Nghiên cứu phương pháp dự báo các đại lượng dịch chuyển đất đá và biến dạng bề mặt phù hợp với điều kiện khai thác hầm lò ở việt nam tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOt TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN QUỐC LONG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO CÁC ĐẠI LƯỢNG DỊCH CHUYỂN ĐẤT ĐÁ VÀ BIẾN DẠNG BỀ MẶT PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC HẦM LÒ Ở VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số: 9520503 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 Công trình hồn thành tại: Bộ mơn Trắc địa mỏ, Khoa Trắc địa - Bản đồ Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Võ Chí Mỹ TS Vương Trọng Kha Phản biện 1: 3*6767UҫQ ĈuQK7{ Phản biện 2: 3*676.LӅX.LP7U~F Phản biện 3: 3*6761JX\ӉQ;XkQ7Kө\ Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi … … ngày … tháng … năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Một hệ cơng tác khai thác khống sản phương pháp hầm lò đất đá phía có xu hướng chuyển dịch lấp đầy khoảng trống sau khai thác để tạo lập trạng thái cân mớ, dẫn đến trình dịch chuyển đất đá lan truyền từ vách qua lớp đất đá lên đến bề mặt đất gây biến dạng khối đá bề mặt địa hình [14, 58, 72], tạo mối đe dọa nguy hiểm cơng trình nằm địa tầng đất đá bao quanh khoảng trống khai thác công trình tự nhiên, nhân tạo bề mặt đất Những tác động tiêu cực tới môi trường tự nhiên cơng trình lòng đất bề mặt, gây nhiều tổn thất nặng nề người cải khai thác than hầm lò đẫ ghi nhận giới, từ đầu kỷ 18, số nước Châu Âu Đức, Bỉ, Pháp [73], Việt Nam thập niên qua Hậu tiêu cực tang theo gia tăng quy mô sản lượng khai thác Theo Quyết định 403/QĐ-TTg việc phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 xét đến năm 2030 [27], phương pháp khai thác hầm lò ngày chiếm ưu số lượng mỏ sản lượng Bể than Đồng Sông Hồng bước vào giai đoạn nghiên cứu khai thác thử nghiệm [15], theo dự báo, đưa vào kế hoạch khai thác tương lai gần [4] Dù công nghệ khai thác bể than Đồng Bằng Sông Hồng phương pháp ảnh hưởng trình sụt lún bề mặt xảy kèm theo tác động tiêu cực tới trạng bề mặt Do vậy, nhu cầu dự báo quy luật sụt lún bề mặt nhằm ngăn ngừa giảm thiểu tác động tiêu cực chắn đã, vấn đề cấp thiết Quy luật, đặc điểm cường độ dịch chuyển, biến dạng bề mặt đặc trưng các đại lượng, bao gồm: dịch chuyển đứng (lún), dịch chuyển ngang, biến dạng ngang, độ nghiêng, độ cong địa hình Các đại lượng số thể mức độ dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt điều kiện địa chất, tính chất lý đá, kỹ thuật công nghệ khai thác cụ thể Do đó, vùng mỏ khác cần xây dựng phương pháp dự báo riêng Khai thác mỏ hầm lò Việt Nam có đặc điểm riêng điều kiện địa chất, tính chất lý đất đá, độ sâu khai thác, điều kiện thành phần nằm vỉa, công nghệ khai thác, phương pháp điều khiển áp lực, Bên cạnh đó, liệu quan trắc không đầy đủ số lượng, không đồng công nghệ quan trắc lưu trữ rời rạc Do đó, cần có nghiên cứu lựa chọn hoàn thiện phương pháp phù hợp để dự báo quy luật đặc tính dịch chuyển, biến dạng bề mặt bối cảnh điều kiện địa chất- khai thác cụ thể Việt Nam Cùng với phát triển nhanh chóng lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác, cơng nghệ thơng tin, trí tuệ nhân tạo có bước tiến lớn áp dụng nhiều lĩnh vực khác Tiếp cận ứng dụng loại hình cơng nghệ công tác dự báo biến dạng bề mặt mỏ hướng nghiên cứu nhằm đóng góp sở khoa học phương pháp luận cho ngành khai thác mỏ Việt Nam hiệu an toàn Xuất phát từ luận giải đây, đề tài luận án tiến sĩ “Nghiên cứu phương pháp dự báo đại lượng dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt phù hợp với điều kiện khai thác hầm lò Việt Nam” lựa chọn xuất phát từ nhu cầu thực tế, đáp ứng yêu cầu thực tiễn sản xuất ngành khai thác mỏ Việt Nam Mục tiêu Mục tiêu đề tài nghiên cứu áp dụng cách tiếp cận Việt Nam dự báo dịch chuyển đứng bề mặt mỏ khai thác hầm lò phù hợp với điều kiện thực tế Quảng Ninh, phục vụ q trình khai thác mỏ hầm lò an toàn, hiệu bền vững Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề tài, luận án tiến hành thực nội dung sau đây: - Nghiên cứu tổng quan, khảo sát đánh giá phương pháp nghiên cứu dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng giới Việt Nam - Tổng hợp phân tích đặc điểm điều kiện địa chất, tính chất lý đất đá, công nghệ khai thác điều kiện khai thác mỏ hầm lò Việt Nam - Lựa chọn mơ hình dự báo xác định hệ số cho mơ hình phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam - Ứng dụng công nghệ nơ-ron nhân tạo tính tốn xây dựng mơ hình dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng theo thời gian - Thực nghiệm kiểm chứng mơ hình dự báo lựa chọn để xác định đại lượng dịch chuyển, biến dạng mỏ than hầm