基于支持向量机的导水裂缝带高度预测模型

文中研究并建立了基于支持向量机(SVM)的长壁冒落开采条件下采空区顶板导水裂缝带高度非线性预测模型。首先分析了影响导水裂缝带高度的因素,搜集多个矿区的导水裂缝带高度实测资料作为训练和测试样本,将SVM模型与BP神经网络模型(BP-NN)的预测结果进行对比分析。结果表明:SVM的预测精度和稳定性相比BP-NN有较大提高,综合反映了采空区顶板导水裂缝带高度与地质采矿条件的非线性关系,是导水裂缝带高度预测的一种新思路,值得进一步研究和推广。     

坚硬顶板煤层群开采导水断裂带发育高度模拟研究

采用FLAC~(3D)数值模拟软件建立了大同矿区煤层群开采的数值模型,模拟研究了煤层群开采时覆岩导水断裂带的发育过程,分析了3-5~#煤层导水断裂带发育高度与煤厚、工作面长度的关系。模拟结果显示:坚硬顶板下近距离煤层群下行开采,随采动次数增加覆岩导水断裂带高度增加的幅度逐渐减小;随煤层厚度的增加,3-5~#煤导水断裂带高度增加,当煤厚13 m时,其增幅变大;随工作面长度的增加,3-5#煤导水断裂带高度增加,当工作面长度190 m时,导水断裂带增幅减小;煤厚为15 m时,将工作面长度缩短至180 m时可确保3-5~#煤的导水断裂不与15#煤采空区贯通。     

基于ANN的煤层顶板导水断裂带高度预测

为预测煤矿顶板导水断裂带的最大高度，分析了顶板导水断裂带发育的影响因素，提取了10个指标形成裂高预测指标体系，并收集整理了近10 a来我国24项裂高观测数据，建立了样本数据库.基于BP人工神经网络的理论及方法，建立了煤层开采工作面顶板导水断裂带高度预测模型，模型检验成功.依据计算权值，分析了各指标对裂高的影响程度，提出工作面倾斜长度、埋深对裂高影响较大并加以解释.     

基于模糊-支持向量机的煤层底板突水危险性评价

提出将模糊理论中的隶属度与支持向量机相结合的模糊-支持向量机模型,用于对煤层底板突水危险性的评价。在对肥城煤层底板突水危险性评价指标体系分析的基础上,通过对肥城矿区10个地段的样本数据训练确定最优的模型参数,并对4个测试样本进行了突水危险性评价。实验表明：该模型能够减少样本数据处理的复杂性,较好地解决小样本、非线性问题,为煤层底板突水危险性的评价提供了一种新方法。     

基于遗传-支持向量回归的煤层底板突水量预测研究

针对煤层底板突水问题的小样本、非线性特点,采用支持向量回归算法对突水量进行预测,避免了定性分析的局限性。利用遗传算法全局搜索能力的优势,提出了基于遗传算法的支持向量回归参数寻优方法,并建立煤层底板突水量预测的遗传-支持向量回归模型。该模型首先通过遗传算法对训练样本的学习,得到支持向量回归机的最优参数值,然后运用遗传-支持向量回归模型对测试样本进行突水量预测。测试结果表明：与神经网络,传统支持向量回归机的预测值相比,煤层底板突水量预测的遗传-支持向量回归模型精度高,具有较强的泛化能力。     

基于支持向量机的导水裂隙带发育高度预测

在大量实测数据的基础上探究了经验公式法的局限性并基于理论层面分析了BP神经网格法局限性。探究了支持向量机计算导水裂隙带发育高度的优势,根据43个收集到的顶板裂隙带发育高度实测数据,依照参数获取简便,与导水裂隙带发育高度相关性相对较高的原则,以采高、顶板覆岩强度以及开采方式作为特征因子,建立导水裂隙带发育高度回归模型。利用模型预测了谢桥1121工作面及白庄7507工作面导水裂隙带发育高度。结果表明:运用SVM回归模型预测导水裂隙带发育高度具有较好的可行性。     

