构造条件（共7篇）
构造条件 篇1
有些数学问题, 从常规的方法入手, 往往比较烦琐, 但若注意捕捉题目中的各种信息, 构造一个数列、一个方程、一个函数或一个复数等, 便可打破常规、另辟蹊径、弃繁就简, 获得简捷、明快、精巧的解答。
一、构造特例, 简化解题过程
因为一般性存在于所有特殊性之中, 所以一般性问题可采用特例来处理, 变抽象为具体, 而且方法简单。
例1已知 是公差不为零的等差数列, 如果Sn是数列 的前n项的和, 求
分析:构造一个特殊数列进行计算, 设等差数列为1, 2, 3, …, n, …, 则
例2设函数y=f (x) 定义在实数集上, 则函数y=f (x-1) 与y=f (1-x) 的图像关于 ()
A.直线y=0对称B.直线x=0对称
C.直线y=1对称D.直线x=1对称
分析:构造一个特殊函数y=x2, 显然y=f (x-1) = (x-1) 2与y=f (1-x) = (1-x) 2的图像关于直线x=1对称, 故选 (D) 。
二、构造反例, 轻松解题
我们知道, 要肯定一个命题的正确性, 仅靠举例是不行的, 但要否定一个命题的正确性, 只要举一个反例即可, 可见反例作用之大。
例3∠A>∠B是sin A>sin B成立的什么条件?
分析:原命题, 如果∠A>∠B, 那么sin A>sin B这个命题显然不正确。以反例为证, 如150°>60°, 而sin150°
所以∠A>∠B即非sin A>sin B的充分条件又非必要条件。
三、观察题目结构特征, 构造“定积” (“定和”) 、对偶式、复数及三角形
例4已知a, b∈ (0, 1) , 求证:
分析:由题目中的根式联系复数的模, 构造复数z1=a+bi, z2=a+ (1-b) i, z3= (1-a) +bi, z4= (1-a) + (1-b) i, 由模的性质得
例5求sin220°+cos250°+sin20°cos50°的值。
分析:联想到余弦定理的右边结构与所求式子结构相仿, 构造三角形ABC求解。设∠A=120°, ∠B=20°, ∠C=40°, 由正弦定理a=2Rsin120°, b=2Rsin20°, c=2Rsin40°, R是△ABC的外接圆半径, 代入余弦定理a2=b2+c2-2bccos A, 化简得sin2120°=sin220°+sin240°+sin20°ain40°, 所以sin220°+cos250°+sin20°cos50°= 。
四、把握条件特征, 构造方程解题
分析:通常解法是从两等式中求出a和b的值, 再代入所求式求值, 这样做运算烦琐, 容易出错。细心观察条件等式的结构, 则可构造方程x2+x-1=0。知 , b2是方程的两个实根, 由韦达定
例7实数x, y满足x≥1, y≥1以及 (logax) 2+ (logay) 2=loga (ax2) +loga (ay2) (a>0, a≠1) , 当a在 (0, +∞) 范围内变化时, 求loga (xy) 的取值范围。
分析:由条件得 (logax) 2+ (logay) 2=2logax+2logay+2, 构造方程u2+v2=2u+2v+2, 即 (u-1) 2+ (v-1) 2=4。
至此, 我们看到用构造法处理数学问题时, “构造物”的表现形式可以多种多样, 除上面所列各条目外, 还常用到构造向量、几何图形、不等式、解几模型、辅助命题等。应用构造法解题, 对于解题的进展、突破确实起着举足轻重的作用。但我们必须明白, “构造物”的选取需要开阔、敏捷的思维, 来挖掘题设条件和所求的内涵特征, 大胆地猜想解题思路。这一切都源于对数学“三基”的深刻理解和熟练驾驭, 源于勤奋、刻苦, 源于平时积累的丰富的数学经验, 这样解题时才能做到不蹈常规, 独具匠心。
构造条件 篇2
1井田水文地质条件
综合分析告成煤矿水文地质条件, 得出了二1煤层顶板含水层自下而上情况。
( 1) 二1煤层顶板破碎带含水层。因受滑动构造影响, 井田内二1煤层顶板大部分被破碎带取代, 厚度一般20 ~ 40 m。井田四周薄, 中部较厚。滑动构造断裂带的岩石成分、颜色混杂, 压性结构面十分发育, 处于压紧闭合状态, 富水性不强, 补给条件不佳, 该含水层对正常开采影响不大[4]。
( 2) 三叠系下统圈门组砂岩含水层。圈门组下段 ( T11—T12) 砂岩颗粒分选好, 圆度均为次圆及次棱角状, 发育大型板状斜层理。砂岩所占比例较高, 单层厚度较大, 多在90 ~ 100 m, 该层富水较强。由于受芦F1滑动构造的影响, 局部地段该含水层反倾伏于二1煤层之上, 与二1煤层相距较近, 成为煤矿直接充水含水层, 是矿井顶板涌水量的主要来源。 经过13采区北部和21采区西部对顶板水的疏放, 该含水层目前水位为 ± 0 m[5]。
2顶板突水主控因素及机理研究
二1煤层上覆岩层中的隔水层是有效阻隔顶板水涌出的安全带, 煤层开采后隔水层的隔水性能受到影响。二叠、三叠系中各砂岩孔隙、裂隙含水层被泥岩、砂质泥岩所隔开, 原始状态时相互间水力联系不密切, 补给及储水条件相差较大。采动引起顶板冒裂后, 其隔水性能将完全被破坏, 此时裂隙带内顶板砂岩含水层中的水将全部涌入井下。
( 1) 采动顶板“上三带”分布。F-RFPA2D分析系统是一个模拟材料渐进破坏的数值试验工具, 利用F-RFPA2D分析系统可以对煤层顶板岩层破坏的全过程进行模拟, 从模拟过程中能充分提取顶板变形的相关信息[6]。
综合矿井钻孔柱状所描述的各岩层岩性特征和相关地质资料, 得知其岩石力学参数 ( 表1) [7]。
主要几何参数是依据开采方案并考虑采动影响范围确定的。模型长600 m、高400 m ( 至地表) , 模拟重点是研究随着下部长壁工作面推进而引起顶板突水有较大影响的上覆岩层, 煤层采用长壁式开采, 开挖步距为4 m, 垮落法顶板控制。图1是由RF- PA-Flow模拟得到的工作面垮落计算结果, 图1中的灰度代表顶板应力数值的大小, 数值越大, 颜色越亮, 数值越小, 颜色越暗[8]。
