一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統技術方案

一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統，屬于煤礦巷道壓力與圍巖控制。系統包括：(1)軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊；(2)軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊；(3)新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊；(4)軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊；(5)軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊；(6)軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊；(7)軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊；(8)軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊。系統將軟巖巷道錨注支護設計中涉及到的數學、力學計算分析過程嵌入到了系統的后臺中處理，根據設計結果，快速地編寫錨注支護設計報告和繪制錨注支護施工布置圖形。廣泛地面向煤礦現場一線的工程技術人員，具有很強的實用性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種煤礦巷道壓力與圍巖控制，特別是一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統。
技術介紹
隨著計算機的普及，專家系統已在很多工程上都進行了應用。西南交通大學開發的“錨網噴支護設計專家系統PTES”，煤科院北京開采所開發的“回采巷道支護選型與參數確定專家系統”等。但是，這些專家系統涉及的對象僅是煤礦巷道的錨桿支護，而沒有涉及煤礦復雜困難條件下軟巖巷道的錨注支護。錨注支護技術是維護煤礦復雜困難條件下軟巖巷道圍巖穩定的一項有效技術。但是，進行煤礦軟巖巷道錨注支護是一個涉及到煤層開采條件、水文地質、工程地質和巖石力學等諸多因素的復雜問題，往往需要具備專業的數學力學知識以及豐富的工程經驗，同時需要花費大量時間和精力來進行復雜的力學計算和工程繪圖，這些對于煤礦現場工程技術人員來講是很難做到的。目前，我國煤礦每年掘進的復雜困難條件下的軟巖巷道總長度達到百萬米以上，但是對這些軟巖巷道的錨注支護卻憑借猜測和假設，主觀隨意性對結果影響很大。當強度過低時，由于錨注支護效果不能得到充分發揮，將導致巷道出現冒頂偏幫等事故，而當設計強度較高時則會造成支護材料的浪費，嚴重影響礦井的經濟效益。對煤礦軟巖巷道的錨注支護設計，尚未有一種能夠定量、全面地考慮新建軟巖巷道工程的具體地質力學環境，以及結合新建軟巖巷道工程周圍其它礦區可借鑒的實際軟巖巷道工程的基礎數據和錨注支護設計參數，來進行新建軟巖巷道錨注支護技術方案與參數的設計和優化，并根據設計結果自動進行錨注支護設計報告編制和工程施工布置圖形繪制的計算機輔助設計系統。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術的目的是要提供一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統，解決無法合理、準確、規范地設計煤礦軟巖巷道錨注支護方案與參數的問題。根據本專利技術的目的是這樣實現的煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統包括(I)軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊；(2)軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊；(3)新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊；(4)軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊；(5)軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊；(6)軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊；(7)軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊；(8)軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊； 所述的軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊，獲取煤礦巷道錨注支護領域中知名專家與學者的設計經驗與知識，并將這些知識以“基礎知識”和“推理知識”兩種形式存于系統的知識庫中，供系統計算推理時使用； 所述的軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊，存儲全國范圍內各大煤礦成功的軟巖巷道錨注支護工程實踐的案例資料，包括軟巖巷道的基本工程地質資料、軟巖巷道的錨注支護形式以及支護參數，為新建軟巖巷道錨注支護設計提供借鑒； 所述的新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊，基本輸入數據包括:新建軟巖巷道的基本工程地質概況數據、新建軟巖巷道地應力數據、新建軟巖巷道圍巖力學性質數據和新建軟巖巷道圍巖結構性質數據； 所述的軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊，實現如下功能:A.構建軟巖巷道錨注支護形式推理機通過推理機的演繹計算，確定軟巖巷道的最佳錨注支護形式； 所述的軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊，實現如下功能:A.構建軟巖巷道錨注支護參數推理機通過推理機的演繹計算，確定軟巖巷道的最佳錨注支護參數； 所述的軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊，實現如下功能:A.對系統設計的軟巖巷道錨注支護形式與支護參數進行支護結構承載能力評價；B.根據評價結果，進一步修正與優化軟巖巷道的錨注支護形式與參數； 所述的軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊，通過建立專家系統與MicrosoftOffice Word軟件之間的數據交換接口，實現自動編制規范的軟巖巷道錨注支護設計報告的功能； 所述的軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊，通過建立專家系統與AutoCAD軟件之間的數據交換接口，實現自動繪制規范的軟巖巷道錨注支護方案施工布置圖形的功能。有益效果，由于采用了上述方案，該系統建立在煤礦軟巖錨注支護設計專家豐富的知識和經驗以及全國各大煤礦軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例的基礎上，通過模擬“專家”思維進行科學的計算、推理和演繹，對煤礦復雜困難條件下的軟巖巷道的錨注支護進行了準確、定量、規范和自動化的設計，確保了軟巖巷道錨注支護結構與參數選擇的科學性與合理性，提高了軟巖巷道錨注支護系統的可靠性。由于該系統將軟巖巷道錨注支護設計中涉及到的復雜的數學、力學計算分析過程嵌入到了系統的后臺處理中，使得使用者不需要具備專業的數學、力學基礎和現場工程經驗，因而能夠廣泛地面向煤礦現場一線的工程技術人員，具有很強的實用性。同時，該專家系統還通過建立與Microsoft Office Word軟件和Auto CAD軟件之間的數據交換接口，實現了自動編制規范的軟巖巷道錨注支護設計報告以及繪制規范的軟巖巷道錨注支護方案施工布置圖形的功能，將煤礦現場工程技術人員從繁重的報告編寫和工程圖形繪制工作中解脫出來，并大大減少了實際工作中的一些不必要的差錯。