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滕南矿区已探明的煤炭储量为25亿吨,其中可采储量13亿吨。由于矿区内工作面地理位置多分布在微山湖下方,水体下采煤时易引发突水安全事故。为预防发生工程灾害,合理留设防水煤柱,提高经济效益,研究滕南矿区导水裂缝带发育高度具有较高的理论研究价值与实际生产意义。 本文采用双回路注(放)水系统设计并实测了滕南矿区六个矿井十三个工作面的导水裂缝带发育高度。以某矿C2工作面为例,详细阐述矿井地质采矿条件、工作面概况、钻孔设计与施工、双回路注(放)水系统观测步骤与导水裂缝带发育高度确定方法。 采用BP神经网络,选取不同的影响因子构建三种预测模型。对比分析预测结果,以煤层赋予状态和工作面参数为主要影响因子的模型二预测精度最高,且采用BP神经网络预测导水裂缝带发育高度时,影响因子并非越多越好。同时验证了将覆岩结构分成六种的方法预测精度更高,具有较高的应用价值。 采用FLAC3D软件以某矿C2工作面为研究对象,根据工作面实际地质采矿条件建立模型。为研究单一因素对导水裂缝带发育高度的影响,模拟不同煤层厚度、煤层倾角、工作面采深、工作面斜长条件下导水裂缝带发育高度,得到导水裂缝带发育高度与煤厚、倾角、采深、斜长分别具有二次函数的定量关系。 采用回归分析法研究单因子与多因子对导水裂缝带发育高度的影响。以单因子分析结果为依据,选取覆岩硬度、基岩柱厚度、泥岩比例、煤层倾角、煤层厚度、工作面采深、工作面斜长分别建立五元、六元、七元回归方程。预测结果表明七元回归方程预测精度最高且稳定可靠,选取七元回归方程做为导水裂缝带发育高度预测方程。将实测值与七元回归预测值、BP网络预测值、FLAC3D模拟值对比,得到七元回归方程预测精度最高。将七元回归方程应用到其他矿区,验证了方程的准确性与实用性,但预测结果精度相对较低,需结合各矿区地质采矿条件,合理选取回归系数建立预测模型。 本文采用BP神经网络、FLAC3D数值模拟与回归分析三种方法预测滕南矿区导水裂缝带发育高度,预测结果准确可靠,实际生产中,可根据各矿区地质采矿条件,选取合适方法预测导水裂缝带发育高度。