矿井涌水对大气降水响应的非线性研究

矿井涌水量是煤矿安全生产的一个重要基础性指标,深部矿井涌水量与地表水、地下水之间的定量关系一直是水文过程研究的一个难点问题。本文采用Mann-Kendall检验法、R/S分析法、GM(1,2)模型和现场分析等方法,以平煤七矿为例,研究矿井涌水量对降水量变化的响应。结果表明:降水量序列Hurst指数为0.367 7,该序列具有反持续性,其平均循环周期为5个月;涌水量序列Hurst指数为0.897 3,该序列具有正持续性,其平均循环周期为20个月;降水量对矿井涌水量的影响滞后1.5～3个月。以此为基础建立矿井涌水量的GM(1,2)预测模型,预测精度达到了94.25%。该模型对同类型矿井涌水量预测具有借鉴价值。     

矿井涌水量重标极差法等维预测模型

目前,矿井涌水量预测方法较多,但预测效果并不十分理想.为了提高预测的精度和速度,鉴于重标极差法对复杂系统演变分析和预测具有的独特优势,建立基于MATLAB的重标极差法涌水量等维预测模型,采用试算法确定涌水量时间序列的后续最佳取值.利用平顶山天安煤业股份有限公司八矿的涌水量资料对模型进行验证,结果表明:该矿涌水量时间序列的Hurst指数H=0.968,涌水量序列均具有很强的持续性;平均循环周期为17个月;建立的模型预测精度达到了98.43％,说明此模型对该矿涌水量的预测十分有效.利用MATLAB软件编写的重标极差法预测涌水量的程序,避开了繁琐的计算,提高了预测速度和精度.     

矿井涌水量灰色GM(1,2)预测模型

基于矿井涌水量序列具有明显的随机性和灰色特征,建立涌水量GM(1,2)预测模型,以克服灰色GM(1,1)模型对于随机波动大的长序列预测效果差的缺点。以王行庄煤矿为例,针对2012年7月至2013年12月王行庄煤矿18个月的涌水量资料,考虑与之密切相关的L7-8灰岩含水层水位降深,建立了矿井涌水量GM(1,2)预测模型;预测了2014年1—4月的涌水量;并与GM(1,1)预测模型进行模型精度与预测精度的比较。结果表明:GM(1,2)模型的预测精度达到了97.44%,GM(1,1)模型的预测精度为92.60%,GM(1,2)模型明显提高了矿井涌水量的预测精度。     

矿井涌水量的中长期混沌预测

针对目前采煤矿井涌水量预测模型误差较大的问题,利用混沌理论对矿井涌水量进行混沌特征辨识,在此基础上,建立矿井涌水量中长期混沌预测模型。以平煤十二矿为例,对矿井涌水量序列(时间尺度为月)进行分析,其中最大Lyapunov指数为0.161 1,大于0,说明该序列具有混沌特征。计算了时间延迟(τ=12月)和嵌入维数(m=9),对涌水量序列进行相空间重构,建立了矿井涌水量中长期混沌预测模型(预测周期为6个月)。与实测结果对比,模型的预测精度达到了99.37%。该预测模型为矿山多季度安全生产计划的制定及水害防治提供了科学依据。     

煤矿井下涌水量灰色灾变预测

利用灰色灾变理论,对韩王矿历年矿井涌水量资料进行了分析、整理．建立了煤矿井下涌水量灰色灾变时间预测模型,并对矿井灾害涌水量发生时间进行了预测．预测精度较高,结果符合实际要求,为煤矿井下水害防治提供了一种有效的方法．     

煤矿井下涌水量灰色灾变预测

利用灰色灾变理论,对韩王矿历年矿井涌水量资料进行了分析、整理.建立了煤矿井下涌水量灰色灾变时间预测模型,并对矿井灾害涌水量发生时间进行了预测.预测精度较高,结果符合实际要求,为煤矿井下水害防治提供了一种有效的方法.     

R/S-BP网络耦合模型及其在年径流预测中的应用

由一维径流序列构建的BP网络模型输入因子(输入层结点数)的确定至今尚无明确定论,R/S分析法能度量前期径流对当前径流的有效影响时长(拟周期),基于此构建了基于R/S分析法的BP网络预测模型——R/S-BP网络耦合模型。该模型由R/S分析法识别径流序列的拟周期,以当前径流为界将拟周期内的前期径流作为BP网络输入的待选因子,优选后得到模型的输入因子,从而构建BP网络并进行径流预测。将R/S-BP网络耦合模型应用于釜溪河流域年径流预测中,并与两种常规BP网络模型的应用结果进行对比分析。结果表明,釜溪河流域年径流序列存在13 a的拟周期;R/S-BP网络耦合模型的预测效果优于常规BP网络模型;R/S分析法可为BP网络筛选输入因子提供科学依据,减少人为选择的不确定性;R/S-BP网络耦合模型用于年径流预测是可行的。     

基于线性回归与重标极差R/S法的年平均流量变化趋势分析

采用重标极差R/S法寻找年平均流量序列的变异点,对序列进行分割,然后运用线性回归法分析年平均流量分割样本序列变化趋势,利用R/S法求出分形Hurst指数并分析序列的持久性或反持久性特征,最后综合两者的结果分析序列未来的变化趋势特征。并以某站年平均流量序列为例进行分析,结果表明:基于线性回归与重标极差R/S法的年平均流量变化趋势分析方法可行。     

灰色系统理论在韩王矿最大涌水量预测中的应用

矿井最大涌水量的科学预测是煤矿水害防治的前提条件． 本文应用灰色控制系统理论, 对韩王矿近十几年来矿井涌水量进行分析、整理, 建立了ＧＭ （１ , １） 预测模型, 对韩王矿最大涌水量进行了预测, 预测精度较高, 不失为矿井最大涌水量科学计算的有效方法,为矿井最大涌水量科学计算提供了可知的依据     

灰色系统理论在韩王矿最大涌水量预测中的应用

矿井最大涌水量的科学预测是煤矿水害防治的前提条件.本文应用灰色控制系统理论,对韩王矿近十几年来矿井涌水量进行分析、整理,建立了GM(1,1)预测模型,对韩王矿最大涌水量进行了预测,预测精度较高,不失为矿井最大涌水量科学计算的有效方法,为矿井最大涌水量科学计算提供了可知的依据.