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首页改进概率积分法:山区浅埋煤层地表移动预测的MATLAB建模
本文主要探讨了概率积分法在山区浅埋煤层地表移动预计中的应用。概率积分法是一种广泛应用于煤矿开采的地表移动预测工具,它最初基于随机介质理论,假设地表和开采煤层是水平且均匀的。然而,这种假设在山区浅埋煤层开采中并不适用,因为复杂的地形地貌和地层分布导致地表移动特性与平原地区显著不同。 在平原地区的煤层开采中,地表运动通常是对称分布的,而山区由于倾向主断面的非对称性,如下沉、水平移动、倾斜和曲率的变化更为复杂。原有的概率积分法公式可能无法准确捕捉这些特征,从而产生较大的预测误差。为了适应山区的实际条件,研究者对概率积分法的预计公式进行了适当的修改,考虑了地表移动的非线性和多参数特性。 作者利用MATLAB编程语言开发了一套拟合程序,实现了多参数表达式的非线性曲线拟合。这种方法使得能够通过实测数据有效地调整和优化预计公式,提高预测精度。经过验证,修改后的公式在山区浅埋煤层地表移动预测中的应用效果得到了良好的体现,所得到的地表移动参数更接近实际,具有较高的可靠性和准确性。 本文的研究成果对于改进山区浅埋煤层开采的地表管理具有重要意义,不仅提高了地表移动预计的精度,还为采矿工程师提供了实用的工具,帮助他们更好地控制和管理开采过程中可能出现的地表变形,保障矿山安全,降低环境影响。此外,这项工作也为后续在其他地质条件下地表移动预测提供了新的思路和方法。
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第
32
卷第
1
期
西安科技大学学报
2012
年
01
月
JOURNAL
OF
XI'
AN
UMVERSITY
OF
SCIENCE
AND
TECHNOIρGY
Vo
l.
32
No.1
Jan.
2012
文章编号:
1672
-9315(2012)01 -0045
-06
概率积分法在山区浅埋煤层
地表移动预计中的应用
谷拴成,洪兴
(西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安
710054)
摘
要:概率积分法是目前煤矿开采中应用最多的地表移动预计方法。对于山区浅埋煤层开采
而言,由于地表地形和地层分布等因素的影响,地表的下沉、倾斜、曲率、水平移动等特性与平原
地区有很大不同。文中对概率和、分法预计公式做了适当修改,并编制了
MATLAB
拟合程序,实现
了多参数表达式的非线性曲线拟合。实测数据拟合结果表明,修改后的预计公式应用效果良好。
通过拟合所得的表达式,反求取了山区浅埋煤层地表移动的主要参数,由此求得的地表移动参数
符合实际,可靠性高。
关键词:概率和、分法;浅埋煤层;地表移动参数;
MATLAB
非线性拟合
中图分类号:
TD
822
文献标志码
:A
。引言
概率积分法是基于随机介质理论建立起来的
1
种地表移动预计方法
[1
飞在其推导过程中是将地表
和开采煤层均为水平、各岩土层分布均匀且均被视为随机介质
[4
-5]
。对于平原地区的水平煤层开采而言,
其适用性较好。在山区浅埋煤层开采中,地形地貌和开采环境对地表移动的影响较大
[6
-7]
在倾向主断面
上,地表下沉、水平移动、倾斜、曲率和水平变形等曲线均呈现出非对称性分布特征,下上跟上山方向的影
响半径、移动角、拐点偏移距等地表移动参数也相差较大,若是用原有的概率积分法预计公式来描述山区
地表的移动形态会与实际情况有很大误差。基于此,有必要寻求一种新的函数模型来描述山区地表移动
的特征。
1
概率积分法原始模型
[8
-9J
概率积分法是由我国学者刘宝琛、廖国华等在波兰学者李特威尼申的随机介质理论基础上发展起来
的,其推导过程见文献
[8]
。对于半元限开采而言,主断面内任意点的移动变形预计公式如下
内)
=于[叶钊
+1]
,
(1)
式中价)
=如、
W .2
i(x)
=
平与-币,
r
饭
'J}
x
2
K(x)
=-2
1T习马
e
叮,
r
u(
x)
=
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节.
收稿日期:
2011
-11 一
12
基金项目:陕西省教育厅专项科研计划项目
(09j
k5
99
)
通讯作者:谷拴成(1
963
- )
,男,陕西扶风人,教授,博士生导师,主要从事岩土加固理论技术方面的教学与研究工作.
(2)
(3)
(4)
/
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