根据数值模拟的结果知, 冒落带的高度约36 m。由于该区域内的岩层完全失去了原有的连续性和层状结构, 水体极易通过。冒落带内的岩层由于进一步的破碎具有较大的碎胀系数, 在堆积一定高度后, 就能接触到上部岩层, 这样就会对上部岩层的起到支撑作用。上部岩层又会进一步压实冒落区内的破碎岩块, 因而冒落带上方的岩层会发生变形、离层、断裂但未脱离于原岩体, 形成了裂隙带, 根据数值模拟的结果, 裂隙带的高度约66 m。冒落带和裂隙带合称为导水裂隙带, 高度为102 m。该区内岩层部分断开, 裂隙间的连通性极好, 具有良好的透水性[9]。导水裂隙带上部的岩层由于是完整的, 其上覆岩层只有微小裂隙, 连通性不好, 透水性微弱, 并且越往上部岩层发展, 几乎不再产生裂隙[10]。
( 2) 顶板砂岩富水性探测技术。告成矿二1煤层开采后顶板涌水影响取决于二1煤层顶板以上导水裂隙带范围内顶板砂岩富水情况, 因此在开采前应详细查明二1煤层附近的顶板圈门组一、二段砂岩含水层的位置、规模、富水性和导水性及其变化, 沟通各含水层以及地表水之间相互补给关系的程度, 采用瞬变电磁物探手段可以快速查明和分析煤层顶板导水裂隙带范围内可能诱发而引起突水的地段[11]。图2为13采区北部二1煤层顶板以上10, 50, 100 m电阻率顺层切片, 图2中颜色越深代表电阻率越低, 说明富水性越强, 反之则富水性越弱。从图2中可以看出, 二1煤层顶板富水区域主要分布在采区东北部, 且离煤层越远, 富水区域面积越大[12]。
3防治水技术措施
( 1) 顶板砂岩水的预疏放技术。由于滑体内裂隙发育, 对顶板砂岩水进行预疏放并使其达到安全开采水压, 以防顶板冒落时大流量突水冲溃工作面, 减少工作面涌水对回采的影响。告成煤矿一般采取疏水巷、顶板输水钻孔和回采工作面导流钻孔3种形式[13]。根据物探及地质钻孔资料分析, 13采区北部顶板水富水性较强, 对正常开采影响很大, 为解决该区域顶板水问题, 该矿通过施工顶板疏水巷并在疏水巷施工顶板疏水钻孔对二1煤层顶板水的袭夺, 进行人为控制下有目的地放水, 形成以疏水巷道为中心的降落漏斗, 降低区域顶板水水位, 为矿井在该区域内安全回采创造好的水文地质条件, 该疏水巷及疏水钻孔最大水量达160 m3/ h, 对该区域回采起到很好的降压掩护效果[14]。
由于二1煤层顶板含水层裂隙发育, 存在一些彼此孤立的蓄水块段。在此条件下, 回采巷道掘进不能将砂岩裂隙水疏放出来, 而当工作面回采引起的上覆岩层破坏波及并连通蓄水块段时, 砂岩裂隙水则大量涌入工作面, 严重恶化工作面作业条件, 危及安全生产[15]。因此, 回采期间在运输巷通过施工穿过含水层的仰斜钻孔, 将富集于构造裂隙及采动裂隙的水导流下来, 避免涌水从工作面涌出, 具体情况如图3所示。
( 2) 采空区排水技术措施。采煤后随着顶板垮落, 上覆砂岩水部分从采空区以采空区水形式涌出, 采空区水受到堵塞时积聚, 当压力升高超过临界值突然涌出, 危害严重。因此需考虑对涌水采取排水措施, 常用的排水措施包括专用泄水孔和采空区埋设花管。可以利用煤层底板下方的L7-8灰岩底抽巷, 向工作面采空区施工导流钻孔将采空区积水引至泄水巷排出, 这样可以在顶板水量较大的情况下仍不影响生产。采空区埋设花管是为了将采空区积水引出采空区, 预先在采空区每隔20 m设置1根花管, 沿运输巷向回风巷布置。将采空区水引至下巷排出。埋设花管可有效减少涌水在采空区的积聚, 减小大量积水对工作面生产的危害。
4结论与建议
( 1) 根据数值模拟的结果, 开采二1煤层冒落带的高度约36 m, 裂隙带的高度约66 m, 即煤层顶板以上102 m范围内存在砂岩含水层对工作面正常开采影响较大。
( 2) 针对告成煤矿滑动构造条件下二1煤层顶板水富水区域分布不均的特点, 利用瞬变电磁物探技术可以准确查明顶板富水区分布情况, 尤其是煤层顶板导水裂隙带范围内含水层富水区分布情况, 为防治水措施执行提供依据。
( 3) 对二1煤层顶板砂岩水富水区域, 在回采前利用疏水巷道及疏水钻孔对顶板砂岩水进行区域性预疏放, 达到安全开采水压, 在回采过程中利用导流钻孔对局部富水区域进行导流, 此外, 利用底抽巷施工导流孔和采空区埋设花管, 可有效防治采空区聚集顶板水, 减少涌水对回采工作面的影响。
摘要：针对告成煤矿滑动构造特殊地质条件下顶板涌水严重问题, 通过计算机模拟技术模拟开采过程中导水裂隙带发育高度。利用物探方法解决滑动构造顶板砂岩含水层富水性分布不均的问题, 重点查明导水裂隙带发育高度内砂岩含水层富水性问题。为减小顶板砂岩含水层对正常开采的影响, 告成煤矿采取了顶板疏水巷和疏水钻孔提前进行区域疏放的措施, 并在工作面回采时采用导流钻孔进行局部疏放补充;为减少老孔积水对工作面的影响, 采取了底抽巷施工导流孔和采空区预埋导流管的方法解决采空区积水问题。
构造条件 篇3
所谓的“纠错码”,主要是一种计算机技术中的编码,其英文翻译是error correcting code。这是一种能够发现或者是纠正传输过程中出现的错误的编码。纠错码和我们经常说的信道编码其实是同一种计算机中用的编码,它通过对计算机的传输过程中发生的错误进行及时的发现和相关的纠正,这样的编码给人们的工作和学习带来了极大的方便。
在进行纠错码的构造的过程中,如果将人们输入的信息统一分成k位一组的来进行编码,如果我们利用相关的工具进行编译出的校验位只和本组的这些输入的信息有关,那么这样的编码就可以称之为分组码。相反,如果这些校验位不仅和本组的k个信息相关联,为、而且还和之前很多组的信息位都有一定的关联,这样的编码就称之为格码,因为这样的格码主要是用图形来进行分析时,它所呈现的形状像是篱笆或者是格子,所以才会有格码的名称。在格码中有线性格码,这一种格码在进行运算的时候主要采用卷积运算,所以线性格码又称为卷积码。