lò Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Luận án tập trung trọng tâm nghiên cứu góp phần hồn thiện phương pháp dự báo dịch chuyển đứng bề mặt ảnh hưởng q trình khai thác mỏ hầm lò nói chung điều kiện địa chất-khai thác Việt Nam nói riêng Khái niệm “dự báo” hiểu dự báo theo thời gian - sử dụng liệu quan trắc để dự báo tình trạng xảy tương lai, hay dự báo theo không gian - dựa trạng quan trắc khu vực để dự báo dịch chuyển xảy khu vực khác chưa có liệu quan trắc, hai Luận án tập trung nghiên cứu đối tượng đại lượng dịch chuyển đứng hai mặt cắt bồn dịch chuyển tạo thành khoảng trống khai thác 4.2 Phạm vi nghiên cứu Ở Việt Nam, phương pháp khai thác hầm lò chủ yếu tiến hành với mỏ than, đó, phạm vi khơng gian luận án giới hạn số mỏ than hầm lò thuộc bể than Quảng Ninh Phương pháp nghiên cứu Các nội dung luận án nghiên cứu phương pháp sau đây: Phương pháp nghiên cứu lý thuyết; Phương pháp phân tích thống kê; Phương pháp địa học; Phương pháp nơ-ron nhân tạo; Phương pháp so sánh phương pháp thực nghiệm Những điểm luận án - Đã xác lập sở khoa học góp phần hồn thiện mơ hình dự báo dịch chuyển mặt cắt bồn dịch chuyển thiết lập theo kết quan trắc, cho phép tính toán dự báo dịch chuyển đứng sát với điều kiện khai thác mỏ Việt Nam - Lần Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng thành công lý thuyết mạng nơ-ron nhân tạo công tác dự báo dịch chuyển biến dạng bề mặt ảnh hưởng khai thác mỏ hầm lò theo thời gian Các luận điểm Luận điểm 1: Trong trường hợp vỉa dốc, mơ hình Asadi với hệ số f, g, p, q tính từ số liệu quan trắc thực địa cho phép dự báo đại lượng dịch chuyển đứng bề mặt khu vực khai thác có điều kiện tương tự Luận điểm 2: Mạng nơ-ron nhân tạo truyền thẳng lớp ẩn áp dụng phương pháp huấn luyện có giám sát thuật tốn lan truyền ngược cho phép dự báo xác đại lượng dịch chuyển đứng theo thời gian số lượng liệu quan trắc t8 chu kỳ Ý nghĩa khoa học thực tiễn a Ý nghĩa khoa học Đã xác lập sở khoa học góp phần hồn thiện phương pháp dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng đứng bề mặt mỏ ảnh hưởng khai thác hầm lò khai thác vỉa dốc - nằm phổ biến vỉa than Việt Nam Lần Việt Nam, nghiên cứu thành công ứng dụng mạng nơron nhân tạo dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng đứng bề mặt mỏ theo thời gian b Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu ứng dụng công tác dự báo đại lượng dịch chuyển đứng bề mặt cho mỏ lập dự án kinh tế kỹ thuật khai thác khu vực mở rộng khai thác mỏ hầm lò bể than Quảng Ninh Cơ sở tài liệu - Dữ liệu điều kiện địa chất, địa mỏ số mỏ than hầm lò Quảng Ninh - Số liệu quan trắc dịch chuyển đứng, sơ đồ bố trí tuyến quan trắc mỏ hầm lò bể than Quảng Ninh - Các kết nghiên cứu xác định đại lượng dịch chuyển biến dạng đứng bề mặt số mỏ than hầm lò bể than Quảng Ninh 10 Cấu trúc luận án Luận án bao gồm chương với phần mở đầu kết luận, tài liệu tham khảo trình bày 151 trang đánh máy, có sử dụng 39 bảng, 80 hình vẽ biểu đồ Dưới cấu trúc luận án: Mở đầu Chương Tổng quan nghiên cứu dự báo dịch chuyển biến dạng ảnh hưởng khai thác mỏ hầm lò Chương Cơ sở khoa học lựa chọn phương pháp dự báo dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ hầm lò bể than Quảng Ninh Chương Nghiên cứu mơ hình Asadi dự báo dịch chuyển đứng khai thác hầm lò vỉa dốc Việt Nam Chương Nghiên cứu ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo dự báo dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ theo thời gian Kết luận kiến nghị Danh mục công trình cơng bố liên quan đến luận án NCS Tài liệu tham khảo Phục lục CHƯƠNG CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG DO ẢNH HƯỞNG CỦA KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ 1.1 Dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ khai thác hầm lò 1.1.1 Bản chất toán dịch chuyển đất đá bề mặt khai thác hầm lò Việc đào lò chuẩn bị khai thác khoáng sản tạo vùng trống làm cân ứng suất lòng đất, đất đá xung quanh có xu hướng dịch chuyển lấp khoảng trống để lấy lại trạng thái cân ban đầu Sự dịch chuyển lan từ vách vỉa dần lên bề mặt đất, hình thành nên vùng trũng gọi bồn dịch chuyển 1.1.2 Bồn dịch chuyển Bồn dịch chuyển mô tả thông qua mặt cắt bồn bề mặt vùng ảnh hưởng lòng đất (hình 1.2) Hình 1.2 Các vùng ảnh hường bồn dịch chuyển 1.1.3 Các thông số góc q trình dịch chuyển 1.1.4 Các đại lượng dịch chuyển biến dạng Các đại lượng dịch chuyển biến dạng bao gồm: dịch chuyển đứng; dịch chuyển ngang; độ nghiêng; độ cong; biến dạng ngang Các đại lượng có ý nghĩa thực tế lớn việc nghiên cứu biện pháp xây dựng kết cấu cơng trình để bảo vệ chúng khỏi tác hại ảnh hưởng trình dịch chuyển gây nên 1.