张丁丁
- 作品数：85 被引量：332H指数：12
- 供职机构：西安科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金陕西省教育厅科研计划项目更多>>
- 相关领域：矿业工程自动化与计算机技术建筑科学电子电信更多>>
- 多属性融合分布式光纤导水裂隙带高度预测方法
- 2023年
- 针对上覆岩层导水裂隙带发育高度预测这个研究难点,以光纤监测覆岩变形模拟试验为基础,融合测点频移值、高度、覆岩岩性等因素,提出一种基于深度学习的导水裂隙带发育高度预测方法。先将测点频移值分解为随机、周期和趋势等分量,建立预测模型,叠加后再利用预测频移值变化特征推测导水裂隙带的发育高度。实验结果表明本方法预测的发育高度平均误差为11 mm,其精度控制在允许误差范围内。
- 冀汶莉田忠柴敬张丁丁王斌
- 关键词：导水裂隙带高度
- 一种基于三维数字散斑的岩体细观裂隙测试方法
- 本发明涉及岩体形变测量技术领域，尤其涉及一种基于三维数字散斑的岩体细观裂隙测试方法。根据拟研究对象的工作面地质条件，搭建散体物理模型；在模型表面制作散斑点，将数码摄像装置的拍摄方向与模型保持垂直；数码摄像装置采集不同推进...
- 张丁丁柴敬欧阳一博马哲秋风齐马晨阳
- 基于贝叶斯算法优化的CatBoost矿压显现预测
- 2023年
- 通过传统的监测手段获取矿压数据并采用统计学或机器学习算法对矿压进行预测已不能满足矿山智能化发展要求,需要寻求新的方法提升矿压数据监测及矿压预测的准确性和实时性。基于三维相似物理模型试验,搭建分布式光纤监测系统,沿模型走向和高度2个方向预埋分布式光纤,在模拟工作面开采过程中采集来压数据,并引入光纤布里渊频移平均变化度作为判断是否来压的指标;通过对光纤监测数据进行噪声去除、归一化及相空间重构等预处理,将一维初始监测数据转换为三维数据;使用贝叶斯算法对CatBoost算法进行迭代参数寻优,在达到最大迭代次数后将最优参数组合装载到CatBoost算法中,通过训练得到矿压显现预测模型。结果表明:贝叶斯算法比传统网格搜索法的迭代次数更少、误差更小;与随机森林(RF)、梯度提升决策树(GBDT)和极值梯度提升树(XGBoost)算法相比,CatBoost算法的预测精度更高、泛化能力更强;基于贝叶斯算法优化的CatBoost矿压显现预测模型能准确预测出测试集中的3次来压,且整体预测趋势与实测值较为吻合,平均绝对误差为0.0091,均方根误差为0.0077,决定系数为0.9339。
- 柴敬张锐新欧阳一博张丁丁王润沛田志诚刘泓瑞韩志成
- 关键词：分布式光纤相空间重构
- 覆岩载荷扰动下平硐围岩变形分析及支护优化被引量：1
- 2023年
- 传统的收敛仪、三维激光扫描等矿山巷道围岩变形监测技术无法满足复杂工程全面监测需求,实时及自动化监测程度低,且不具备长距离、高精度和大面积监测能力,而现有光纤传感技术仅针对巷道围岩的单一参量进行监测,无法全面分析巷道围岩稳定状况。以某煤矿主平硐为工程背景,采用数值模拟研究了平硐上方填土前后的围岩稳定性,结果表明:填土工程导致平硐两帮围岩支承压力升高,且呈不对称分布;顶板最大下沉量由填土前的8.3 mm增至22.1 mm,最大底鼓量由4.0 mm增至8.5 mm,两帮移近量最大增幅为16.2 mm;围岩变形量与支承压力对应性较强,呈现随平硐上方填土厚度增大而增大的特征。