2 IPP码
定义1
定义2
定义3
3纠错码构造IPP码的充分条件
在构造IPP码的时候,其充分的条件为利用RS这样的码来构建IPP码。下面我们来探讨一下其充分条件。
首先,我们给出的引理是ω-TA码为ω-IPP码,对于这一引理,我们需要给予充分的证明,其证明过程如下所示。
经过上边的证明,我们可以根据这些证明来得出本文的结论,并且通过证明来真实这些结论的正确性。
4结论及证明
4.1结论一
我们经过证明可以得出码C为(N,n,q)码,且它的最小距离d>N(1-1/ω),那么C为ω-IPP码。证明过程如下:
对于结论一,我们只需要证明码C为ω-TA码,我们由上文中的引理1可以得出结论。任取
4.2结论二
我们到的第二个结论是,码C为(N,n,q)码,而且它的最小距离为d>(1-1/ω),如果N<q+1,那么n的近似就是O(qN-1)。
我们经过研究可以发现,RS码其本身就是纠错码的一种,可以说是一种经典的纠错码,所以,由于其自身的特殊性,使得RS码这种纠错码更加适合构造IPP码。其证明的过程如下所示:
4.3结论三
经过证明我们得到的第三个结论就是,如果我们给定N,q,ω,q是一个大质数幂,且N≤q+1,那么就存在一个(N,n,q)ω-IPP码。其证明的过程如下所示:
我们使得t=[N/ω],在这样的情况下就会存在一个定义于Fq上,其码的长度为N,码
字总数为qt的RS码C,且码C为(N,qt,q)码,那么它的最小汉明距离d就等于N-t+1,这样就比较容易证明d>N(1-1/ω)。我们通过结论1可以知道,码C为ω-IPP。
再根据结论2和结论3可以知道,在N,q,ω都已经给定的时候,而且在N≤q+1时,RS码就可以含有更多的码字,其总数为q「N/ω。
经过上文中的分析和证明以及讨论,我们可以知道RS码其本身属于纠错码的一种,对于IPP码的制造提供了重要的条件,通过经典的纠错码RS码,我们可以用来制造IPP码。因为利用RS码来构造IPP码的时候,会出现码字较多的现象,这样的现象更加适合引用到抗合谋指纹这样的编码方案中。
综合上边的讨论,我们对于纠错码以及IPP码的含义进行了相关的概述,然后对于如何用纠错码制造IPP码的充分条件进行了一系列的证明和推导的过程。IPP码其实是一种抗合谋编码,通过RS码来构建IPP码,使得IPP码的构建有了坚实的理论基础。如果我们将这样的研究结果应用于互联网技术的传播中,应用到数字作品以及了数字指纹的追踪中,我们就可以将更多的盗版及逆行准确的追踪和识别,这样不仅能够保护作品版权所有者的合法权益,而且有助于打击盗版的行为,净化互联网空间,为我国产权的保护和和规范化提供了强有力的技术支持。
摘要：随着我国经济和科技的进一步发展,计算机技术已经广泛的渗透在我们工作和学习之中,成为不可或缺的重要的一种工作手段。信息化数字化技术的发展为我们的生活尤其是电子商务的发展带来了极大的发展空间,各种新型的图片和视频的出现为人们的生活提供了便利。但是信息技术的发展也并不是一帆风顺的,各类图书都会被变成数字化的作品出版,这样的情况给作品的版权所属人带来了较大的困扰。在信息化技术中。IPP码是一种较为常用的编码程序,本文基于这样的一种背景,对IPP码进行相关的研究,探讨纠错码构造IPP码的充分条件,
关键词：信息技术,纠错码,IPP码,充分条件,探讨
参考文献
[1]马爱梅.一种构造抗合谋指纹码的方案[J].计算机与信息技术,2012(02):10-11.
[2]蒲利群,尹伟谊.一类可用于构造IPP码的纠错码[J].西安电子科技大学学报,2005(05):818-819+828.
[3]刘彦,李仁发,徐成.基于IPP的MPEG-4编解码研究与实现[J].计算机工程,2008(02):209-211.
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浅谈复杂构造条件下的煤层开采 篇4
1 概述
2012年、2013年含春煤矿含一采区开采主要集中在+600m、+575m区段, 这两年+575m区段主要开采62#、63#煤层, 在开采过程中逐步揭露煤层倾向上、走向上的褶曲、小向背斜构造。而实际上在2012年开掘的62#、63#沿煤运巷时, 上下区段同煤层的运巷平距偏移较大, 因此给煤层层位判定上造成一定的因难, 但是通过2013年及2014年的开采, 逐渐掌握了煤层倾向的构造情况, 并通过有效的分析和合理的采准布置, 顺利将煤层开采, 有效提高煤层的回采率。
2 63#煤层构造情况
F31断层下盘63#煤层:厚度0.14~9.86m, 平均厚度1.02m, 为本区局部可采煤层, 以粉煤为主。直接顶板0.5~5.00m细粉砂岩, 水平层理发育, 含植物碎片, 间接顶板细砂岩, 厚5m左右, 层位稳定。底板为砂质泥岩, 含根茎。煤层在+575m水平走向上从南至北中部呈一较大的向背斜褶曲构造, 在煤层靠近含一采区南集运倾向上呈背向斜交替的构造。
3 构造分析和采准优化布置及实施效果
3.1含一采区+575m区段四东石门17N运巷 (63#煤层) 开采方案
(1) 工作面概况。该工作面于2012年6月开工, 运巷走向长度90m, 煤层厚度0.3~1.8m, 平均厚度1.2m, 煤层平均倾角43°, 顶板为砂质泥岩, 线状水平层理发育, 含似层状黄铁矿结核;底板为含根茎的细粉砂岩。工作面开采至运巷约75m位置, 小眼在沿煤层倾向掘进约18m后 (标高为+587.5m) 煤层压薄变为立槽煤。