解決了無法合理、準確、規范地設計煤礦軟巖巷道錨注支護方案與參數的問題。附圖說明圖1是本專利技術的一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統的模塊圖。具體實施例方式實施例1:在圖1中，該專家系統包括:軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊1、軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊I1、新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊II1、軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊IV、軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊V、軟巖巷道錨注支護結構承載能力模塊V1、軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊νπ以及軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊珊。下面結合附圖，分別對以上8個模塊進行詳細闡述 軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊1:主要用于獲取煤礦巷道錨注支護領域中知名專家與學者的設計經驗與知識，并將這些知識以“基礎知識”和“推理知識”兩種形式存于系統的知識庫中，以供系統計算推理時使用。具體地，通過與錨注支護領域專家合作，挖掘和搜集有關錨注支護設計的領域知識，并將這些知識進行篩選、整理、歸納后，以“基礎知識”和“推理知識”兩種形式存入知識庫中。其中，“基礎知識”是一類用于說明對象的屬性或者條件的知識，例如“某礦2#煤層老頂砂巖單軸抗壓強度是91. 07MPa”，這就是一條典型的基礎知識，它反應客觀的實際情況，這類知識通過一張簡單的二維關系表就能實現在知識庫中的存儲；“推理知識”是將“基礎知識”通過一定的邏輯關系組合起來而形成的知識，可采用產生式規則法(Production Rules)來描述，其基本模式為IF〈前提〉THEN <結論〉，例如IF〈巷道為破壞較輕型巖石巷道〉AND〈巷道圍巖裂隙不發育〉THEN〈注漿錨桿可采用普通注漿錨桿 >，“推理知識”在知識庫中也以一張二維關系表來存儲。通過對知識庫中的知識進行存取、管理和維護，從而為煤礦軟巖巷道錨注支護設計提供服務。軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊I1:主要用于存儲全國范圍內各大煤礦成功的軟巖巷道錨注支護工程實踐的案例資料，包括軟巖巷道的基本工程地質資料、軟巖巷道的錨注支護形式以及支護參數，從而為新建軟巖巷道錨注支護設計提供借鑒。其中，軟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統，其特征在于：所述的煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統包括(1)軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊；(2)軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊；(3)新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊；(4)軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊；(5)軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊；(6)軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊；(7)軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊；(8)軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊；所述的軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊，用于獲取煤礦巷道錨注支護領域中知名專家與學者的設計經驗與知識，并將這些知識以“基礎知識”和“推理知識”兩種形式存于系統的知識庫中，以供系統計算推理時使用；所述的軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊，用于存儲全國范圍內各大煤礦成功的軟巖巷道錨注支護工程實踐的案例資料，包括軟巖巷道的基本工程地質資料、軟巖巷道的錨注支護形式以及支護參數，以為新建軟巖巷道錨注支護設計提供借鑒；所述的新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊的基本輸入數據包括：新建軟巖巷道的基本工程地質概況數據、新建軟巖巷道地應力數據、新建軟巖巷道圍巖力學性質數據和新建軟巖巷道圍巖結構性質數據等；所述的軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊，實現如下功能：A.?構建軟巖巷道錨注支護形式推理機；B.?通過推理機的演繹計算，確定軟巖巷道的最佳錨注支護形式；所述的軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊，實現如下功能：A.?構建軟巖巷道錨注支護參數推理機；B.?通過推理機的演繹計算，確定軟巖巷道的最佳錨注支護參數；所述的軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊Ⅵ，實現如下功能：A.?對系統設計的軟巖巷道錨注支護形式與支護參數進行支護結構承載能力評價；B.?根據評價結果，進一步修正與優化軟巖巷道的錨注支護形式與參數；所述的軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊，通過建立專家系統與Microsoft?Office?Word軟件之間的數據交換接口，實現自動編制規范的軟巖巷道錨注支護設計報告的功能；所述的軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊，通過建立專家系統與AutoCAD軟件之間的數據交換接口，實現自動繪制規范的軟巖巷道錨注支護方案施工布置圖形的功能。...

【技術特征摘要】
1.一種煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統，其特征在于:所述的煤礦軟巖巷道錨注支護設計專家系統包括(I)軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊；(2)軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊；(3)新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊；(4)軟巖巷道錨注支護形式推理設計模塊；(5)軟巖巷道錨注支護參數推理設計模塊；(6)軟巖巷道錨注支護結構承載能力評價模塊；(7)軟巖巷道錨注支護設計報告自動生成模塊；(8)軟巖巷道錨注支護施工布置圖形繪制模塊； 所述的軟巖巷道錨注支護設計專家知識庫模塊，用于獲取煤礦巷道錨注支護領域中知名專家與學者的設計經驗與知識，并將這些知識以“基礎知識”和“推理知識”兩種形式存于系統的知識庫中，以供系統計算推理時使用； 所述的軟巖巷道錨注支護工程實踐成功案例數據庫模塊，用于存儲全國范圍內各大煤礦成功的軟巖巷道錨注支護工程實踐的案例資料，包括軟巖巷道的基本工程地質資料、軟巖巷道的錨注支護形式以及支護參數，以為新建軟巖巷道錨注支護設計提供借鑒； 所述的新建軟巖巷道工程原始數據輸入模塊的基本輸入數據包括:新建軟巖巷道的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王連國，陸銀龍，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：