基于关键层位置的敏东一矿导水断裂带高度预测

针对敏东一矿首采盘区顶板富水条件下的水害防治难题,根据收集到的地质钻孔柱状资料数据,采用\     

厚松散层薄基岩浅埋煤层导水断裂带高度研究

薄基岩浅埋煤层开采形成的导水断裂带易造成水资源破坏,导水断裂带高度确定是含水层免受破坏的关键。以青龙寺煤矿5-20101工作面为研究对象,采用物理相似模拟、理论计算及井下仰孔注水测漏法分析煤层开采导水断裂带发育高度。研究表明:工作面开采后采空区上方覆岩形成拱形梁结构,拱的边缘位置为拉应力区,该区域纵向切落裂缝为岩层的主要导水通道,导水断裂呈"八字形"分布;5-20101工作面导水断裂带发育高度为52.3~62 m,平均57.2,裂采比为24.2;导水断裂带发育不会与萨拉乌苏组含水层贯通,生产过程中不受含水层倒灌的威胁。     

基于微震监测和现场实测的煤层顶板导水裂缝带发育高度研究

在充分分析高庄煤矿地质资料的基础上,采用并行电法对煤层顶板岩层破裂过程进行现场监测,分析垮落带和导水断裂带的动态发育规律。分别采用孔内视电阻率法、直流电法进行超前探测、电极电流比值法进行反演解译,并将反演结果与“三下”开采规范经验公式计算结果进行对比。结果表明：高庄煤矿3_上303工作面顶板垮落带发育高度为20 m,垮采比为3.7;导水断裂带高度为54 m,裂采比为10.2;采动应力超前影响距离最大为48.6 m;现场实测结果与计算结果基本一致,动态监测反演结果真实可靠。将孔内视电阻率法和直流电法超前探测相结合,有效解决了松散层不易成孔的难题,为煤层顶板垮落带、导水断裂带发育高度监测提供了一种新方法。

     

立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型

选取表土层厚度、底板含水层厚度、底板含水层水位速降、井筒外径、井壁厚度、井筒投入使用时间6个立井井筒非采动破裂的特征属性作为判别因子,以工程实测数据作为学习样本,利用遗传算法优化支持向量机参数,建立了煤矿立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型,并对工程实例进行测试。研究结果表明,该模型预测精度高,回判估计的错误率低,为快速准确地预测立井井筒非采动破裂提供了一种新的方法和途径。     

基于微震监测的顶板导水裂隙带发育高度研究

煤层顶板导水裂隙带发育高度作为矿井的基础参数，对矿井灾害防治具有重要意义，以古汉山矿1604放顶煤工作面为研究背景，分别采用微震监测和数值模拟等手段对顶板导水裂隙带的发育高度进行研究，通过对微震系统台网布置方式进行误差分析，围绕工作面构建了三巷空间布置的微震台网，对监测结果分析表明：工作面直接顶、老顶的破坏程度远大于其上覆岩层，顶板的连续破坏区域整体呈“钝三角形”，导水裂隙带的发育高度约为75m。通过数值模拟计算得出1604工作面顶板导水裂隙带发育高度约为71m，与基于微震监测分析的结果基本吻合，为类似工作面的导水裂隙带探测提供借鉴和参考。     

导水裂隙带发育高度预测模型对比研究

为了提高导水断裂带发育高度预测的准确性,通过收集以往地质采矿条件相似地区导高实测数据,综合分析取采高、埋深、倾角及工作面斜长4个因素作为算法模型的导高主要影响因子,利用工程探测、机器学习和数值模拟相结合的方法,对采矿覆岩导水断裂的发育特征进行分析研究。通过钻孔试验以及数控摄像技术对浅埋煤层综采条件下的导水断裂带发育高度进行实测;通过构建基于自适应粒子群算法优化最小二乘支持向量机回归算法（APSO-LSSVR）和UDEC数值模拟的导高预测模型,结合实测导高数据确定华宁煤矿覆岩破坏高度计算方法。结果表明：研究区实测导水断裂带发育高度处于60.3～90.6 m;基于APSO-LSSVR算法的导高模型的预测结果与真实值的拟合优度为94.79%,均方根误差为1.652 3,预测的准确性较高,将其应用到研究区不同工作面导水断裂带高度的预测中,该模型与实测数据相比平均相对误差为1.36%,相较于传统UDEC数值模拟预测方法,其准确性相对提高了9.03%。可以看出经自适应粒子群算法优化后的支持向量机模型对于数据特征较小的数据集合处理性能较高,能够较好反映导水断裂的发育情况,可满足实际开采需求;将基于A...     