(2) 采准优化布置方案。方案一:经过现场煤层倾角及已施工小眼的综合数据分析计算, 预计63#煤层向斜轴部在石门63#煤层见煤点往东20m处 (标高为+582.7m) , 准备通过63#煤层17N运巷应掘的采准巷道进行优化布置, 即在原顺槽中布置探眼按18°坡度穿过煤层底板施工15m至煤层的向斜轴部, 然后沿向倾轴部施工顺槽, 到位后再回采向斜两翼的煤层 (附剖面图A) ;优点:周期较短, 安全系数较高, 且能全部回收向斜两翼的煤层。缺点:投入进尺较多, 增加原煤成本。方案二:在石门63#煤层见煤点往东20m处 (即煤层向斜轴部位置) 布置全岩小眼按20°坡度施工至煤层的向斜轴部, 然后沿向倾轴部施工顺槽, 到位后再回采向斜两翼的煤层 (附剖面图B) ;优点:周期较短, 能全部回收向斜两翼的煤层;缺点:顺槽太长, 增加支护及出煤的劳动量, 增加后期支护的维修, 难以布置双下出口。经过矿井各专业组认真的对比论证, 拟采用方案一对该煤层进行开采。
(3) 优化布置效果。本方案于2012年8月份开始实施, 从含一采区+575m区段四东石门17N运巷63#煤层采准巷道中按18°坡度穿过煤层底板施工探眼, 探眼施工约15m后, 揭露到63#煤层的向斜轴部。采准巷道施工后, 该煤层向斜西翼可采倾向长度为10m, 东翼可采倾向长度为35m。通过本次采准巷道的优化布置, 共投入全岩2.5m2小眼进尺计65米, 该煤层回采至14年3月份结束, 共采出煤炭0.88万吨。
4 通过上述开采方案总结判断含春井田煤层褶皱构造经验
(1) 地层层序的对称重复和岩层产状的规则变化是识别褶皱的两大标志。前者是判明褶皱构造的确定性标志, 它适用于包括等斜褶皱、倒转褶皱、扇形褶皱和平卧褶皱在内的一切褶皱。后者是判明褶皱构造的可能性标志, 在地层层序发生倒转的地区, 即使岩层产状没有变化, 也不能肯定就没有褶皱;在地层层序正常的地区, 岩层产状的变化, 既可由褶皱引起, 也可由断层产生。因此在利用岩层产状标志时要谨慎。凡是在穿层巷道中, 一旦发现地层层序出现对称性重复时, 可以断言, 期间必然存在褶皱构造, 并可根据褶皱核部和两翼地层的相对新老, 鉴别它是向斜或是背斜。无论在穿层或顺层巷道中, 只要发现岩层产状呈现相向或相背倾斜时, 通常有褶皱的存在, 并据此确定向斜或背斜。在沿煤层走向掘进煤层平巷时, 如果巷道发生急剧弯曲, 说明有倾伏褶皱存在。
(2) 在较大型的褶曲中常产生更次级的小型褶曲, 进一步使煤层的厚度的形态不稳定, 对采煤影响更大。因受力不同, 煤厚薄分布不同:如纵弯褶曲是倾向压力, 使煤层产生塑性蠕动, 使褶曲轴部煤层增厚, 两翼变薄;如受力为横弯褶曲, 受力自上而下的垂直层面的作用力, 塑性煤层由褶曲顶部向两翼蠕动, 使向斜轴部煤层变厚, 而背斜轴部煤层变薄。由于受F31断层影响, 下盘煤层产状发生急剧变化段或转折端, 如褶曲直立、倒转翼或轴部附近往往局部增厚形成煤包, 而正常翼虽有压薄但连续性较好。煤层的原生结构常受破坏, 煤层穿刺现象严重, 形态多样。主要有穿顶的“槽沟煤”、“尖子煤”、“羊角煤”、“倒钩煤”;穿底的“三角煤”、“透镜状”、“串珠状”等。断层在煤层附近常拖煤、挤煤或在断带充煤, 给煤层对比增加了困难。煤层的稳定性较差, 可采性下降, 压薄、增厚变化急剧, 不利开采。
5 结束语
随着含三采区+540m区段2013年进入准备巷道施工中, 该区段的53#、59#、60#煤层揭露出来的构造较为复杂, 预计倾向上仍存在褶曲构造, 给下一步开采带来困难, 工作面采准巷道需要优化布置的必将增多, 如何优化布置方案, 只有在生产中, 不断摸索和总结经验, 在提高煤层回采率及保证安全生产的同时, 也要尽量减少优化布置资金的投入, 提高矿井的经济效益。
摘要：本文以含春煤矿含一采区+575m区段四东石门63#煤层开采为例, 针对煤层向背斜轴部及倾向上存在褶曲构造, 通过煤层地质构造的认真分析, 采准巷道合理的优化布置, 顺利将构造内的煤层开采, 有效的提高了煤炭回采率, 同时为其它类似构造煤层的开采提供有益参考。
构造条件 篇5
在一定的地质和支护条件下, 回采工作面上、下两端区段巷道的稳定性主要取决于回采引起的支撑压力的影响。按巷道是否经受过采动影响及其支护方式, 可将区段巷道分为位于未经采动影响的煤体内的“煤体-煤体”巷道和“煤体-采空区”巷道, 其中“煤体-采空区”巷道一侧为煤体, 另一侧为采空区;按护巷方式可分为“煤体-煤柱”巷道、“煤体-无煤柱”巷道[1]。笔者将“煤体-无煤柱”巷道称为沿空巷道, 将“煤体-煤柱”巷道称为实体巷道。
煤柱护巷是合理开采煤炭资源、提高煤炭回收率、改善巷道维护状况、提高矿井技术经济效果的一项先进的开采工艺。根据国内外的经验和取得的良好效果, 煤柱护巷已经成为改善煤炭地下开采工艺的一项技术政策。煤柱护巷遇到的主要技术问题之一就是巷道支护[2]。本文主要讨论实体巷道锚杆支护的合理结构及其力学分析。
1 实体巷道锚杆支护结构辅助设计
在ANSYS大型有限元软件基础上进一步开发了巷道锚杆辅助设计ANSYSBOLT软件, 可很方便地进行三维巷道围岩应力分析及锚杆参数设计[3,4,5]。该软件主要包括巷道围岩应力分析模块和巷道锚杆支护设计模块。
(1) 巷道围岩应力分析模块
该模块可建立包括几个工作面、几个采空区、几个煤层、顶底板岩层在内的三维大模型, 需要输入的数据有开采区域的原岩应力σ1、σ2、σ3, 巷道埋藏深度H, 煤的弹性模量E煤, 巷道顶底板岩石的弹性模量E岩, 节理法向刚度KN, 节理切向刚度Ks。该模块可分析最大水平应力与巷道走向夹角不同时, 工作面不同开采顺序、不同推进方向下的巷道围岩应力集中及破坏情况。
(2) 巷道锚杆支护设计模块
该模块是巷道围岩应力分析模块的子模块, 它可在大模型分析的基础上切割出要分析的巷道, 需要输入的数据有锚杆长度L、锚杆直径Ф、预紧力F、锚杆排距S。该模块可分析L、F、S对巷道稳定性的影响。
2 实体巷道锚杆支护数值模型的建立
利用有限元法进行计算时, 模型的选取至关重要, 一般来讲, 应遵循如下原则:
