混凝土井壁結構受力遠程自動監(jiān)測與預測預報系統(tǒng)研究.pdf

1、深厚表土條件下混凝土井壁結構破裂災害對人身安全和煤礦的安全生產構成了嚴重威脅，許多礦井不得不停產對其治理，造成了巨大的經濟損失。由于井壁結構與地層之間相互作用關系復雜，力學參數不易確定，一般的井壁結構變形及受力理論分析結果往往與實際差別較大，因此，在對混凝土井壁結構變形受力規(guī)律進行分析基礎上，通過對混凝土井壁結構的實時變形、受力監(jiān)測及基于監(jiān)測信息的超前預測，對于進一步研究井壁結構的受力變化規(guī)律有著重要的意義。本文的主要研究工作如下：

2、 (1)分析了深厚表土條件下混凝土井壁結構破裂的力學機理，并在此理論分析的基礎上，確定了混凝土井壁結構監(jiān)測工作的重點應放在對表土段井壁內壁應變和表土與基巖交界處應力的監(jiān)測上。 (2)論述了混凝土井壁結構受力遠程自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成和工作原理。以濟寧三號煤礦副井井壁受力監(jiān)測工作為例，研究了監(jiān)測儀器的選擇、埋設方法，儀器間的連接和整個監(jiān)測系統(tǒng)的形成以及監(jiān)測系統(tǒng)的核心—監(jiān)測系統(tǒng)軟件的采集、存儲、處理、傳輸等功能。 (3)分析

3、了目前工程中常采用的預測預報模型的優(yōu)缺點及其適用范圍，根據監(jiān)測數據的特點，建立了井壁結構受力監(jiān)測信息的灰色預測預報模型(等時距灰色模型、非等時距灰色模型、灰色優(yōu)化模型)和改進的BP神經網絡預測預報模型(有動量的梯度下降法、Levenberg-Marquardt算法)。 (4)基于灰色預測預報模型和改進的BP神經網絡預測預報模型，選取Delphi7.0和Matlab6.1作為軟件開發(fā)工具，以Windows為操作平臺，利用Matla

4、b提供的ActiveX自動化技術實現(xiàn)Matlab與Delphi的接口，使用Delphi自帶的Paradox數據庫作為數據庫支持平臺，采用BDE技術作為數據庫引擎，開發(fā)了混凝土井壁結構受力遠程自動監(jiān)測預測預報系統(tǒng)，并將預測預報系統(tǒng)以菜單形式嵌入到FWC2000安全監(jiān)測系統(tǒng)中，完善和擴充了監(jiān)測軟件的功能。 (5)運用完善后的監(jiān)測軟件對濟寧三號煤礦副井井壁進行受力監(jiān)測和基于監(jiān)測信息的預測預報。實踐表明：灰色預測模型和人工神經網絡模型的