MATLAB在煤柱留设系统开发中的应用

"基于MATLAB的煤柱留设系统的开发及应用" 本文主要探讨了如何利用MATLAB开发一个用于留设煤柱的系统，以提高煤炭开采中保护地面建筑物的效率和准确性。MATLAB因其强大的数值计算能力、GUI界面设计功能以及易用的M文件编程而被选为开发工具。开发的系统涵盖了垂直剖面法和垂线法两种常见的煤柱留设方法，并引入了坐标系下的压煤量计算和新的“房屋裂缝角”留设方法。 1. MATLAB在煤柱留设系统中的应用 MATLAB作为一种强大的科学计算软件，其矩阵运算和可视化功能对于处理复杂的工程问题尤为适用。在煤炭开采领域，留设保护煤柱是防止地面沉降和保障建筑物安全的关键步骤。传统方法依赖手工计算和绘图，效率低下且容易出现错误。利用MATLAB的编程能力，可以将这些计算过程自动化，大大减少了工作量并提高了计算精度。 2. 系统设计与实现 该煤柱留设系统的设计包括了两个主要部分：垂直剖面法和垂线法。系统首先根据地质和开采数据，推导出垂直剖面法的数学模型，然后结合MATLAB的编程能力，实现算法的程序化。垂线法的公式则从相关文献中归纳而来，同样通过MATLAB进行实现。此外，系统还借助AUTOCAD的图形处理能力，进行图形化展示，便于用户理解和操作。 3. 垂直剖面法与垂线法 垂直剖面法是一种基于地质剖面的煤柱留设方法，考虑了地表建筑物的位置和煤层的倾斜角度。垂线法则是通过在煤层与建筑物之间画垂线来确定煤柱的宽度，这种方法适用于煤层近水平的情况。在MATLAB系统中，这两种方法都可以快速、准确地计算出煤柱尺寸，减少了人为误差。 4. 压煤量计算与“房屋裂缝角”新方法 文章还提出了一种基于坐标的压煤量计算公式，这有助于精确评估开采对地表建筑物的影响。同时，引入的“房屋裂缝角”留设方法是针对特定情况的一种创新策略，旨在更有效地保护建筑物免受开采活动的影响。 5. 实例验证与应用 通过实际案例，系统的表现被证明是可靠的，能够在各种复杂工况下提供准确的煤柱留设方案。这表明MATLAB作为开发工具，对于构建煤柱留设系统是非常有效的，可以广泛应用于煤炭开采的工程实践中。 6. 结论 MATLAB在开发煤柱留设系统上的应用展示了其在工程计算领域的优势，不仅简化了计算流程，而且提高了工作效率。该系统的成功开发为煤炭行业的安全开采提供了有力的技术支持。 关键词：保护煤柱；垂直剖面法；垂线法；压煤量；MATLAB；房屋裂缝角