Innovative Approaches to Predicting Surface Subsidence in Inclined Seam Mining: A Comparative Study of Asadi, VNIMI, and KHCNM Functions

• Autorzy: Long Nguyen Quoc , Lipecki Tomasz , Nguyen Ba Dung , Dang Tuyet Minh

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2025-01-43

Warianty tytułu

PL

Innowacyjne podejścia do prognozowania osiadania powierzchni w eksploatacji pokładów nachylonych: Porównawcze badanie funkcji Asadi, VNIMI i KHCNM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study explores the accuracy and applicability of three advanced subsidence prediction methods—Asadi profile function, VNIMI subsidence function, and KHCNM subsidence function—under the challenging conditions of inclined seam mining at Mong Duong coal mine in Vietnam. By comparing predicted subsidence values with direct observation data, the research evaluates the precision of each method using statistical metrics such as actual deviation (Δ), root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and correlation coefficient (r). The findings reveal that both the Asadi and VNIMI functions demonstrate high accuracy, with RMSE values of 0.081 m and 0.080 m, and MAE values of 0.055 m and 0.059 m, respectively. The KHCNM function, while slightly less accurate, still provides valuable insights with RMSE and MAE values of 0.101 m and 0.076 m. The study underscores the importance of precise subsidence prediction in safeguarding surface structures and optimizing mining technology, recommending further research to integrate the strengths of Asadi and VNIMI functions for enhanced prediction across different sections of the subsidence basin. This comprehensive evaluation offers a promising pathway for improving subsidence prediction in inclined seam mining, contributing to safer and more efficient mining

PL

Niniejsze badanie analizuje dokładność i zastosowalność trzech zaawansowanych metod prognozowania osiadania powierzchni—funkcji profilu Asadi, funkcji osiadania VNIMI oraz funkcji osiadania KHCNM—w trudnych warunkach eksploatacji pokładów nachylonych w kopalni węgla Mong Duong w Wietnamie. Porównując przewidywane wartości osiadania z bezpośrednimi danymi obserwacyjnymi, badanie ocenia precyzję każdej metody za pomocą wskaźników statystycznych, takich jak rzeczywiste odchylenie (Δ), błąd średniokwadratowy (RMSE), średni błąd bezwzględny (MAE) oraz współczynnik korelacji (r). Wyniki pokazują, że zarówno funkcje Asadi, jak i VNIMI wykazują wysoką dokładność, z wartościami RMSE wynoszącymi odpowiednio 0,081 m i 0,080 m oraz wartościami MAE wynoszącymi odpowiednio 0,055 m i 0,059 m. Funkcja KHCNM, choć nieco mniej dokładna, nadal dostarcza cennych informacji z wartościami RMSE i MAE wynoszącymi odpowiednio 0,101 m i 0,076 m. Badanie podkreśla znaczenie precyzyjnego prognozowania osiadania w ochronie struktur powierzchniowych i optymalizacji technologii wydobycia, zalecając dalsze badania w celu integracji zalet funkcji Asadi i VNIMI dla lepszego prognozowania w różnych sekcjach basenu osiadania. Ta kompleksowa ocena oferuje obiecującą ścieżkę do poprawy prognozowania osiadania w eksploatacji pokładów nachylonych, przyczyniając się do bezpieczniejszych i bardziej efektywnych operacji wydobywczych.

Słowa kluczowe

EN

profile function; inclined seam mining; Mong Duong coal mine

PL

funkcja profilu; eksploatacja pokładów nachylonych; kopalnia węgla Mong Duong

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 1, no. 1
• Strony: 1--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Long Nguyen Quoc

• Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Lipecki Tomasz

• Faculty of Geo-data Science, Geodesy and Environmental Engineering, AGH University of Kraków, Krakow, Poland

autor

Nguyen Ba Dung

• Hanoi University of Natural Resources and Environment, North-Tu Liem district, Hanoi Vietnam

autor

Dang Tuyet Minh

• Thuyloi University, 175 Tay Son street, Hanoi, Vietnam

Bibliografia

• 1. Long N.Q, et al., Designing observation lines: A case study of the G9 seam in the Mong Duong colliery. Journal of Mining and Earth Sciences, 2018. 61(6).
• 2. Long N.Q, M. V.C, and L. B.K, Divergency verification of predicted values and monitored deformation indicators in specific condition of Thong Nhat underground coal mine (Vietnam). Geoinformatica Polonica, 2016. 2016(2016)): p. 15-22.
• 3. My V.C, et al., Applicability of neural networks for surface subsidence prediction caused by underground mining. Advances in Mining and Tunneling, Publishing house for science and technology, Hanoi, 2014.
• 4. Ministry of Industry, Technical Regulations for Underground Coal and Shale Mining 18–TCN–5-2006. 2006 (in Vietnamese).
• 5. Son, N.T., Report on Surface Observation Results of Seam 9b at Mao Khe Coal Mine. Institute of Mining Science and Technology, Hanoi, 2006. (in Vietnamese)
• 6. Son, N.T. and P.V. Chung, Report on Surface Observation Results of Seam I (12) at Mong Duong Coal Mine. Institute of Mining Science and Technology, Hanoi, 2005. (in Vietnamese)
• 7. Son, N.T., P.V. Chung, and L.N. Hung, Report on Surface Observation Results of Seams 7, 8, 9 at Nam Mau Coal Mine. Institute of Mining Science and Technology, Hanoi, 2006. (in Vietnamese)
• 8. Son, N.T., P.V. Chung, and L.N. Hung, Report on Surface Observation Results of Seam 10 at Ha Lam Coal Mine. Institute of Mining Science and Technology, Hanoi, 2006. (in Vietnamese)
• 9. Center for Science and Technology Development Support, Calculation and Determination of Displacement and Deformation Boundaries on the Surface Due to Mining of Seams II.11, I.12, G9, H10 in Vu Mon and Eastern Wing Areas of Mong Duong Coal Mine. Center for Science and Technology Development Support, Hanoi, 2017. (in Vietnamese)
• 10. Institute of Mining Science and Technology, Research on Processing and Synthesizing Field Observation Results to Determine Displacement and Deformation Parameters of Rock and Soil for Several Mines in Quang Ninh Coal Basin. Final Report of the Science and Technology Project, Ministry of Industry and Trade, Hanoi, 2011. (in Vietnamese)
• 11.Asadi A., et al., Development of a new mathematical model for prediction of surface subsidence due to inclined coal-seam mining. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 2005. 105(1): p. 15-20.
• 12. Mining and Industrial Investment Consulting Joint Stock Company, Geological Cross-Section Drawing of Line III, IIIA in the Northeast Area, Scale 1/2000, Drawing H13-2DC-01-18. Mong Duong Coal Joint Stock Company, Quang Ninh, 2018. (in Vietnamese)
• 13. Hai, D.T., et al., Development and Application of Mechanization in Tunnel Excavation and Mining at Underground Coal Mines in Quang Ninh Region from 2013 to 2015, Roadmap to 2020. Final Report of the Institute of Mining Science and Technology, Hanoi, 2016. (in Vietnamese)
• 14.ВНИМИ, Правила охраны сооружений и природных обьектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторждениях. 1998: С-Петербург.
• 15.Kha, V.T. and N.Q. Long, Research on Selecting Optimal Methods for Predicting Displacement and Surface Deformation Quantities Due to Underground Coal Mining at Thong Nhat Coal Mine. Journal of Mining and Earth Sciences, 34, Hanoi, 2011. (in Vietnamese)
• 16.Long, N.Q. and L.V. Canh, An approach of determining influence boundary area due to underground mining of the seams without monitoring. Journal of Mining and Earth Sciences, 59, Hanoi, 2018. (in Vietnamese)
• 17. Long, N.Q., The method of surface deformation parameters prediction caused by underground mining in accordance with the conditions of Vietnam. 2019, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam. 18. Vietnam National Standards Institute, Vietnam Standards for Mining Surveying. 2015, Hanoi. (in Vietnamese)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2026).