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới dịch chuyển biến dạng bề mặt Dịch chuyển biến dạng bề mặt khai thác hầm lò chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, có yếu tố sau: Tính chất - lý đất đá, độ dốc vỉa, độ sâu khai thác, chiều dày lớp khấu, hình dáng kích thước lò chợ, tiến độ khai thác, vị trí điểm bề mặt, tham số thời gian 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu dịch chuyển, biến dạng bề mặt mỏ 1.2.1 Phân nhóm phương pháp dự báo dịch chuyển, biến dạng mỏ Nghiên cứu dự báo dịch chuyển biến dạng đá khối bề mặt - suy cho dựa nguồn liệu đặc điểm địa chất, tính chất lý lớp đất đá công nghệ khai thác mỏ sử dụng công cụ thích hợp để ước tính giá trị đại lượng dịch chuyển biến dạng Tùy thuộc vào chất cách lựa chọn công cụ cách giải toán đặt mà phương pháp dự báo phân nhóm: Phương pháp quan hệ thực nghiệm, phương pháp hàm mặt cắt, phương pháp hàm ảnh hưởng, phương pháp mơ hình vật liệu tương đương, phương pháp mơ hình giải tích, phương pháp dự báo lún theo thời gian 1.2.2 Các kết nghiên cứu tiêu biểu giới Dự báo đại lượng dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt mối quan tâm nhiều nước, nhiều trung tâm khoa học nhà khoa học giới, đặc biệt tập trung nước có ngành cơng nghiệp mỏ phát triển Các nhà khoa học mỏ Liên Xô (trước đây) Nga (hiện nay) tiên phong công tác nghiên cứu dịch chuyển biến dạng mỏ phương pháp khác chủ yếu phương pháp hàm thực nghiệm Những tên tuổi lớn nhắc tới Akimov A., Aviersyn S., Kazakovski A., Kobielkov B., Korotkov M., Miediansev S Các nhà khoa học Đức người đặt móng cho khoa học dự báo dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt mỏ Nghiên cứu dự báo dịch chuyển biến dạng mỏ chắn bỏ qua công trình nghiên cứu giáo khoa kinh viện lĩnh vực nhà khoa học Keinhorst, Bals, Là quốc gia có sản lượng khai thác mỏ lớn giới, vấn đề dịch chuyển đất đá biến dạng mỏ nhà khoa học Mỹ quan tâm Trung Quốc đứng thứ hai giới sản lượng khai thác than Mặt khác, điều kiện khai thác mỏ than phức tạp địa chất cấu tạo, địa chất kiến tạo, địa chất thủy văn cơng trình, điều làm cho đặc tính q trình dịch chuyển đất đá ảnh hưởng khai thác mỏ trở nên phức tạp Nhiều nhà khoa học Trung Quốc tập trung nhiên cứu dự báo dịch chuyển biến dạng mỏ, tiêu biểu có Ximin Cuia, Jiachen Wanga Yisheng Liub, Lei Nie, Hong Fei Wang, Yan Xu, Ze Chuang Li Khai thác mỏ công nghiệp truyền thống Ba Lan, đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân quốc gia Các cơng trình nhiên cứu Ba Lan gắn liền với tên tuổi nhà khoa học Knothe Stanistaw, Kochmański Tadeusz, Kowalczyk Zygmunt, Batkiewicz Władysław, Skinderowicz Bronisław, Szpetkowski Stanisław, Trojanowski Jan, Budryk, Lý thuyết dự báo cuae Knothe S nghiên cứu ứng dụng nhiều nước Trong năm gần đây, số tác giả nghiên cứu ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo công tác dự báo biến dạng mỏ Các nghiên cứu chủ yếu đề cập tới đại lượng dịch chuyển biến dạng giai đoạn cuối trình dịch chuyển tức bồn dịch chuyển giai đoạn tĩnh Tuy nhiên, trình dịch chuyển chu trình động kể từ hình thành phát triển bồn dịch chuyển cho thấy tranh động rõ nét Nghiên cứu dự báo biến dạng theo theo gian có tác giả tiểu biểu Knothe, Sroka, Schober, Xinrong Liu 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nước Năm 1983, tác giả Nguyễn Đình Bé lựa chọn đề xuất ứng dụng thông số dịch chuyển vùng mỏ Cu-zơ-bát (Ukraina) theo nguyên lý “vùng tương tự” Kazakovski để xây dựng trụ bảo vệ cho cơng trình mặt đất mỏ than Mông Dương Tác giả Võ Chí Mỹ [15] cơng bố kết dự báo tham số dịch chuyển biến dạng cho khu mỏ Bình Minh (Khối Châu) thuộc bể than Đồng Sông Hồng Năm 2003 tác giả Vương Trọng Kha nghiên cứu tính chất q trình dịch chuyển biến dạng đất đá khai thác hầm lò điều kiện địa chất phức tạp bể than Quảng Ninh [6] Tác giả Kiều Kim Trúc nhóm nghiên cứu lần xác định số thông số dịch động thông qua kết quan trắc dịch động thực tế khu vực Tràng Khê, mỏ Mạo Khê năm 1985 [23] khu Lộ Trí mỏ Thống Nhất Năm 2010, tác giả Vương Trọng Kha Nguyễn Quốc Long nghiên cứu phương pháp dự báo VNIMI, xây dựng phần mềm dựa phương pháp áp dụng dự báo thông số đại lượng dịch chuyển mỏ than Thống Nhất [7] Viện Khoa học công nghệ mỏ (Vinacomin) dựa kết quan trắc nhiều tuyến, tổng hợp xử lý số liệu, kết nghiên cứu đề xuất hàm lún mẫu chuẩn tính cho Quảng Ninh [29] Nghiên cứu dự báo dịch chuyển đứng bề mặt theo thời gian tác giả Nguyễn Quốc Long tác giả Phạm Quốc Khánh đề cập công trình [64, 8] Đặc điểm chung nghiên cứu dự báo dịch chuyển đứng theo thời gian dự báo điểm không dự báo đường cong lún bồn dịch chuyển Nghiên cứu ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo tác giả Võ Chí Mỹ Nguyễn Quốc Long bước đầu tiếp cận nghiên cứu áp dụng dự báo trạng thái tĩnh bồn dịch chuyển điều kiện Việt Nam [10] Có thể nhận thấy gần Việt Nam, phương pháp dự báo phổ biến phương pháp vùng tương tự; Việc phát triển hàm độ lún mẫu chuẩn phát triển cho khu vực Quảng Ninh Tuy vậy, chưa có cơng trình kiểm chứng tồn đường cong dự báo so với số liệu quan trắc Bên cạnh đó, vấn đề dự báo dịch chuyển đứng theo thời gian Việt Nam dừng lại việc lập mơ hình lún điểm theo phương pháp Knothe phương pháp lọc Kalman Ứng dụng trí tuệ nhân tạo nghiên cứu dự báo bồn dịch chuyển trạng thái tĩnh (static) Chưa có mơ hình dự báo dịch chuyển đứng bề mặt mỏ theo thời gian CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG BỀ MẶT MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH 2.1 Đặc điểm địa chất-mỏ bể than Quảng Ninh 2.1.1 Đặc điểm tính chất lý đất đá Các nghiên cứu [4, 22] xác định độ kiên cố đất đá mỏ hầm lò khu vực Quảng Ninh Mạo Khê, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, nằm khoảng từ 5y7 theo thang độ cứng Protodiaconov, hầu hết nằm phân loại nhóm mỏ V IV bảng phân loại nhóm mỏ Kazakovski 2.1.2 Đặc điểm cấu tạo vỉa than Các vỉa than Quảng Ninh nằm nghiêng dốc, minh 11 quan trắc với kích thước khoảng trống đào lò theo thời gian giá trị đại lượng dịch chuyển khu vực khai thác Mạng nơ-ron nhân tạo gần ứng dụng cho toán dự báo dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt Với ưu điểm yêu cầu liệu đầu vào dễ thu thập nhiều so với phương pháp dự báo truyền thống Phương pháp lựa chọn dự báo bồn dịch chuyển theo thời gian cho điều kiện khai thác mỏ Quảng Ninh Từ kết phân tích ưu nhược điểm phương pháp dự báo dịch chuyển biến dạng, đặc điểm tính chất lý đất đá, địa chất, công nghệ khai thác số liệu quan trắc vùng mỏ Quảng Ninh cho phép lựa chọn phương pháp dự báo Asadi làm sở xây dựng mơ hình dự báo dịch động tĩnh mạng nơ-ron nhân tạo để dự báo lún theo thời gian điều kiện thực tế Việt Nam CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH ASADI DỰ BÁO DỊCH CHUYỂN ĐỨNG DO KHAI THÁC HẦM LÒ VỈA DỐC TẠI VIỆT NAM 3.1 Bồn dịch chuyển trường hợp khai thác vỉa dốc Trong trường hợp khai thác vỉa bằng, bồn dịch chuyển hình thành mặt đất đường cong liên tục đối xứng qua trục đứng qua tâm điểm khoảng trống khai thác Trong trường hợp vỉa dốc, trình khai thác tạo bồn dịch chuyển bất đối xứng với các tham số bồn dịch chuyển có khác biệt so với trường hợp vỉa (hình 3.3) 3.2 Mơ hình dự báo dịch chuyển đứng cho vỉa nghiêng Asadi đề xuất hai hàm mặt cắt riêng biệt để dự báo dịch chuyển đứng cho hai nửa mặt cắt phía xi dốc ngược dốc Hai mặt cắt kết hợp lại với thành hàm thống dự báo đường cong dịch chuyển qua mặt cắt theo biểu thức (3.2) [34], tham số đầu vào mô hình Asadi minh hoạ hình 3.3 [34] ߟ ௣ ሺ௦ ሻ ൌ ߟ௠௔௫ Ǥ ቈܿǤ ݁ ೔ ି௙ቀ ି௦ ೒ ቁ ௅భ ൅ ݀Ǥ ݁ ି௣ቀ ௦ ೜ ቁ ௅మ ቉ (3.2) đó: - ߟ ௣ ሺ௦ ሻ giá trị dịch chuyển đứng điểm cần tính mặt cắt ೔ bồn dịch chuyển; - ߟ௠௔௫ dịch chuyển đứng cực đại bồn dịch chuyển; 12 - s khoảng cách từ điểm dịch chuyển đứng cực đại (tâm bồn dịch chuyển) tới điểm cần tính, s mang giá trị âm (-) điểm phía ngược dốc dương (+) điểm phía xi dốc bồn dịch chuyển; - L1 L2 bán bồn dịch chuyển theo hướng ngược xuôi dốc; - f, g, p, q hệ số mơ hình nhận từ khảo sát thực địa; - h - độ sâu khai thác ranh giới lò chợ; - L - kích thước vùng khai thác theo hướng dốc; Cần lưu ý áp dụng mơ hình dự báo Asadi theo hướng đường phương kích thước vùng trống khai thác kí hiệu W - E, J, - góc dịch chuyển theo hướng xi dốc, ngược dốc góc lún cực đại bồn; Khi dự báo theo hướng đường phương ta sử dụng góc δ - c, d hệ số điều kiện xác định phụ thuộc vào vị trí điểm có giá trị lún cực đại [72]: Hình 3.3 Các tham số mơ hình dự báo dịch chuyển [34] 3.3 Triển khai mơ hình dự báo Asadi vào thực tiễn Việt nam 3.3.1 Xác định dịch chuyển đứng cực đại 3.3.2 Xác định góc biên 3.3.3 Xác định góc lún cực đại 3.3.4 Bán bồn dịch chuyển 3.3.5 Xác định hệ số f, g, p, q từ số liệu quan trắc Trong mơ hình dự báo Asadi, giá trị dịch chuyển đứng dự báo tính theo công thức (3.2) Để xác định giá trị hệ số ݂, ݃, ‫݌‬, ‫ ݍ‬chúng ta dựa số liệu quan trắc Theo nguyên lý số bình phương nhỏ ta có: షೞ ೒ ೞ ೜ (3.11) ି௙ቀ ቁ ି௣ቀ ቁ ߟሺ௦೔ሻ + ܸሺ௦೔ ሻ = ߟ௠௔௫ Ǥ ቈܿǤ ݁ ಽభ ൅ ݀Ǥ ݁ ಽమ ቉ với ߟሺ௦೔ሻ giá trị quan trắc, ܸሺ௦೔ሻ trị hiệu chỉnh 13 Khi áp dụng nguyên lý số bình phương nhỏ nhất, giải pháp thông dụng đưa (3.11) dạng tuyến tính Nhằm mục đích này, trước hết, biểu diễn hệ số ݂, ݃, ‫݌‬, ‫ ݍ‬qua trị gần ݂ ଴,݃଴ ,‫݌‬଴ ,‫ ݍ‬଴ Tiếp đến khai triển hàm theo chuỗi Taylor giữ lại số hạng bậc δf, δg, δp, δq, ta có phương trình dạng tuyến tính mơ tả tổng qt dạng ma trận sau: (3.23) V = A.X+L Trong A ma trận hệ số, V véc tơ số hiệu chỉnh, L véc tơ số hạng tự do, X véc tơ ẩn số với: G௙ ܽଵǡଵ ܽଵǡଶ ܽଵǡଷ ܽଵǡସ ܸଵ κଵ ‫ې ۍ‬ ܽଶǡଵ ܽଶǡଶ ܽଶǡଷ ܽଶǡସ ܸଶ κଶ ‫ێ‬G௚ ‫ۑ‬ V= L= X= ‫ۯ‬ൌ൦ ǥ ൪; ൦ ൪; ൦ ൪; ‫ێ‬G௣ ‫ۑ‬ ǥ ǥ ǥ ǥ ǥ ‫ۑ ێ‬ ܽ௡ǡଵ ܽ௡ǡଶ ܽ௡ǡଷ ܽ௡ǡସ ܸ௡ κସ ‫ۏ‬G௤ ‫ے‬ Từ phương trình số hiệu chỉnh (3.23) ta lập hệ phương trình chuẩn (3.24) Nghiệm hệ phương trình (3.24) véc tơ số hiệu chỉnh ẩn số cần xác định (3.25) (3.24) (‫)ۯ ܂ۯ‬X + (‫ = )ۺ ܂ۯ‬0 (3.25) X=-(‫)ۯ ܂ۯ‬-1.