啸. 哈尔滨工业大学学报, 2016(04)
- [10]高应力区陡倾矿体崩落开采岩移规律、变形机理与预测研究[D]. 郭延辉. 昆明理工大学, 2015(10)