(1) 模型尺寸的选择要考虑圣维南原理, 即模型边界距所关心区域应有一定距离, 以消除模型边界效应的影响;
(2) 模型相对于所关心区域应尽量保持对称, 以避免对求解结果造成干扰。
对巷道锚杆支护进行数值模拟计算[4,5]时使用子模型技术, 即先计算一个较大尺寸的粗糙模型, 然后在粗糙模型的基础上切割出一个包含所关心区域的子模型, 子模型的单元网格可以划分得相对较密, 其边界条件由大模型的结果根据插值计算得到。需要注意的是, 确定子模型尺寸时同样要遵循圣维南原理。计算中使用的粗糙模型主要用于计算开挖前的应力状态, 主要输入数据有模型的几何尺寸、上覆岩层厚度、各层的物理力学参数、水平应力的大小和方向;在子模型中考虑节理和锚杆单元, 主要输入数据包括子模型的几何尺寸、岩层和节理单元的物理力学参数、锚杆的布置参数 (长度、预应力大小、锚杆根数、锚杆的间排距等) 。
3 构造应力场条件下巷道锚杆支护模型分析
假设某矿地应力均为水平应力场, 该矿2092工作面走向与最大水平地应力垂直, 工作面宽度为150 m, 煤层厚度为8.0 m, 2092工作面右端2395下运巷为实体巷道, 巷道断面尺寸宽×高为4 m×3 m, 上覆岩层容重为25 kN/m3。煤层和顶、底板岩石具有明显的层理性, 可看作横观各向同性材料, 直接底岩层中含有3层弱面, 直接顶岩层中含有5层弱面, 弱面的法向刚度为1.5 GPa, 2092弱面的切向刚度为1.5 GPa。2092工作面2395下运巷煤岩层的物理力学性质如表1所示。
分析构造应力场的最大水平地应力为27.4 MPa, 最小水平地应力为14.3 MPa, 同时考虑了300 m、500 m和700 m这3种不同的埋藏深度, 分析了3种不同的巷道锚杆支护结构:第一种支护结构, 安设顶、帮锚杆, 顶板安设5根锚杆, 两帮各安设3根锚杆;第二种支护结构, 安设底、帮锚杆, 底板安设5根锚杆, 两帮各安设3根锚杆;第三种支护结构, 只安设5根底板锚杆, 如图1所示。
对于每种实体巷道锚杆支护结构再分析3种不同锚杆初始预紧力:第一种情况, 锚杆初始预紧力为2 t;第二种情况, 锚杆初始预紧力为6 t;第三种情况, 锚杆初始预紧力为10 t。以2092工作面2395下运巷围岩物理力学性质为例, 研究实体巷道不同埋藏深度、不同锚杆支护结构、不同预紧力条件下的稳定性。
4 不同锚杆支护结构巷道围岩应力及位移分析
在该应力场的不同埋藏深度条件下, 巷道开挖前围岩应力分布如表2所示。巷道埋藏深度为300 m时, 实体巷道开挖前顶板位置水平应力Sx与垂直应力Sz的比值为0.82, 巷道底板水平应力Sx与垂直应力Sz的比值为2.30。这表明巷道埋藏深度为300 m时, 原岩水平应力与垂直应力比值为3.65。由于煤体软弱, 弹性模量低, 使水平应力在煤层中产生应力降低, 这时巷道顶板并没有处在高水平应力作用下, 而巷道底板处在高水平应力作用下。随着巷道埋藏深度的增加, 垂直压力越来越大, 当巷道埋藏深度为700 m时, 巷道开挖前顶板位置水平应力Sx与垂直应力Sz的比值为0.52, 底板水平应力Sx与垂直应力Sz的比值为1.06, 这时巷道顶板完全处在垂直应力作用下, 巷道底板水平应力略大于垂直应力。
不同埋藏深度、各种锚杆支护结构、不同预紧力条件下实体巷道围岩应力及位移分布规律如表3、表4、表5所示。可以看出, 在第一种支护结构条件下, 锚杆初始预紧力为2 t时, 巷道顶底板移近量大于第二和第三种支护条件下巷道顶底板移近量。当锚杆预紧力增加到4 t以上时, 第一种支护结构条件下巷道顶底板移近量小于第二和第三种支护结构条件下顶底板移近量。这说明锚杆初始预紧力为2 t时, 不能够控制巷道顶板的变形, 应增加锚杆支护初始预紧力, 才能使锚杆起到很好的支护作用。
巷道埋藏深度为300 m时, 安装顶、帮锚杆条件下巷道两帮移近量与只安装底锚杆条件下两帮移近量相差很少, 锚杆预紧力为2 t、6 t、10 t的条件下, 两者仅相差0.39 mm、0.52 mm、0.61 mm。当巷道埋藏深度增加到700 m时, 同样的条件下两者相差1.18 mm、1.28 mm、1.29 mm。这说明在水平地应力场条件下, 巷道埋藏深度较浅时帮锚杆对巷道的支护作用不大, 随着巷道埋藏深度增加, 围岩垂直应力不断增大, 帮锚杆的作用越来越明显。
巷道埋藏深度为300 m时, 顶、底板围岩中都处于压应力状态, 顶板角部最大压应力Sz小于-9.00 MPa, 底板角部最大压应力Sx小于-27.00 MPa。由于底板岩体强度较高, 所以在埋藏深度小于300 m时, 巷道围岩处于稳定状态。第一种支护结构与第三种支护结构相比, 在锚杆初始预紧力为2 t、6 t、10 t时, 安装顶、帮锚杆比只安装底锚杆巷道顶板中部压应力Sx分别增加31.89%、42.14%、44.33%, 底板中部压应力Sx分别减少4.71%、3.94%、5.96%, 底角处的最大压应力Sx略有增加。巷道顶底板中部的压应力增加有利于巷道的稳定性。由于巷道顶板的压应力较小, 因此, 在这种状态下安装顶锚杆更有利于巷道顶板的稳定。
巷道埋藏深度增加到500 m时, 顶板中部出现水平方向的拉应力, 一般最大水平拉应力Sx小于2.0 MPa。底板中部仍处于压应力状态, 底板角部最大压应力集中略有增长, 对巷道稳定性影响不大。第一种支护结构与第三种支护结构相比, 锚杆初始预紧力分别为2 t、6 t、10 t时, 安装顶、帮锚杆比只安装底锚杆巷道顶板中部最大拉应力分别降低24.38%、36.72%、43.43%, 底板中部压应力分别降低5.37%、5.91%、16.55%。由于巷道顶板煤体抗拉强度很低, 安装顶锚杆可使巷道顶板中最大拉应力降低, 这对巷道的稳定性极为有利。在这种条件下安装顶、帮锚杆是明智的选择。
