煤與瓦斯突出的非線性特征及預測模型

1 緒論
　1.1 礦井煤巖瓦斯動力現(xiàn)象及其特征
　　1.1.1 突出
　　1.1.2 壓出
　　1.1.3 傾出
　1.2 煤與瓦斯突出概況
　1.3 煤與瓦斯突出的特點與規(guī)律
　1.4 煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀
　1.5 煤與瓦斯突出預測研究現(xiàn)狀
　　1.5.1 煤與瓦斯突出區(qū)域預測
　　1.5.2 工作面突出危險性預測
　　1.5.3 突出預測敏感指標及其臨界值確定方法的研究現(xiàn)狀
　1.6 本書的研究思路與主要內容
2 煤體結構的分形特征與強度的現(xiàn)場測定方法
　2.1 煤的物理結構
　2.2 煤體結構的分形特征
　　2.2.1 分形和分維的基本概念
　　2.2.2 煤體孔隙裂隙的分形特征
　　2.2.3 煤體碎裂后的塊度分形特征
　2.3 煤體強度的現(xiàn)場測定方法
　　2.3.1 鉆孔法測定煤體強度的原理和方法
　　2.3.2 實驗分析
　　2.3.3 現(xiàn)場實測分析
3 煤與瓦斯突出過程及其突變特征
　3.1 突變理論基礎
　　3.1.1 基本概念
　　3.1.2 基本突變類型
　　3.1.3 尖點突變
　3.2 煤與瓦斯突出過程實測
3.3 煤與瓦斯突出的起動和發(fā)展機制
3.4 煤與瓦斯突出過程的突變特征
　　3.4.1 突出起動過程的突變勢函數(shù)
　　3.4.2 煤與瓦斯突出的突變條件
　　3.4.3 突變理論對防突措施機理的解釋
3.5 煤與瓦斯突出發(fā)生的強度規(guī)律
　　3.5.1 突出強度的模擬試驗研究
　　3.5.2 煤層發(fā)生突出及發(fā)生千噸級突出的瓦斯壓力最小值的統(tǒng)計規(guī)律
4 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出的非線性特征
4.1 概述
4.2 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出量的理論計算模型
　　4.2.1 鉆孔瓦斯連續(xù)動態(tài)涌出過程的基本特點
　　4.2.2 理論計算的基本假設
　　4.2.3 鉆孔瓦斯徑向不穩(wěn)定流動微分方程
　　4.2.4 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出量的有限差分-復化求積計算模型
　　4.2.5 模型中間參數(shù)的確定
　　4.2.6 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出數(shù)值模擬程序及其驗證
4.3 鉆孔瓦斯動態(tài)涌出規(guī)律的數(shù)值分析
　　4.3.1 數(shù)值計算結果及分析
　　4.3.2 每米鉆孔瓦斯涌出初速度及停鉆衰減涌出量的確定
　4.4 實際打鉆過程中瓦斯動態(tài)涌出的基本特點
　4.5 鉆孔Q序列分析的相空間理論模型
　4.6 對實測鉆孔Q序列的計算分析
　4.7 關于鉆孔Q序列分形特征的分析與討論
5 煤巷掘進工作面瓦斯動態(tài)涌出的混沌和多重分形特征
　5.1 概述
　5.2 煤巷掘進工作面前方煤體的動態(tài)顯現(xiàn)與瓦斯涌出的特點
　5.3 煤巷掘進工作面Q序列的獲取
　　5.3.1 位村礦14141下風巷掘進工作面概況
　　5.3.2 原始監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取
　　5.3.3 Q序列數(shù)據(jù)預處理
　5.4 煤巷掘進工作面Q序列的混沌特征
　　5.4.1 相空間重構
　　5.4.2 關聯(lián)維D
　　5.4.3 二階Renyi熵K
　　5.4.4 Lyapunov指數(shù)
　　5.4.5 綜合分析86
　5.5 煤巷掘進工作面Q序列的多重分形特征
　　5.5.1 Renyi多重分維Dq和指數(shù)譜f（α）
　　5.5.2 多重分形計算
　　5.5.3 Q序列的多重分形
　　5.5.4 關于Q序列多重分形特征的討論
6 基于ANN的煤與瓦斯突出非線性預測模型
　6.1 人工神經網絡基礎
　　6.1.1 概述
　　6.1.2 人工神經網絡理論基礎
　　6.1.3 誤差反向傳播（BP）神經網絡
　6.2 基于ANN的煤與瓦斯突出非線性預測方法
　　6.2.1 突出危險性BP人工神經網絡預測模型
　　6.2.2 預測突出的基本特性指標集的確定
　　6.2.3 突出危險程度分類評價集的確定
　6.3 突出危險性BP人工神經網絡預測模型的試驗驗證
　　6.3.1 試驗結果對模型的驗證
　　6.3.2 四因素對突出的影響程度
　6.4 基于煤巷Q序列多重分形特征的模型實例應用
　　6.4.1 BP人工神經網絡模型的構建
　　6.4.2 煤巷突出危險性預測
　　6.4.3 結果分析
參考文獻