采用光纤布拉格光栅(FBG)传感器构建了平硐围岩变形监测系统,在平硐断面设置FBG传感器监测平硐拱顶裂缝张开度、顶底板及两帮变形量、断面应力应变等,通过实时光谱图分析围岩局部变形情况,结果表明平硐在现有料石砌碹支护状态下,受上覆载荷扰动影响,顶板受压明显,顶板最大下沉量约为30 mm,形成约2 mm宽的裂缝,且监测结果与数值模拟、现场观测结果相符,验证了基于FBG的平硐围岩稳定性监测方法的有效性。根据监测结果,针对平硐支护薄弱处提出了锚杆+T型钢板的补强支护方案,通过数值模拟对其支护效果进行验证,结果表明优化支护方案后,在覆岩载荷扰动下平硐顶板最大下沉量为11.3 mm,两帮最大移近量为12.04 mm,围岩变形量平均降幅达48.8%,提高了围岩稳定性。
- 柴敬刘泓瑞张丁丁刘永亮韩志成田志诚张锐新
- 关键词：围岩稳定性围岩变形监测光纤传感支护优化
- 三维模型内部位移测试装置及其应用被引量：5
- 2016年
- 为了获取岩体内部变形信息,研制出牵引式多点位移测量装置,并将其应用于三维模型试验内部位移量测。在3 600×2 000×2 000 mm(长×宽×高)的大型三维模型中3个不同层位共布设9个内部位移测点,同时在对应位置设置表面位移测点,开展模拟开采过程模型位移规律研究。试验表明,模型内部位移呈缓和的台阶状变化,随着工作面推进台阶阶高逐渐降低,它与模型表面位移的台阶状变化相对应;岩层稳定后,处于相同层位的内部测点最终位移基本相同,3个层位的内部测点的最终位移值分别为54、35、25 mm,同一层位的表面位移也基本相同,最终位移值分别为58、41、30 mm,内部最终位移值比表面最终位移值小7%~15%;同一层位岩层内部变形、表面变形同步变化,与工作面上覆岩层垮落和来压规律一致。该位移测量装置测量数据可靠,读数精度可达0.07 mm/°,安装和操作方便,为三模型试验内部变形测试提供了新的研究手段。
- 柴敬钱云云王丰年袁强张丁丁
- 关键词：三维模型
- 近浅埋大采高综采矿压显现规律研究被引量：4
- 2015年
- 根据杭来湾煤矿30101首采工作面开采条件,进行了室内物理相似模拟试验研究,并对工作面进行了矿压实测分析。确定了杭来湾煤矿工作面初次来压步距和周期来压步距;给出了工作面支架所需额定工作阻力;研究了工作面大小周期来压显现规律及上覆岩层垮落特征。
- 张丁丁柴敬李毅汪志力刘文岗
- 关键词：采矿工程大采高综采矿压显现
- 基于光纤湿度传感器的物理模型材料温湿度耦合研究被引量：2
- 2018年
- 为了获得矿山开采物理模型的湿度,研制出一种采用聚酰亚胺薄膜材料涂敷的光纤布拉格(Bragg)光栅湿度传感器。提出了聚酰亚胺溶液与光纤Bragg光栅的耦合方法,采用提拉法涂敷制作湿度监测的光纤Bragg湿度传感器(PFBG),进行湿度范围20%~90%RH的标定。物理模型材料在环境温度35℃,湿度35%~65%条件下的试验,得出了增湿和降湿过程中内部湿度达到相对平衡的稳态时间,以及引起的温度变化规律。试验表明,增湿过程,模型内部温度和湿度达到稳态的时间相近;降湿过程,模型内部湿度达到稳态的时间是温度达到稳态时间的2.5倍。在模型内外湿度差相同情况下,模型内部增湿响应速率是降湿速率3倍;外界湿度变化30%RH,模型内部温度变化2.3℃.其研究成果有助于认识物理相似模型干燥过程和确定干燥时间。
- 柴敬刘奇张渤李毅张丁丁袁强
- 关键词：测试技术
- 物理模型试验光纤传感技术测试方法分析被引量：5