(‫)ۺ ܂ۯ‬ Thay giá trị X (δf, δg, δp, δq) nhận từ (3.25) giá trị gần hệ số tương ứng nhận từ công thức (3.15), (3.16), (3.17) (3.18), giá trị sau bình sai bốn hệ số mơ hình dự báo Asadi tính theo (3.12) 3.3.6 Đánh giá độ xác kết dự báo Độ xác kết dự báo xác định thông qua giá trị độ lệch (') (sai số thực); sai số trung bình (MAE); sai số trung phương (RMS) tương quan (r) giá trị dịch chuyển đứng quan trắc dự báo công thức (3.26), (3.27), (3.28) (3.29) (3.26) '௜ =ߟ ௣ ሺ௦ ሻ െ ߟሺ௦೔ሻ ೔ ଵ ௡ ௣ RMS = ට σ௡௜ୀଵሺߟ௜ െ ߟ௜ ሻଶ ௣ ”ൌ MAE = σ௡௜ୀଵหߟ௜ െ ߟ௜ หȀ݊ ௣ തതത σ௡ ሺߟ െ ߟഥ ሻ ቀߟ ௣ െ ߟ ቁ ௜ୀଵ ටσ௡௜ୀଵሺߟ௜ െ ௜ ప ௜ ప ௣ ߟഥప ሻଶ ‫ כ‬σ௡௜ୀଵ ቀߟ௜ ଶ ௣ തതത െߟ ቁ ప (3.27) (3.28) (3.29) 14 3.4 Xây dựng chương trình xác định hệ số mơ hình Dựa sở lý thuyết trình bày trên, chương trình tính hệ số f, g, p, q mơ hình dự báo (3.2) xây dựng sử dụng để dự báo dịch chuyển đứng với liệu đầu vào giá trị thông số địa chất - mỏ số liệu quan trắc mô tả Giao diện chương trình tính hệ số mơ hình 3.5 Hình 3.5 Chương trình tính hệ số mơ hình dự báo 3.5 Xây dựng mơ hình dự báo dịch chuyển đứng khai thác than hầm lò Quảng Ninh, Việt Nam 3.5.1 Khu vực nghiên cứu (mỏ Thống Nhất) 3.5.2 Khu vực nghiên cứu (mỏ Mông Dương) 3.5.3 Xây dựng mô hình dự báo dịch chuyển đứng sở liệu quan trắc điều kiện địa chất - khai thác mỏ Thống Nhất a) Xây dựng mơ hình dự báo theo hướng dốc vỉa khai thác Bảng 3.9 Các tham số dịch động - địa chất - khai thác Thông số địa chất - khai thác m L H (độ) (độ) (độ) (độ) (m) (m) (m) (m) 22 60 75 72 2.5 80 140 1.386 Từ liệu quan trắc thông địa chất - khai thác, xác định giá trị bốn hệ số bảng 3.10 Bảng 3.10 Các hệ số mơ hình dự báo lún theo hướng dốc vỉa Hệ số mô hình dự báo f g p q 6,46 2,75 4,50 1,82 15 Thay giá trị hệ số bảng 3.10 vào biểu thức (3.2) ta có mơ hình dự báo dịch chuyển đứng theo hướng dốc vỉa khai thác bề mặt mỏ Thống Nhất dạng hàm mũ, cụ thể: Ʉሺୱሻ ൌ Ʉ୫ୟ୶ Ǥ ቈ…Ǥ ‡ ି଺ǡସ଺ቀ ିୱ మǡళఱ ቁ ୐భ ൅ †Ǥ ‡ ିସǡହ଴ቀ ୱ భǡఴమ ቁ ୐మ ቉ (3.30) b) Xây dựng mơ hình dự báo theo hướng đường phương Bảng 3.13 Các tham số dịch động - địa chất - khai thác Thông số địa chất - khai thác Góc dịch động Chiều dày vỉa Kích thước lò chợ Độ sâu khai thác (độ) m (m) W (m) H (m) 75 2,5 230 140 Từ liệu quan trắc thông địa chất - khai thác, xác định giá trị bốn hệ số bảng 3.14 Bảng 3.14 Các hệ số mơ hình dự báo Hệ số mơ hình dự báo f g p q 5,35 1,94 3,67 2,74 Thay giá trị hệ số vào biểu thức (3.2) ta có mơ hình dự báo dịch chuyển đứng bề mặt mỏ Thống Nhất theo hướng đường phương khai thác vỉa dốc phía dạng mũ, cụ thể: Ʉሺୱሻ ൌ Ʉ୫ୟ୶ Ǥ ቈ…Ǥ ‡ ିଷǡହଷቀ ିୱ భǡవర ቁ ୐భ ൅ †Ǥ ‡ ିଷǡ଺଻ቀ ୱ మǡళర ቁ ୐మ ቉ (3.31) 3.5.4 Áp dụng mơ hình dự báo điều kiện mỏ than Mông Dương Sử dụng mô hình dự báo (3.30) (3.31) xây dựng để dự báo dịch chuyển đứng bề mặt khác hầm lò mỏ Mơng Dương Kết dự báo so sánh với kết tương ứng tính theo hàm mẫu độ lún chuẩn Viện VNIMI đề xuất [22, 84] hàm mẫu độ lún chuẩn viện Khoa học công nghệ mỏ (Viancomin) đề xuấtcũng so sánh với số liệu quan trắc để đánh giá độ xác dự báo Dựa vào kết đánh giá độ xác cho phép khẳng định mơ hình (3.30) (3.31) áp dụng cho vỉa than có điều kiện địa chất, khai thác tương tự 16 a) Dự báo dịch chuyển đứng theo hướng dốc vỉa khai thác Bảng 3.17 Các tham số dịch động - địa chất - khai thác tuyến D Thông số địa chất - khai thác m L H L1 L2 D (độ) (độ) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (độ) (độ) 25 45 65 60 2,5 190 110 204 261 0,816 Sử dụng mơ hình (3.30) để dự báo dịch chuyển đứng tất điểm trùng với điểm quan trắc tuyến D mỏ Mơng Dương Kết cho thấy sai số tính từ mơ hình dự báo kết quan trắc nhỏ Với sai số RMS = 0,081 m, MAE = 0,055 m tương đương 9,9% 6,7% dịch chuyển đứng cực đại bồn dịch chuyển Biểu đồ so sánh giá trị dịch chuyển đứng thực tế tính từ mơ hình (3.30) hình 3.16 Luận án cung cấp Biểu đồ so sánh giá trị dịch chuyển đứng thực tế tuyến D mỏ Mơng Dương tính phương pháp VNIMI hình biểu đồ so sánh giá trị dịch chuyển đứng thực tế tính từ mơ hình KHCNM -210 Khoảng cách tới tâm bồn dịch chuyển (m) -110 -10 90 190 290 -0.1 Độ lún (m) -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 Đường cong lún thực tế Đường cong lún dự báo theo mơ hình Hình 3.16 So sánh đường cong lún thực tế dự báo tuyến D Từ kết bảng 3.18, 3.19 3.20 nhận thấy mơ hình dự báo (3.30) hàm mẫu độ lún mẫu chuẩn VNIMI cho kết tương đồng Hàm độ lún mẫu chuẩn Viện KHCNM đề xuất cho kết hai phương pháp kể trên, cụ thể RMS 0,101 m so với 0,081 m 0,080 m MAE 