CAJ | 학술논문

为方便准确地进行任意倾斜煤层的开采沉陷预计,借鉴变步长数值积分的思想,提出基于二分迭代的倾斜条带状工作面开采沉陷预计方法,并设计了新的计算模型.具体做法是:将工作面在埋深方向用二分法划分为多个子工作面,从而将倾斜工作面的开采沉陷预计转化为多个水平子工作面的开采沉陷预计;对工作面进行二分时细分级数为f,则要进行f轮计算;在第i(i=0,1,…, f-1)轮计算时,工作面被等分为2i个子工作面,进行2i次迭代计算;在每次迭代计算时,均使用概率积分法,输入地表为上次迭代计算的输出地表,输入工作面为本次计算的子工作面;第i 轮迭代计算后,再将每个子工作面在深度方向进行二分,继而进行下轮迭代计算,重复进行,直到前后两轮计算结果差值的均值和方差分别小于首两轮结果差值的十分之一.在三维可视化环境下使用C++编程语言设计并实现了该算法,并从数学上证明了算法的收敛性.算法分析结果表明,该方法消除了传统概率积分法中倾角和平均深度对倾斜煤层开采沉陷预计的误差,计算模型更加科学.应用实例表明:当f =6时,前后两轮计算结果差值数据均值为0.0039m,方差为2.45×104,具有较好的收敛性;与实测值相比,下沉量和倾斜变形的误差率分别为0.9%和0.38%,误差率较常规概率积分法小,计算结果更可信.这说明该方法适用于任意倾斜条带状煤层开采沉陷预计,也可用于非煤地下矿山较规整采场的开采沉陷预计.
위방편준학지진행임의경사매층적개채침함예계,차감변보장수치적분적사상,제출기우이분질대적경사조대상공작면개채침함예계방법,병설계료신적계산모형.구체주법시:장공작면재매심방향용이분법화분위다개자공작면,종이장경사공작면적개채침함예계전화위다개수평자공작면적개채침함예계;대공작면진행이분시세분급수위f,칙요진행f륜계산;재제i(i=0,1,…, f-1)륜계산시,공작면피등분위2i개자공작면,진행2i차질대계산;재매차질대계산시,균사용개솔적분법,수입지표위상차질대계산적수출지표,수입공작면위본차계산적자공작면;제i 륜질대계산후,재장매개자공작면재심도방향진행이분,계이진행하륜질대계산,중복진행,직도전후량륜계산결과차치적균치화방차분별소우수량륜결과차치적십분지일.재삼유가시화배경하사용C++편정어언설계병실현료해산법,병종수학상증명료산법적수렴성.산법분석결과표명,해방법소제료전통개솔적분법중경각화평균심도대경사매층개채침함예계적오차,계산모형경가과학.응용실례표명:당f =6시,전후량륜계산결과차치수거균치위0.0039m,방차위2.45×104,구유교호적수렴성;여실측치상비,하침량화경사변형적오차솔분별위0.9%화0.38%,오차솔교상규개솔적분법소,계산결과경가신.저설명해방법괄용우임의경사조대상매층개채침함예계,야가용우비매지하광산교규정채장적개채침함예계.