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《河北工程大学》 2010年
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基于有限差分的巷道支护方案模糊筛选系统研究

赵亮  
【摘要】:巷道支护设计是矿井设计的重要环节,关系到煤矿生产的正常进行和井下工作人员的生命财产安全。目前,我国在进行支护设计时大多依靠经验设计、公式计算或配合力学模拟验证。这个过程不仅需要设计人员有相当的设计经验和知识积累而且在手工计算时过程复杂、工作量大。设计出来的方案也往往不能使支护效果和支护费用达到最佳。本文基于以上问题进行了研究,并开发了巷道基础支护方案优化筛选系统。 首先,对岩层破坏机理和巷道支护理论进行了综述,分析了利用计算机输出支护方案和利用计算机计算围岩稳定性的方法。其次,分析了有限差分原理和数值模拟方法,研究了FLAC二次开发的方法和批量筛选支护方案和参数的方法。 再次,分析了模糊数学的原理和研究了利用模糊数学进行方案二次评价的方法及其计算机实现过程。 最后,以软件工程的设计思想为指导对该系统进行了需求分析和总体设计,将系统划分为六个功能模块:基础数据的录入,围岩稳定性计算,支护方案的选择,参数集合的生成,优化筛选方案,自动出图系统。根据输入参数统计分析巷道周围的破坏情况,结合围岩稳定性判别公式计算围岩稳定性类别;根据围岩的稳定性类别和支护规范得到相应的支护方案和初步支护参数待选集合;适时调用有限差分程序FLAC3D进行参数化建模,批量模拟筛选方案;利用模糊数学对多方案位移量和支护费用进行综合评价从而得到最佳方案;调用AutoCAD自动绘制巷道支护断面图输出支护方案形成文本文件。 本课题从设计思想到程序实现完全由本人独立完成。本课题的研究为利用计算机输出支护方案提供了新的方法;为VB与FLAC的连接提供了新的接口技术;实现了独创的建模技术;利用模糊数学进行对支护方案的二次评价,为多方案选优提供了新的思想;为平衡支护方案与支护成本提供了新的方法;本课题首次结合多种方法实现巷道支护设计方案的生成;本课题的研究成果为以后类似研究提供了新的思路和方法。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD353

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