0,076 m so với 0,055 m 0,059 m 17 b) Dự báo dịch chuyển đứng theo hướng đường phương vỉa than Sử dụng mơ hình dự báo (3.31) xây dựng để dự báo dịch chuyển đứng bề mặt khác hầm lò theo hướng đường phương (tuyến P) mỏ Mông Dương Bảng 3.21 Các tham số dịch động - địa chất - khai thác tuyến P M (m) 2,5 (độ) 70 Thông số dịch động - địa chất - khai thác W H L3 trái (m) (m) (m) (m) 180 120 0,814 194 L3 phải (m) 180 Kết cho thấy sai số tính từ mơ hình dự báo (3.31) kết quan trắc nhỏ Với sai số RMS = 0,064 m, MAE = 0,046 m tương đương 7,8% 5,7% dịch chuyển đứng cực đại bồn dịch chuyển Biểu đồ so sánh giá trị dịch chuyển đứng thực tế tính từ mơ hình 3.19 Biểu đồ so sánh giá trị dịch chuyển đứng thực tế tính phương pháp VNIMI phương pháp KHCNM hình 3.20 hình 3.21 Độ lún (m) -210 Khoảng cách tới tâm bồn dịch chuyển (m) -160 -110 -60 -10 40 90 140 190 240 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 Đường cong lún thực tế Đường cong lún dự báo theo mơ hình Hình 3.19 So sánh đường cong lún thực tế dự báo tuyến P Với kết độ lệch giá trị dịch chuyển đứng tính từ mơ hình dự báo (3.30) (3.31) với kết quan trắc nhỏ cho phép đánh giá mơ hình có tính phù hợp với kết quan trắc mỏ than Mơng Dương Dựa vào kết đánh giá độ xác cho phép khẳng định mơ hình áp dụng cho vỉa than có điều kiện địa chất, khai thác tương tự 18 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO TRONG DỰ BÁO DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG BỀ MẶT MỎ THEO THỜI GIAN 4.1 Lý sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo 4.2 Thông tin mạng nơ-ron nhân tạo 4.2.1 Nơ-ron sinh học 4.2.2 Nơ-ron nhân tạo 4.2.3 Hàm xử lý a) Hàm kết hợp ௡ ܽ௝ ൌ ෍ ‫ݓ‬௝௜ ‫ݔ‬௜ ൅ ܾ௝ (4.1) ௜ୀଵ b) Hàm truyền Trong toán dự báo, hàm sigmoid biểu thức (4.2) hàm sử dụng phổ biến [33, 80] ˆሺšሻ ൌ ଵ ଵାୣష౮ (4.2) 4.2.4 Mơ hình mạng nơ-ron 4.2.5 Huấn luyện mạng 4.3 Mạng nơ-ron truyền thẳng nhiều lớp Mơ hình mạng nơron sử dụng rộng rãi mơ hình mạng truyền thẳng nhiều lớp (Multilayer Feedforward Networks) Mạng tổng quát mạng có n lớp (n≥2), gồm lớp đầu (lớp thứ n) (n-1) lớp ẩn 4.4 Thuật toán lan truyền ngược (Back-Propagation) Quá trình huấn luyện mạng sử dụng thuật toán lan truyền ngược bao gồm ba bước: truyền xi đầu vào qua mạng, tính tốn lan truyền ngược sai số, hiệu chỉnh trọng số Trong mạng truyền thẳng đa lớp, đầu lớp trở thành đầu vào lớp Phương trình thể hoạt động sau: ሺ௟ሻ ‫ݕ‬௜ ே ሺ ሻ ሺ௟ିଵሻ ೗షభ ൌ ݂ ቂσ௝ୀଵ ߱௜௝௟ǡ௟ିଵ ‫ݕ‬௝ ቃ, l=1,…, L, i=1,…, ܰ௟ (4.4) đó: ሺ௟ሻ - ‫ݕ‬௜ ሺ giá trị đầu nơ-ron thứ i lớp l; ሻ - ߱௜௝௟ǡ௟ିଵ trọng số liên kết nơ-ron thứ j lớp l-1 với nơ-ron thứ i lớp l; 19 Hàm thường lựa chọn tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể Trong toán dự báo thường dùng hàm sigmoid tính trơn mượt hàm Thuật tốn lan truyền ngược sai số mơ tả sau: Gọi X(1)…, X(M) giá trị véc tơ đầu vào, Y(1), , Y(M) tương ứng với giá trị đầu mong muốn; Y(1),…, Y(L) đầu mạng Sai số giá trị mong muốn đầu mạng tính thơng qua sai số MSE [36]: ெ ͳ ଶ ‫ ܧܵܯ‬ൌ  ෍ ฮ‫ݕ‬ሺ݉ሻ െ ‫ ݕ‬ሺ௅ሻ ฮ ʹ (4.5) ௠ୀଵ Trong thuật toán BP, giá trị trọng số khởi tạo ngẫu nhiên Sau chúng hiệu chỉnh qua vòng lặp cho sai số số đầu mạng đạt giá trị nhỏ Trọng số cập nhật 4.5 Lựa chọn yếu tố đầu vào cho mạng nơ-ron dự báo dịch chuyển đứng bề mặt theo thời gian Các yếu tố lựa chọn làm đầu vào cho mạng bao gồm: Khoảng cách từ tâm ruộng khấu tới điểm quan trắc bề mặt thời điểm quan trắc (‫ܮ‬௧௜ ), thể tích khoảng trống khai thác theo thời gian (ܸ௧ ), vị trí điểm bề mặt đặc trưng tọa độ điểm mặt cắt bồn dịch chuyển (ܺ௜ ܻ௜ ) thời gian (ܶ௜ ) 4.6 Dự báo dịch chuyển đứng theo thời gian mạng nơ-ron nhân tạo 4.6.1 Lựa chọn cấu hình mạng Kết phân tích tổng quan cơng trình nghiên cứu lựa chọn kiến trúc mạng lớp ẩn với số nơ-ron lớp ẩn 4, số nơ-ron lớp đầu vào (đại diện cho yếu tố ảnh hưởng chính), lớp đầu có nơ-ron (độ lún) Hình 4.9 Mơ hình mạng nơ-ron dự báo dịch chuyển đứng theo thời gian 20 4.6.2 Huấn luyện mạng Mạng huấn luyện trường hợp sau: Trường hợp 1: Sử dụng 11 chu kỳ để tập huấn mạng; chu kỳ cuối để đánh giá độ xác mơ hình dự báo Trường hợp 2: Sử dụng 10 chu kỳ để tập huấn mạng; chu kỳ để đánh giá độ xác mơ hình dự báo Trường hợp 3: Sử dụng chu kỳ để tập huấn mạng; chu kỳ để đánh giá độ xác mơ hình dự báo Trường hợp 4: Sử dụng chu kỳ để tập huấn mạng; chu kỳ để đánh giá độ xác mơ hình dự báo Trường hợp 5: Sử dụng chu kỳ để tập huấn mạng; chu kỳ để đánh giá độ xác mơ hình dự báo Trong trường hợp trên, số liệu chu kỳ đầu dùng để xây dựng mơ hình dự báo chia ngẫu nhiên theo tỷ lệ 60%, 20% 20% tương ứng với tệp tập huấn, tệp kiểm định tệp kiểm tra 4.6.3 Kết dự báo đánh giá độ xác a) Kết dự báo trường hợp Kết dự báo lún điểm gần với giá trị lún quan trắc tương ứng (Hình 4.14, Hình 4.15) Giá