煤岩破裂过程中多参量前兆特征分析

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1、中图分类号：TD324论文编号：2017311103UDC：密级：公开硕士学位论文煤岩破裂过程中多参量前兆特征分析作者姓名：李朋园学科名称：控制工程研究方向：检测技术及智能装置学习单位：华北理工大学学制：2.5年提交日期：2017年12月4号申请学位类别：工程硕士导师姓名：刘晓悦教授单位：华北理工大学电气工程学院杜学强高工单位：唐山阿诺达自动化有限公司论文评阅人：匿名单位：匿名单位：论文答辩日期：2018年3月3日答辩委员会主席：杨春稳正高工关键词：煤岩失稳；电磁辐射；红外辐射；多源信息融合；果蝇算法优化广义回归神经网络唐山华北理工大

2、学2018年3月Multi-parameterprecursorcharacteristicsanalysisintheprocessofcoalandrockfailureDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringByLiPengyuan(ControlEngineering)ProfessorLiuXiaoy

3、ueSupervisor:DuXueqiangMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论

4、文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：□自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要冲击地压是在进行采矿、掘进等工程活动时造成的动力现象，是矿山开采带来的一种动力学灾害。由于地质构造、地质运动及所受各种采矿活动扰动的复杂性，而且动力学过程具有较强的非线性，利用单一信号特征对其进行预测分析并不能准确地反映冲击地压现象。因此对煤岩破裂过程中多参量前兆特

5、征进行多源信息融合来提高预测的准确性对于指导煤矿安全生产具有重要的意义。分析研究了声发射信号、电磁辐射信号以及红外辐射温度值的变化规律，发现在加载初期，声发射信号随着荷载增加不断变强，但在灾害发生前会有一个幅值的局部低值，而在失稳后又明显上升。电磁辐射幅度经历增大-极大值-减小-极小值-再次增大的过程。煤岩失稳破坏时红外辐射温度升高，随后，红外辐射的温度逐渐降低，表面平均温度会经历先升高然后再降低的过程。然后利用一种煤岩灾害多参量综合指标预测方法，根据三种信号幅值计算三种指标的单项危险指数并确定各自权重，进而求得综合危险指数来评判灾害

6、的危险等级。最后基于果蝇算法（FOA）优化广义回归神经网络（GRNN）的方法，利用果蝇的嗅觉随机觅食，求出果蝇个体坐标与原点之间的距离并计算倒数，进而求出味道浓度判定值（S），并代入到GRNN的SPREAD参数中，使GRNN的输出值与实测值之间的均方根误差（RMSE）越小越好，保留最优S值作为GRNN的SPREAD值，并按照该方法进行迭代寻优。然后以声发射幅值、电磁辐射幅值以及红外辐射温度值为GRNN的输入变量，以根据三种信号融合后求得的综合危险指数为输出，最终建立了基于FOA-GRNN的冲击地压预测模型，预测结果显示无漏报，能够准确

7、地反映冲击地压现象。图21幅；表6个；参60篇。关键词：煤岩失稳；电磁辐射；红外辐射；多源信息融合；果蝇算法优化广义回归神经网络分类号：TD324-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractRockburstwasakindofdynamicphenomenonofrockmassinducedbyengineeringactivitiessuchasminingandexcavation,whichwasakindofdynamicaldisasterscausedbymining.Duetothecomplexityofgeol

8、ogicalstructure,geologicalmovementandperturbationscausedbyvariousminingactivities,andthedynamicprocesshadstron