开采沉陷反分析的遗传算法及其在水口山矿务局铅锌矿的应用
【摘要】:
本文采用FLAC模拟,就开采沉陷反分析的遗传算法及其应用开展了如下研究:
(1) 研究了岩体弹塑性模型力学参数对开采沉陷的影响,提出了影响度的概念及其计算方法。以此为基础,计算了各参数对开采沉陷的影响度,确定了可通过量测开采沉陷进行反演的参数。
(2) 对开采沉陷反分析的遗传算法进行了研究,确定了合理的选择方法、交叉概率和变异概率,建立了相应的遗传算法,并用它对所设定的开采沉陷问题的力学参数进行了反演,反演结果的精度达90%以上。
(3) 应用所建立的开采沉陷反分析的遗传算法,反演确定了水口山矿务局铅锌矿开采沉陷预测模型的力学参数,并据此建立了开采沉陷预测模型,对Whittaker和Reddish所描述的开采沉陷规律进行了比较研究,证明了开采沉陷反分析的遗传算法的适用性。
(4) 采用所建立的开采沉陷预测模型,建立了上山移动角、下山移动角及中心移动角与采场倾角之间的关系,建立了最大开采沉陷、采空区高度及采场倾角三者间的关系,这些即为水口山矿务局铅锌矿的开采沉陷规律。
(5) 应用所确立的开采沉陷规律确定了水口山矿务局铅锌矿可能发生的开采沉陷的范围,论证了鸭公塘区采空区嗣后处理的不必要性和采用空场法回采老鸦巢区4号矿体下部中段矿块的不可行性。
【关键词】:开采沉陷 反分析 遗传算法 【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TD326
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2002.072487
【目录】:
- 第1章 绪论6-21
- 1.1 问题的提出6
- 1.2 历史与现状6-19
- 1.3 本项研究的目的、意义、内容与特色19-21
- 1.3.1 本项研究的研究的目的及意义19-20
- 1.3.2 研究内容20
- 1.3.3 本项研究的特色与创新之处20-21
- 第2章 FLAC模拟的基本原理21-25
- 第3章 岩体弹塑性模型力学参数对开采沉陷的影响度研究25-37
- 3.1 概述25
- 3.2 研究弹塑性模型力学参数对开采沉陷影响度的FLAC模型25-26
- 3.3 模拟计算方案的设计及模拟结果26-29
- 3.3.1 正交试验设计法简介26
- 3.3.2 模拟试验方案设计及模拟结果26-29
- 3.4 试验结果的方差分析29-32
- 3.5 开采沉陷随岩体力学参数的变化规律32-36
- 3.6 本章结论36-37
- 第4章 开采沉陷反分析的遗传算法研究37-58
- 4.1 开采沉陷反分析的基本思想37-38
- 4.2 遗传算法的概念及其特点38-44
- 4.2.1 概述38-39
- 4.2.2 生物进化39
- 4.2.3 遗传算法39-42
- 4.2.4 遗传算法的特点42-44
- 4.3 开采沉陷反分析的遗传算法44-54
- 4.3.1 概要设计44-47
- 4.3.2 编码47-48
- 4.3.3 初始群体的设定48
- 4.3.4 适应度函数定标48-49
- 4.3.5 遗传操作49-54
- 4.4 开采沉陷反分析遗传算法程序的检验54-57
- 4.4.1 设定的开采沉陷问题及其数值解54
- 4.4.2 设定的开采沉陷问题的力学参数的反演54-57
- 4.5 本章结论57-58
- 第5章 在水口山矿务局铅锌矿开采沉陷预测中的应用58-91
- 5.1 概述58
- 5.2 水口山矿务局铅锌矿地质条件及采空区情况58-78
- 5.2.1 矿床地质特征58-59
- 5.2.2 矿体赋存情况59-69
- 5.2.3 矿区岩石力学试验情况69-71
- 5.2.4 水文地质情况71-72
- 5.2.5 采空区情况72-78
- 5.3 水口山矿务局铅锌矿需解决的开采沉陷问题78
- 5.4 水口山矿务局铅锌矿地下采场围岩力学参数的反演78-80
- 5.4.1 开采沉陷量测78-79
- 5.4.2 模拟2~#采空区地表沉陷的FLAC模型79
- 5.4.3 采区围岩力学参数的遗传算法反演79-80
- 5.5 开采沉陷规律的比较研究80-85
- 5.5.1 开采沉陷范围的确定81-84
- 5.5.2 最大沉陷的确定84-85
- 5.6 水口山矿务局铅锌矿开采沉陷范围的确定85
- 5.7 本章结论85-91
- 第6章 结论和需要进一步研究的问题91-93
- 6.1 结论91-92
- 6.2 需要进一步研究的问题92-93
- 参考文献93-98
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