trị sai số giới thiệu Bảng 4.3 Khoảng cách tới tâm bồn dịch chuyển (m) -210 0.1 -160 -110 -60 -10 40 90 140 190 0.0 Độ lún (m) -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 Đường cong lún dự báo chu kỳ 12 Đường cong lún thực tế chu kỳ 12 Hình 4.14 So sánh đường cong dự báo thực tế chu kỳ 12 21 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 Dự báo (m) -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 Quan trắc (m) Hình 4.15 Tương quan giá trị dự báo thực tế chu kỳ 12 (trường hợp 1) Bảng 4.3 So sánh kết dự báo thực tế Trường hợp RMS (m) MAE (m) r 0,035 0,030 0,995 b) Kết dự báo trường hợp Giá trị sai số dự báo mạng nơ-ron chu kỳ 11 chu kỳ 12 giới thiệu Bảng 4.4 Bảng 4.4 So sánh kết dự báo thực tế RMS (m) MAE (m) r Trường hợp Chu kỳ 11 0,031 0,023 0,995 Chu kỳ 12 0,036 0,027 0,993 c) Kết dự báo trường hợp Giá trị sai số dự báo mạng nơ-ron chu kỳ 10, 11, 12 giới thiệu Bảng 4.5 22 Bảng 4.5 So sánh kết dự báo thực tế RMS (m) MAE (m) r Trường hợp Chu kỳ 10 Chu kỳ 11 0,026 0,031 0,018 0,021 0,996 0,996 Chu kỳ 12 0,041 0,028 0,994 d) Kết dự báo trường hợp Giá trị sai số dự báo mạng nơ-ron chu kỳ 9, 10, 11 12 giới thiệu Bảng 4.6 Bảng 4.6 So sánh kết dự báo thực tế Chỉ số RMS (m) MAE (m) r Chu kỳ 0,020 0,013 0,997 Trường hợp Chu kỳ 10 0,043 0,032 0,990 Chu kỳ 11 0,071 0,050 0,977 Chu kỳ 12 0,081 0,059 0,967 e) Kết dự báo trường hợp Giá trị sai số dự báo mạng nơ-ron chu kỳ 8, 9, 10, 11 12 giới thiệu Bảng 4.7 Bảng 4.7 So sánh kết dự báo thực tế Chỉ số RMS (m) MAE (m) r Chu kỳ 0,118 0,092 0,961 Trường hợp Chu kỳ Chu kỳ 10 0,166 0,190 0,130 0,143 0,919 0,894 Chu kỳ 11 0,209 0,157 0,888 Chu kỳ 12 0,207 0,165 0,891 Từ bảng 4.7 nhận thấy rằng, chu kỳ sai số RMS = 0,118 m, MAE = 0,092 m tương đương 14,5% 11,3% giá trị dịch chuyển đứng cực đại chu kỳ Giá trị độ lệch lớn 10% độ lớn cực đại chu kỳ quan trắc, lớn nhiều so với kết dự báo trường hợp 1, 2, trước Biểu đồ so sánh đường cong dự báo thực tế chu kỳ trường hợp hình 4.34 23 Khoảng cách tới tâm bồn dịch chuyển (m) -210 0.0 -160 -110 -60 -10 40 90 140 190 -0.1 Độ lún (m) -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 Đường cong lún dự báo chu kỳ Đường cong lún thực tế chu kỳ Hình 4.34 So sánh đường cong dự báo thực tế chu kỳ Tại chu kỳ 9, 10, 11 12 sai số RMS MAE lớn chu kỳ có giá trị tăng dần Cụ thể: sai số RMS tương đối chu kỳ so với giá trị dịch chuyển đứng cực đại chu kỳ tương ứng 29%, 29%, 29%, 25% Tương tự, sai số MAE tương đối 23%, 22%, 22%, 20% KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Kết khảo sát đặc điểm địa hình, địa chất, cơng nghệ khai thác điển hình mỏ hầm lò Quảng Ninh cho thấy rằng: địa hình chia cắt, thay đổi phức tạp; vỉa than có trữ lượng cơng nghiệp lớn chủ yếu dày dốc; hệ thống khai thác cột dài theo phương cơng nghệ khoan nổ mìn Mặt khác, số lượng trạm quan trắc bề mặt chưa đủ lớn, kết cấu theo dạng tuyến nên liệu quan trắc phù hợp với phương pháp xác định đường cong mặt cắt qua tâm bồn dịch chuyển Với điều kiện vậy, phương pháp Asadi phù hợp để dự báo bồn dịch chuyển tĩnh khai thác hầm lò nói chung cho mỏ Thống Nhất Mơng Dương nói riêng Từ liệu quan trắc thực tế, xây dựng hai mô hình (3.30) (3.31) cho phép dự báo xác (RMS MAE nhỏ 6%) đại lượng dịch chuyển đứng điểm hai mặt cắt bồn dịch chuyển cho mỏ Thống 24 Nhất Kết kiểm chứng mơ hình theo số liệu quan trắc mỏ than Mông Dương thể tương đồng cao Qua giá trị tương quan, sai số RMS MAE cho phép khẳng định mơ hình đảm bảo độ xác tin cậy để áp dụng dự báo dịch chuyển đứng bề mặt khai thác vỉa dốc Quảng Ninh Kết nghiên cứu khả ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo dự báo đại lượng dịch chuyển đứng điều kiện thực tế bể than Quảng Ninh cho thấy rằng: khoảng cách từ tâm ruộng khấu tới điểm quan trắc bề mặt theo thời gian, thể tích khoảng trống khai thác theo thời gian, vị trí điểm bề mặt theo hướng mặt cắt bồn dịch chuyển thời gian yếu tố có ảnh hưởng quan trọng cần lựa chọn làm tham số đầu vào mạng nơ-ron Mạng nơ-ron truyền thẳng ba lớp áp dụng phương pháp học có giám sát với thuật tốn lan truyền ngược (BP) mơ hình phù hợp để dự báo dịch chuyển đứng cho mặt cắt bồn dịch chuyển Số lượng số liệu tập huấn đóng vai trò quan trọng đến độ xác dự báo Khi số chu kỳ quan trắc để tập huấn mạng t sai số tương đối RMS, MAE lớn trường hợp thử nghiệm nhỏ 10% so với đại lượng dịch chuyển đứng cực đại thực tế ứng với chu kỳ quan trắc, tương quan đại lượng dự báo quan trắc lớn (r > 0,9) Nếu số liệu huấn luyện mạng nhỏ chu kỳ kết dự báo khơng đảm bảo độ xác B Kiến nghị Trên sở phương pháp tiếp cận Asadi, tiếp tục xây dựng mơ hình dự báo cho mỏ khác có liệu quan trắc Cần có nghiên cứu theo hướng sử dụng tổng hợp tất liệu quan trắc có xây