鄂尔多斯盆地深部煤层开采导水断裂带发育特征

鄂尔多斯盆地多数煤矿主采侏罗系煤层,开采条件具有大采高、大采深的特点,顶板含水层众多并严重威胁矿井安全,开展侏罗系煤层上覆顶板导水断裂带高度的研究尤为重要。以鄂尔多斯某矿为例,通过理论计算、数值模拟以及相似类比法等手段,对采空区顶板的导水断裂带的发育高度和裂采比进行预测分析。结果表明:裂采比为22.07,导水断裂带发育高度大约为154.48 m,类比所得拟合公式所预测该矿的导水断裂带高度与理论计算值误差较小。     

近距离煤层开采覆岩导水断裂带高度研究

结合某矿的实际地质条件,采用经验公式和数值模拟两种方法,对煤层开采后导水断裂带的发育情况进行了分析研究,为水体下安全开采提供科学依据,并与实际的观测结果进行比较,对所得的结果进行了评价。同时,对数值模拟结果和经验公式的计算结果进行了比较、应用,为类似条件下经验公式中综合采厚的计算公式提供了一种选择依据,弥补了经验公式的不足。     

基于人工神经网络技术的综放导水断裂带高度预计

在对综放开采条件下导水断裂带发育规律分析的基础上，将基于非线性理论的人工神经网络技术用于煤层覆岩破坏高度的预测，选取采高、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水断裂带预测模型的影响因子，建立导水断裂带高度预测模型，并在我国首个海域下综放工作面加以应用.     

基于最小二乘支持向量机的煤层底板突水量预测

针对底板突水受到多种复杂因素的影响和突水量预测可看成是非线性、高维数、有限样本的模式识别问题,提出煤层底板突水量预测的最小二乘支持向量机方法,给出预测步骤,建立了符合期望风险最小化原则的预测模型,表达了最大突水量等级与其影响因素之间的非线性关系.     

确定顶板导水型缝带高度方法的探讨

运用因素分析及回归模型优化方法，得出缓倾斜煤层开采顶板导水裂缝带高度（Ｈ）与煤层开采厚度（ΣＭ）及顶板岩层单向抗压强度的加权平均值（σ↑－）之间的最佳回归方程和相应的回归系数。该回归方程与实测资料验算对具有较高的精度，且中误差小，为煤矿提供一种预计顶板导水裂缝带高度的方法。     

应用井下仰孔分段注水观测导水断裂带高度

采空区上覆岩层导水断裂带的发育高度会直接影响煤矿安全生产。针对亭南煤矿106工作面区域地质和采矿条件,应用井下仰孔分段注水测漏法,进行详细的井下观测,获得比较准确的孔段注水漏失量数据。通过数据整理分析,得出覆岩导水断裂带的高度。为亭南煤矿综放开采预计导水断裂带高度及合理开采上限提供重要参数。     

余吾矿南五采区煤层顶板导水裂隙带高度预测研究

煤矿开采势必造成上覆岩体的运动和破坏,综采工作面导水裂隙带高度成为煤层开采上覆含水层建立水力联系的关键,制约着矿井安全开采。基于潞安集团余吾煤矿厚煤层采区矿井地质和水文地质条件,分别通过经验公式计算结果、相似材料模拟结果和计算机数值模拟结果,结合矿井相邻采区工作面导水裂隙带实测数据,采用多数据融合线性回归分析,确定南五采区导水裂隙带高度值为103.1～113.9 m,为余吾矿井安全生产和煤层顶板支护提供了科学依据和参数。