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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤系地层数值模拟力学参数分布特征与取值范围研究
  • 15
  • 作者

    王楠 李杨 Gustavo André Paneiro 雷兴海

  • 单位

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院里斯本大学高等技术学院中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学(北京)内蒙古研究院冀中能源峰峰集团有限公司

  • 摘要
    数值模拟方法在煤矿开采领域的应用广泛,尤其在模拟复杂地质条件和多变力学环境方面,为预测围岩动态变化、应力分布以及开采活动可能引发的问题提供了重要研究手段。在煤层开采数值模拟研究中,煤岩层参数的准确设定是实现模拟精确性的关键。为给煤层开采数值模拟提供更为准确的参数设定参考,收集整理了中国一百余个矿井的上千条煤岩层数值模拟力学参数,通过MATLAB进行分类整理,构建了煤系地层数值模拟参数的取值参考数据集;基于该数据集,给出了各省份数据可信度权重设定与动态优化方法,并对不同地区煤系地层力学参数的差异性和分布规律进行了多维度数据分析,揭示了其在不同地质区域的分布特征和多样性。结果显示:山西、陕西和内蒙古等地区数据可信度权重较高,研究活动较为集中;煤层力学参数数据点主要集中在200至690米的埋深区间,呈现出一定的趋势和特点,体积模量、剪切模量、弹性模量以及内聚力等参数在实际应用中的差异性较大;不同岩性的统计分析表明,粉砂岩和细砂岩在研究中最为常见,各岩性在力学特性上的差异性明显,中砂岩在体积模量和弹性模量上分布最广,而石灰岩则在多个参数上表现出较高的稳定性。此外,通过对不同地区煤层与主要岩性模拟力学参数的分析,研发了煤系地层数值模拟力学参数取值范围参考与异常值检测系统,该a系统可以实现快速查询煤岩层力学参数取值、异常值检测以及自定义数据集导入分析等功能,以期为煤系地层数值模拟研究中力学参数的确定提供更为科学的参考依据与便捷的工具方法。
  • 关键词

    煤系地层数值模拟力学参数取值分布系统开发

  • 文章目录


    0引言
    1数据来源与研究方法
    1.1数据集构建与可信度权重分析
    1.1.1数据来源与统计概况
    1.1.2数据可信度权重设定方法
    1.1.3各省份可信度权重分析
    1.2煤系地层数值模拟关键力学参数
    1.3统计分析方法与具体研究路线
    2煤层力学参数分布特征研究
    2.1统计煤层的埋深分布特征
    2.2煤层模拟力学参数的分布特性
    2.2.1数值模拟中煤层力学参数的分布规律
    2.2.2地区差异视角下煤层力学参数分布特征
    3主要岩性参数分布特征研究
    3.1主要岩性统计力学参数概况
    3.2主要岩性力学参数取值分布规律
    3.3地区差异视角下主要岩性力学参数分布特征
    4煤系地层数值模拟力学参数取值范围参考与异常值检测系统开发
    4.1系统总体架构
    4.1.1 系统开发环境
    4.1.2 功能模块划分
    4.2系统模块设计原理
    4.2.1 力学参数取值范围查询模块
    4.2.2 异常值检测模块
    4.2.3 自建库导入模块
    4.3 应用实例
    4.3.1 力学参数取值范围查询实例
    4.3.2 异常值检测实例
    4.3.3 自建库使用实例
    5结论与探讨
  • 引用格式
    王楠,李杨,Gustavo André Paneiro,等.煤系地层数值模拟力学参数分布特征与取值范围研究[J/OL].煤炭学报,1-23[2024-12-17].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0857.
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