dựng mơ hình tổng qt cho mỏ hầm lò thuộc bể than Quảng Ninh Tiếp tục nghiên cứu xây dựng mơ hình mạng nơ-ron nhân tạo dự báo đại lượng dịch chuyển biến dạng ngang ảnh hưởng trình khai thác than hầm lò Tiếp tục nghiên cứu khả tận dụng tính tương hỗ hai phương pháp mơ hình Asadi mạng nơ-ron nhân tạo để xây dựng cơng cụ tích hợp dự báo dịch chuyển đứng hiệu DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Đà CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN A Các đề tài nghiên cứu: Chủ trì đề tài cấp sở (2015): “Nghiên cứu ảnh hưởng góc dốc vỉa khai thác tới tham số dịch động bề mặt”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Mã số T15-31 Chủ trì đề tài cấp sở (2017): “Nghiên cứu xác định thơng số góc dịch động cho mỏ Mông Dương khai thác xuống mức -500m”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Mã số T17-24 B Các báo/báo cáo khoa học: Tiếng Việt Nguyễn Quốc Long, Vương Trọng Kha, Cao Xuân Cường (2013), “Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác dự báo biến dạng bề mặt khai thác hầm lò bể than Quảng Ninh”, Tạp chí Cơng nghiệp mỏ số 2B, Hà Nội ISSN 0868-7052 Nguyễn Quốc Long, Vương Trọng Kha, Lê Văn Cảnh (2014), “Tối ưu hóa cơng thức Bals việc tự động hóa dự báo độ lún bề mặt mỏ ảnh hưởng khai thác hầm lò”, Tạp chí Cơng nghiệp mỏ số 4, Hà Nội ISSN 0868-7052 Nguyễn Quốc Long, Vương Trọng Kha (2014), “Xây dựng thuật tốn tính độ lún bề mặt địa hình ảnh hưởng trình khai thác hầm lò theo phương pháp dự báo Keinhorst” Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất số 45, Hà Nội ISSN 1859-1469 Nguyễn Quốc Long (2015), "Quá trình dịch chuyển bề mặt mỏ tác động yếu tố cơng nghệ - khai thác hầm lò", Tạp chí cơng nghiệp mỏ số 2, Hà Nội ISSN 0868-7052 Nguyễn Quốc Long (2015), “Xây dựng hàm dự báo lún bề mặt khai thác vỉa dốc mỏ than Thống Nhất” Tạp chí Cơng nghiệp mỏ số - 2015, Hà Nội ISSN 0868-7052 Nguyễn Quốc Long (2016), "Đánh giá khả ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo dự báo lún bề mặt mỏ khai thác hầm lò" Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất số 55, Hà Nội ISSN 1859-1469 Nguyễn Quốc Long, Lê Văn Cảnh (2016) ''Xây dựng phần mềm dự báo lún khai thác hầm lò sở thuật tốn mạng nơ-ron nhân tạo'' Tạp chí Cơng nghiệp mỏ số 6, Hà Nội ISSN 0868-7052 Nguyễn Quốc Long, Lê Văn Cảnh (2018) ''Xây Giải pháp xác định ranh giới vùng ảnh hưởng khai thác hầm lò vỉa than chưa tiến hành quan trắc” Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất số 59, Hà Nội ISSN 1859-1469 Tiếng Anh Vo Chi My, Nguyen Tri Thanh, Nguyen Quoc Long, Bui Khac Luyen (2014), “Applicapility of artificial neural networks on surface subsidence prediction due to underground mining”, The 3rd international conference on advances in mining and tunneling, Vung Tau, Viet Nam ISBN: 978-604-913-248-3 10 Nguyen Quoc Long, Bui Khac Luyen (2015), “The use of the exponential function to predict surface subsidence due to underground mining”, Vietrock2015 - an ISRM specialized conference 2015, Hanoi, Vietnam ISBN: 978-604-913-372-5 11 Nguyen Quoc Long, Vo Chi My, Bui Khac Luyen (2016) "Divegency verification of predicted values and monitored deformation indicators in specific condition of Thong Nhat underground coal mine (Vietnam)" The Journal of Polish Academy of Arts and Sciences (Geoinformatica Plonica) Vol 15, P.15-22, Poland ISSN 1642-2511, DOI 10.4467/21995923GP.16.002.5479 12 Nguyen Quoc Long, Nam Xuan Bui, Luyen Khac Bui, Canh Van Le, Michał M Buczek, Thang Phi Nguyen (2017), “A Computational Tool for Time-Series Prediction of MiningInduced Subsidence Based on Time-Effect Function and Geodetic Monitoring Data” International conference on Geo-spatial Technologies and Earth Resources 2017, P1-16, Switzerland DOI: 10.1007/978-3-319-68240-2 13 Nguyen Quoc Long, Adeel Ahmad, Cao Xuan Cuong, Le Van Canh (2018), “Designing observation lines: a case study of the G9 seam in the Mong Duong colliery” Journal of Mining and Earth Sciences Vol 59, Issue (2018) P 28-32, Hanoi, Vietnam ... NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DỊCH CHUYỂN BIẾN DẠNG DO ẢNH HƯỞNG CỦA KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ 1.1 Dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ khai thác hầm lò 1.1.1 Bản chất toán dịch chuyển đất đá bề mặt khai thác hầm lò Việc... án tiến sĩ Nghiên cứu phương pháp dự báo đại lượng dịch chuyển đất đá biến dạng bề mặt phù hợp với điều kiện khai thác hầm lò Việt Nam lựa chọn xuất phát từ nhu cầu thực tế, đáp ứng yêu cầu thực... chọn phương pháp dự báo dịch chuyển biến dạng bề mặt mỏ hầm lò bể than Quảng Ninh Chương Nghiên cứu mơ hình Asadi dự báo dịch chuyển đứng khai thác hầm lò vỉa dốc Việt Nam Chương Nghiên cứu ứng