巷道埋藏深度增加到700 m时, 顶板中拉应力进一步加大。在第一种支护结构条件下, 锚杆初始预紧力为2 t时, 顶板中最大拉应力与第三种支护条件下顶板中的最大拉应力相比, 不仅没降低, 反而升高了2.59%。当锚杆初始预紧力增加到6 t时, 顶板中的最大拉应力比第三种支护条件下降低17.42%。这说明巷道埋藏深度增加, 围岩应力不断加大, 低预紧力锚杆不能控制巷道的变形与破坏, 应采用高强度、高预紧力锚杆加固围岩。
5 2395下运巷道锚杆支护设计
将利用自行编制的计算程序建立的巷道三维有限元模型, 即三维实体巷道锚杆支护辅助设计系统ANSYSBOLT运用于2395下运巷巷道支护, 取得了很好的支护效果。
对2395下运巷各种支护方式下的计算结果表明, 巷道顶板出现水平拉应力, 两帮和底板都为压应力, 底板角部为最大压应力。所以, 巷道最危险的部位是巷道顶板和底板角部, 各种支护方式巷道围岩应力分布为:第一种支护方式最大拉应力出现在顶板中部, 其值为1.940 0 MPa;第二种支护方式巷道顶板最大拉应力为1.830 0 MPa;第三种支护方式巷道顶板最大拉应力为2.690 0 MPa。第三种支护方式顶板中最大拉应力超过煤体的抗拉强度, 且顶板拉应力分布的范围大, 使巷道处于不稳定状态。第一种和第二种支护方式都是可行方案。
6 结论
(1) 巷道锚杆支护是岩土与结构耦合的工程问题, 它与地应力、围岩强度、锚杆支护结构等因素有关。因此, 锚杆支护设计应经过科学的计算和分析, 才能取得较好的支护效果。
(2) 评价锚杆支护巷道的稳定性应考虑巷道围岩的变形及围岩应力的分布。应建立起符合本矿实际情况的锚杆支护巷道稳定性判别的强度准则、变形准则和离层破坏的条件, 使巷道稳定性监测和预报有据可循。
(3) 高水平应力条件下, 沿空巷道顶板位置处于垂直应力走向方向水平应力降低区、垂直应力的承压区内。
(4) 现场试验证明, 在该煤矿2395下运巷沿底掘进实施锚杆支护是切实可行的。该锚杆支护方案的实施减轻了工人的劳动强度, 有利于综采的快速推进和全矿井的减人提效, 对高产高效矿井建设有重要意义。
摘要：在ANSYS大型有限元软件基础上开发了巷道锚杆辅助设计软件ANSYSBOLT;在该软件环境下, 根据某工作面煤岩层的物理参数, 建立了构造应力场条件下的实体巷道锚杆支护模型, 并按照不同的埋藏深度、锚杆支护结构和预紧力条件, 经软件分析计算, 得出了实体巷道围岩应力及位移分布情况, 进而分析了不同埋藏深度、锚杆支护和预紧力条件对巷道顶底板稳定性的影响, 最终根据分析结果得出了可行的锚杆支护方案。现场试验结果验证了上述方法的可行性和有效性。
关键词：煤矿,实体巷道,锚杆支护,水平应力场,埋藏深度,预紧力,ANSYS,数值模拟
参考文献
[1]陈炎光, 钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1994.
[2]钱鸣高, 刘听成.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社, 1990.
[3]王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践[M].西安:西北工业大学出版社, 1999.
[4]徐东强, 钱鸣高, 郭颂.不同地应力条件下锚杆支护机制数值模拟分析[J].中国矿业, 2001, 10 (4) :35-37.
构造条件 篇6
广东乳源瑶婆山铅锌矿区位于乳源县大布镇西约6公里处, 面积约3.21Km2, 是广东省乳源县大坑铁多金属矿的西南瑶婆山区段。大坑铁多金属矿是以磁铁矿、褐铁矿及铁锰矿为主, 局部为铅锌矿。其中磁铁矿属接触交代矿床, 褐铁矿及铁锰矿属残破积矿床, 铅锌矿属于热液改造矿床。通过分析和总结瑶婆山铅锌矿的控矿构造条件, 为在该矿区外围寻找同类型矿床提供思路。
1 区域地质概况
广东省乳源县大坑铁多金属矿区大地构造 (见图1) 属于粤中海西凹陷带, 位处英德弧的西翼, 黄思脑穹隆背斜的北西侧, 北东向大东山花岗岩体的南侧。区内经加里东运动、燕山运动的影响, 火山活动剧烈, 形成了此起彼伏的穹隆背斜和短轴背向斜。本区岩浆岩有酸性及中基性二种, 前者产在泥盆纪变质岩中, 后者则多产于下石炭纪灰岩中, 二者均属燕山期产物, 其侵入顺序:煌斑岩→闪长岩→石英斑岩→花岗岩。从大地构造位置和火成活动情况来看, 本区曾经受剧烈的地质变动, 对成矿十分有利, 矿化较普遍, 特别是风化壳, 褐铁矿、铁锰矿、含锡褐铁矿和含锡风化矽卡岩矿床分布较广, 此外亦分布含钨铋石英脉脉状矿床, 以及方铅矿、黄铁矿、辉铋矿等矿化现象。
2 矿区地质概况
2.1 矿区地层
矿区大部地区出露的地层为泥盆系中下统桂头群上亚群 (见图2) , 其余部分出露的地层为泥盆系中统东岗岭组和矽卡岩。泥盆系中下统桂头群上亚群一套粗碎屑岩 (D1-2 g t b) :岩性为砂砾岩、中细粒石英砂岩夹粉砂岩;泥盆系中统东岗岭组浅海相 (D2d) :岩性为灰岩、白云质灰岩夹砂岩、泥质页岩。
2.2 矽卡岩
1) 简单矽卡岩:共生矿物组成简单, 主要有石榴石、符山石、透辉石等, 分布于矿区南部。
2) 复杂矽卡岩:是在矽卡岩期继续受含矿溶液蚀变交代而成, 共生矿物复杂, 呈花岗变晶或纤维变晶结构, 个别有条带状构造, 一般矽卡岩矿物有石榴石、阳起石、透闪石、绿帘石、石英、绿泥石、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、锡石及少量白钨矿等。铅锌矿体及部分褐铁矿就产在该类矽卡岩中, 是一种主要含矿母岩。
2.3 矿区构造
矿区位于英德弧西翼, 因受黄思脑背斜的影响而产生扭应力作用, 在矿区西部外围形成近北东走向大村断层, 并影响矿区构造发育。矿区褶皱构造较断裂构造发育。
