RBF神经网络在巷道围岩稳定性预测中的应用.pdf

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1、总第145期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．09．006RBF神经网络在巷道围岩稳定性预测中的应用孙博，毛燕清(1．潞安矿业集团公司，山西长治046204；2．桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林541004)摘要：地应力、顶板岩性、巷道夹角、地下水及巷道断面积是影响巷道围岩稳定性的主要因素。文章利用RBF神经网络方法建立巷道围岩稳定性模型，结合呼和乌素煤矿的实测数据进行了验证，为该矿巷道进行有效支护提供了保障。．关键词：围岩稳定性；RBF神经网络；模糊集合；评价方法中图分类号：TP183；TD3

2、22．4文献标识码：A文章编号：1005．2798(2011)09—0016—03ApplicationofRBFNeuralNetworksinPredictingStabilityofRoadwayandSurroundingRocksSUNBo，MAOYan-qing(1．Lu'anMiningGroup，Changzhi046204，China2．TechnologyandCivilArchitectureandEngineeringCollegeofGuilinPolytechnice，Guilin541004，China)A

3、bstract：Anglebetweenstressandtheroadway，roofrock，andgroundwaterandbasalareaarethemainfactorswhichimpacttunnelsurroundingrockstability．UsingRBFneuralnetworktoestablishtherockmassstabilitymodel，combinedwiththemeasureddataoftheHuhewusucoalminemakesaverification，whichprovide

4、sassuranceforthemineeffectivetunnelsuppo~．Keywords：stabilityofsurroundingrock；RBFneuralnetwork；fuzzysets；evaluationmethods围岩的稳定性，直接影响着工程设计及施工管了围岩体本身的承受能力。在构造应力的作用下，理，因此进行围岩稳定性评价对巷道工程有着十分常常会引起巷道两帮破裂、鼓出和垮落。自重应力重要的现实意义。人工神经网络方法有着较强的建的作用会引起弱面离层，从而导致顶板失稳冒落。模能力，能有效处理一些不连续的数据，本

5、文利用神随着矿井开采深度的加大，岩体强度显著降低。经网络模型来评价巷道围岩稳定性程度。巷道周边的地应力超过了围岩的自身强度，致使巷道变形，从而使巷道塑性区范围内岩石内聚力和内1巷道围岩稳定性的影响因素摩擦角迅速下降，引起巷道失去稳定性。由于巷道1．1自然因素围岩最大主应力方向垂直于顶底板，巷道的主要受围岩稳定性关系到施工安全问题。同时也是支压方向和大小也随着岩层倾角的不同而不同，巷道护工艺参数的决定因素。国内外学者进行了长期的变形与破坏的特征不同。通常在缓倾斜或水平岩层研究，至今仍未达到共识。由于复杂的工程地质因中的巷道，顶板多出现对称

6、性下沉，而两帮变形均素多，岩体结构复杂。因为影响围岩位移的力学机匀。在倾斜或急倾斜岩层中的巷道则常出现非对称制以及力学模型都不清楚。从力学机理上建立力学式变形与破坏，且两帮变形比顶板变形量大。模型是不可能的⋯。巷道围岩中含水较大时，会加快巷道的变形和地质构造(地应力)是决定围岩稳定性的因素破坏。因为遇水后会使岩石软化，导致强度降低。之一。岩层层理、节理及断层使巷道围岩形成不规对于泥质类软岩，遇水会出现泥化、崩角、膨胀和碎则的结构，使围岩的整体性和连续性遭到破坏，降低裂等现象，造成围岩产生很大的变形。水还减小受收稿日期：20i1-04-0

7、6作者简介：孙博(1984一)，男，安徽淮北人，硕士，研究方向为矿业系统工程。16孙博等：RBF神经网络在巷道围岩稳定性预测中的应用第20卷第9期节理剪切的破碎岩块之间的摩擦系数，造成个别岩和输出层组成，输出层可以有一个或多个神经元，块滑动和冒落。隐含层由一组径向基函数构成。1．2技术因素首先巷道布置会影响围岩的稳定性。巷道如果输x1布置在采动影响带，会受采动影响，巷道变形会明显加快。其次，巷道断面面积对巷道稳定性影响很大，X】巷道的断面面积与顶板稳定性成反比，即断面面积越大围岩暴露面积就越大，巷道稳定性也就越差，所以巷道在满足使用条件

8、的前提下，应尽量缩小巷道断面面积。图1RBF神经网络结构一般隐含层各神经元采用相同的径向基函数，2矿井概况当基函数取高斯函数时，网络输入与输出之间可认呼和乌素煤矿位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木为是一种映射关