- 2018年
- 地下工程常处于复杂三向应力状态,立体模型更能真实反映采场围岩应力状态。将传感光纤分别布置于几何尺寸为3 000 mm×200 mm×1 280 mm平面应力模型和3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm立体模型中,分析工作面与光纤不同空间位置时模型应变分布规律。结果表明:传感光纤在模型相似材料铺装前应施加轴向预应力,保持光纤处于预拉状态;温度定位法可实现光纤精准空间定位,当试验环境温度变化明显时,需对传感光纤进行温度补偿以消除温度效应引起的应变测量误差;采动岩体应变分布呈现3个阶段:工作面靠近光纤时,超前支承压力引起下位覆岩应变呈负向台阶变化;工作面过光纤时,垮落、离层区岩层断裂下移引起应变曲线正向台阶变化;工作面远离光纤后,采空区重新压实导致光纤处于受压状态,研究结果对岩土工程类立体模型试验监测具有一定借鉴意义。
- 柴敬杜文刚袁强张丁丁
- 关键词：矿业工程模型试验光纤传感
- 采动覆岩导水裂隙发育光纤感测与表征模型试验研究被引量：12
- 2021年
- 随着国家生态文明建设标准的日益提高,我国西部干旱半干旱地区赋存的浅埋煤层开采引起的生态环境问题愈发严峻。导水裂隙带发育高度探测是与保水开采密切相关的科学问题,是矿山生态损害监测与评价、生态修复策略制定的重要依据。将分布式光纤感测技术应用于相似模型试验,探究采动岩体导水裂隙带发育与光纤检测数据的内在响应关系。针对以往研究中对光纤与采动覆岩在不同开采阶段耦合作用关系分析不足的问题,提出传感光纤与采动岩体的耦合关系量化指标“光纤-岩体耦合系数”,通过耦合系数对采动引起的覆岩垂直分带区进行合理划分。研究表明:与光纤接触的不同受力状态岩层介质包括5种:顶部未受采动影响的稳定岩层、稳定关键层上受采动影响存在下移趋势的岩层、离层空域区、采空区矸石区及煤层底板;基于监测数据将覆岩分为4部分:已破坏区、强烈影响区、微弱影响区和未影响区。已破坏区即导水裂隙带,强烈影响区为受采动影响内部应力集中程度极高但结构完整的岩层,即弯曲下沉带。试验得出断裂带与弯曲下沉带分界处耦合系数阈值为0.65;建立了应变曲线形态、导水裂隙带发育高度与关键层活动的内在联系,实现光纤感测表征覆岩分带特征。将光纤传感技术应用于采动引起的覆岩变形监测为导水裂隙带发育高度探测提供了新的研究思路。
- 杜文刚杜文刚柴敬张丁丁
- 关键词：光纤传感导水裂隙带覆岩变形保水开采
- 采动覆岩运移BOTDA-FBG监测试验被引量：2
- 2020年
- 为研究采场覆岩变形破坏特征,采用相似材料物理模型试验的方法模拟煤矿工作面回采过程,用BOTDA分布式光纤和布拉格光纤光栅(FBG)监测采场覆岩运移规律。实验搭建了1.5 m×0.6 m×1.3 m的三维立体模型,几何相似比为1∶150,同时在模型水平方向埋设2根光纤,垂直方向铺设4根光纤,亚关键层埋设2个光纤光栅应变传感器,用以研究模型开挖过程中覆岩运移状态与BOTDA及FBG测试结果的对应关系。试验表明,FBG传感器应变量与岩层运移状态密切相关,可实现对采动覆岩变形破断和离层发育过程的监测。水平光纤测试结果与岩层垮落移动呈明显的对应关系,测试频移峰值间距与岩层垮落顶部离层宽度几乎一致,平均误差不超过3%;垂直光纤频移变化可以反映覆岩垮落及离层发育的动态变化过程。
- 柴敬朱绪保张丁丁杜文刚雷武林杨玉玉
- 关键词：分布式光纤三维立体模型