许家山背斜:轴部位于许家山、瑶婆山顶, 轴向北东, 在瑶婆山以南被背斜派生的近南北向断裂F2正断层所错动, 岩层多作北东走向, 一般倾角5°~23°, 在矿区岩层北西面向北西倾, 南东面向南东倾, 南西面向南西倾, 此种岩层产状主要表现在空间位置的分布上, 构成了一个轴向北东, 向南西倾伏的背斜, 但背斜顶部宽阔平坦, 似有穹隆构造特征。除倾没下伏低处残存灰岩外, 余均为中下泥盆纪地层组成, 属次级褶皱。
本区断裂构造不发育, 仅发现有三条 (见图2) , 分布于局部, 以南北向断裂构造为主。F2正断层是许家山背斜派生断裂, 走向近南北向, 倾向西, 倾角81°, 是本矿区的导矿构造;F3走向约10°, 倾向南东东, 倾角30°。
3 矿床特征
本矿床类型为外接触交代矽卡岩型铅锌矿, 呈契型状 (见图3) , 产于中泥盆统东岗岭组灰岩、白云质灰岩与下部隐伏岩体交代反应形成的矽卡岩中。矿体长约280m, 宽约70~110m, 厚约3.20m, 产状为2570∠190。铅锌矿矿物组合有方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、少量黄铜矿、褐铁矿及白钨矿、锡矿等。脉石矿物有石榴石、阳起石、绿泥石、透闪石、绿帘石、石英、萤石、方解石等。铅锌矿石的结构包括:自形~半自形晶粒结构, 他形粒状结构, 交代残余结构, 乳浊状结构、交代熔蚀结构等;构造主要为浸染状、条带状和块状构造。
4 控矿构造条件分析
4.1 容矿构造分析
矿区矽卡岩型铅锌矿, 呈契型状, 产于中泥盆统东岗岭组灰岩、白云质灰岩与下部隐伏岩体交代反应形成的矽卡岩中, 位于许家山背斜轴部, 矿体产状 (2570∠190) 基本与地层的产状一致, 这充分说明矿区的荣矿构造为许家山背斜形成过程中轴部虚脱产生的剥离空间。
容矿构造对于内生矿床最有利的是背斜构造, 其有利的成矿部位是背斜的轴部、与背斜伴生的断裂和破碎带等。背斜的轴部产生的虚脱部位易形成马鞍状矿体。本矿区许家山背斜形成过程中在轴部伴生一条近南北向断层, 并对背斜轴部地层产生错动破坏作用, 而仅仅残留断层上盘中泥盆统东岗岭组灰岩、白云质灰岩;并且由于矿区地层倾角5°~23°, 特别是背斜顶部 (轴部) 宽阔平坦, 似有穹隆构造特征, 因此, 背斜轴部产生的虚脱产生的剥离空间很小。所以本矿区矿体形态表现为楔型状。
4.2 导矿构造分析
导矿构造中, 张扭性或压扭性断裂均是有利的导矿构造。矿区中共发育三条断层, 其中只有F2正断层对成矿是最有利的导矿构造。许家山背斜是向南西倾伏的背斜, F 2正断层是许家山背斜派生断裂, 走向近南北向, 倾角81°, 与许家山背斜轴部斜交穿过, 断层的性质为张扭性, 是本矿区的导矿构造。
5 矿区外围成矿前景分析
矿区属于粤中海西凹陷带, 位处英德弧的西翼, 北东向大东山花岗岩体的南侧。在矿区外围东侧有黄思脑穹窿背斜;西侧有牛婆洞向斜和五点梅花背斜等大型构造, 并且断裂构造比较发育, 为成矿提供了良好的容矿和导矿构造条件。特别是在牛婆洞向斜和五点梅花背斜范围, 主要为石炭系和中、上泥盆统地层, 岩性以灰岩、白云岩为主, 北侧为大东山花岗岩体, 为形成矽卡岩型矿床提供了岩浆岩、构造、岩性等有利条件。因此, 在矿区外围, 特别是在牛婆洞向斜和五点梅花背斜, 寻找矽卡岩型矿床可能性是比较大的。
参考文献
[1]广东有色地研院.广东省乳源县大坑铁多金属矿区详查报告.2008
[2]阳正熙.矿产资源勘查学.北京:科学出版社.2006
构造条件 篇7
低密度奇偶校验(Low-Density Party-Check, LDPC) 码是一种性能非常接近香农容限的好码,其构造方法分为随机构造和结构化构造两大类[1~3]。其中结构化构造法又可以进一步细分为基于有限几何构造法和基于循环置换矩阵构造法。准循环LDPC (Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check, QC-LDPC) 码因具有编译码复杂度低、纠错性能强的优点,成为广泛研究的热点[4]。
为了满足不断发展的光通信系统的传输性能,高码率、低误比特率的LDPC码被深入的研究[5,6]。在构造适用于光通信系统中的LDPC码时,应考虑到在高信噪比条件下,LDPC码需有低的错误平层或者没有错误平层。在信号传输大容量的条件下,LDPC码需有较高的编码增益和编码效率。在LDPC译码时为了能具有好的译码收敛性, 构造LDPC码校验矩阵不能存在环四。在降低译码的复杂度方面,校验矩阵必须满足稀疏性,确保在进行迭代译码时,每次迭代的计算量尽可能减少。另外,码长不能过长, 否则会引入过多的编译码延时,不利于硬件实现。
结合上述构造原则,本文重点对基于行列约束条件的QC-LDPC码校验矩阵的构造方法进行研究。
2伽罗华域
有限域(Finite Field),又称伽罗华(Galois Field)域,用GF(q) 表示。其中q为素数或素数的幂。任何一个有限域都有一个本原元。对于有限域中的非零元素α ,如果α 的阶为q -1,则称α 为GF(q)的本原元。在二元有限域GF(q) 中,设q =2p,p为正整数,α 为有限域GF(q) 的本原元,对于0 ≤i ≤q -2 ,αi∈GF (q ),集合{α0,α1, , αq-2}构成该有限域GF(q) 的乘群。对于有限域GF(q) 中的任意元素αi都存在αj,使得αiαj=α0,且αj∈GF(2),则称αj是αi的逆元。通常αi的逆元也表示成(αi)-1,且每个αi对应的逆元是唯一的。令z (αi) =(z0,z1,L ,zq-2)是GF(2) 上的一个q -1维数组, 其各个分量分别对应着GF(q) 的q -1个元素α0,α1,,αq -2,即其第i个分量zi= 1,所有其余q -2个分量均为0。具有单一分量的q -1维数组z (αi)可看作为关于GF(q) 乘群中αi的位置矢量,称z (αi)为αi的M位置矢量。GF(q)中0元素所对应的
位置矢量(0) 定义为q -1维的全0数组。
3准循环LDPC码的构造
准循环LDPC码构造的本质是构造其对应的奇偶校验矩阵,而构造校验矩阵的核心是对基本矩阵的构造[7~9]。 如果基本矩阵中不含有零元素,扩展后构造得到的QC- LDPC码是规则码;如果基本矩阵中含有零元素,扩展后构造得到的QC-LDPC码是非规则码。下面将详细介绍一种非规则QC-LDPC码校验矩阵的构造方法。
(1) 准循环LDPC码的构造步骤
设α 是GF(q) 的本原元,在伽罗华域上构造一个基本矩阵W , 如式(1) 所示:
基本矩阵W满足RC- 约束条件[10], 用α0,α ,L ,αq-2乘以基本矩阵中的每一行Wi,对其进行向右循环移位,扩展成一个GF(q) 上的(q -1)×(q -1) 维的垂直子矩阵Di,对基本矩阵W的q -1行分别进行垂直扩展,得到的垂直扩展矩阵D是一个(q -1)2×(q -1)维矩阵。
设γ为GF(q) 中的非0元素,那么αγ的M位置矢量z(αγ) 是 γ 的M位置矢量z(γ) 的右循环移位。 构成一个GF(2) 上的(q -1)×(q -1) 维矩阵A , 以 γ,αγ,α2γ,L ,αq-2γ的M位置矢量作为行。 这样A是一个循环置换矩阵,即A的每一行是其上面一行右循环移位得到,第一行是最下面一行右循环移位得到。对垂直矩阵D的每一个元素用它的M位置矢量来代替。Di经扩展后得到q -1维奇偶校验子矩阵Hi,它由q -1个元素的M位置矢量Ai,j组成。这q -1个Hi最终构成了GF(2) 上的(q -1)2×(q -1)2维校验矩阵H 。如式(2)所示:
(2) 本文所提出的基本矩阵的构造如下:
令W为一个二元域GF(2) 上(q -1)×(q -1) 的矩阵,W可以采用以下方法产生:
1以乘群{(α0)-1, (α1)-1, , (αi)-1}作为列单元, 以乘群{α0,α1, , αj}作为行单元, 其中0 ≤i, j <q -1 。
2它们在二元有限域中对应相乘,得到矩阵W中的每个元素形式如:wi, j= (αi)-1αj。
3 W中的每个元素wi,j都对应减去α 0 ,得到基本矩阵中的每个元素形式如:=wi, j(αi)-1αj- 1。
最终构造一个满足RC约束条件的基本矩阵W ,如式(3)所示:
W具有以下特性:1每行(列)中有且只有一个0元素;2每行(列)中的所有元素均是GF(q) 中的不同元素;3不同的两行(列)的每个对应位置元素均不同。
该构造方法确保了校验矩阵的稀疏性,以及不存在短环。在编码时,可有效地降低编码复杂度。在译码时,可避免更新消息在迭代过程中相关,使收敛速度变慢甚至不收敛,影响译码性能。
4仿真性能分析
光通信系统对码率、码长的要求较高,本文选取q=26=64 ,选取奇偶校验矩阵的前4行、前57列作为循环校验子矩阵,构造出码率为0.933的非规则QC- LDPC(3591,3351) 码。 针对此LDPC码, 利用BPSK调制方式,在AWGN信道中采用Tanner图上的置信度传播译码算法进行迭代译码。考虑到译码性能与复杂度的折中, 本文选取16次迭代译码。用MATLAB搭建仿真平台对构造的码型进行系统仿真,可得出其纠错性能的对比仿真结果图1。
对图1进行对比分析可得,利用本文的设计方案所得的非规则QC-LDPC(3591,3351) 码的误码率性能在BER=10-7时,其纠错性能明显要优于现有的基于ITU-T G.975[11]中的RS(255,239) 码和基于ITU-T G.975.1[12]中的LDPC(32640,30592) 码,其净编码增益分别为2.13d B和1.32d B。
为了验证本文方案所设计码型的优越性能,本文做了进一步的对比分析。通过与文献[13]中基于随机方法构造的SCG-LDPC(3969,3720) 码和文献[14]中基于伽罗华域乘群所构造QC-LDPC(5334,4962) 码性能进行对比仿真分析可得其纠错性能的仿真结果图2。由图2可得到在BER=10-7时,其净编码增益分别是0.66d B和0.40d B。
5结论
基于行列约束条件提出了一种可以灵活调整码长、码率的非规则QC-LDPC码的构造方法。用该方法构造出非规则QC-LDPC(3591,3351) 码, 通过计算机MATLAB软件仿真表明:该码型的纠错性能不但优于广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239) 码和LDPC(32640,30592) 码, 还优于用SCG方法构造的LDPC(3969,3720) 码以及利用有限域乘群方法构造的规则QC-LDPC(5334,4955) 码。 因而所提出的QC-LDPC码新颖构造方法可成为未来构造适用于光通信系统中QC-LDPC码型的一种备选方案。
摘要：基于行列约束条件提出适用于光通信系统中一种新颖的高码率与码长的QCLDPC码构造方法。该方法可在取得较好纠错性能的同时降低编码复杂度。并利用该方法构造出一种适用于光通信系统的非规则QC-LDPC(3591,3351)码。仿真分析表明:在BER为10-7时,该QC-LDPC(3591,3351)码的净编码增益分别比ITU-T G.975中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32640,30592)码提高2.13d B和1.32d B;且比用SCG方法构造的LDPC(3969,3720)码和利用有限域乘群方法构造的规则QCLDPC(5334,4955)码提高0.66d B和0.40d B,因而该QC-LDPC码新颖构造方法的纠错性能优越并在光通信系统中具有较好的应用前景。