基于CT-GRNN模型的采场顶板位移预测.pdf

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1、第35卷第6期V035No6矿冶工程20l5年12，jMININGANDMETALLURGICALENGⅡEERINGDecember2015基于CT．GRNN模型的采场顶板位移预测①李小贝，戴兴国，王新民，康虔，赵彬，(1．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083；2．中国五矿集团公司五矿勘查开发有限公司，北京100010)摘要：将混沌学理论与广义神经网络相结合构建了基于CT—GRNN的采场顶板位移预测模型。首先应用Matlab混沌工具箱，埘顶板位移数据进行混沌判别，得出顶板位移数据混沌时间序列的特点，进而对顶板位移

2、数据进行相空间重构，最后采用广义回归神经网络对采场顶板位移进行预测。以新桥矿El5、E27采场顶板位移预测为例，CT—GRNN模型的预测误差分别为2．1％和2．6％，相比传统BP神经网络预测(预测误差分别为5．7％和4．8％)，精度得到大幅度提高，可作为采场顶板位移预测的一种新手段。关键词：采矿；位移预测；采场顶板；相空间重构；广义回归神经网络中图分类号：TD853文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．06．007文章编号：0253—6099(2015)06—0030-05Predi

3、ctionofStopeRoofDisplacementBasedonCT·GRNNLIXiao-bei，DAIXing—guo，WANGXin—min，KANGQian，ZHAOBin’(1．SchoolQ，。ResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；2．MinmetalsExplorationandDevelopmentCompanyLimited，ChinaMinmetalsCorporation，Bei

4、jing100010，China)Abstract：ThechaostheorycombinedwithGRNNwasadoptedtoestablishamodeltopredictthestoperoofdisplacement．TheMatlabtoolboxforchaoticsystemwasfirstlyusedforchaosidentificationofroofdisplacementdata，resultinginthechaotictimeorder．Thenthephase—spacereconstru

5、ctionwasusedtoanalyzethedataandpredictthedisplacementofstoperoofalongwithGRNN．ByapplyingthisnewmodeltopredicttheroofdisplacementofEl5andE27stopesinXinqiaoMine，itisfoundthatCT—GRNNmodelhasgreatimprovementinpredictionaccuracycomparedwithBPNeuralNetwork，withpredictione

6、rrorreducedfrom5．7％and4．8％to2．1％and2．6％，respectively．Thusitcanberegardedasanewapproachforstoperoofdisplacementprediction．Keywords：mining；displacementprediction；stoperoof；phase—spacereconstruction；GRNN在各类矿山事故中，顶板事故属于多发事故之一，系统，其受到内部非线性因素及外部随机因素的共同分析发生这些事故的原因，主要是在矿山生产中

7、缺乏作用，表现出相对确定性，即存在随机性。根据这一特有效的监测及预测手段J。采场顶板稳定性是一个征，可用具有混沌特征的动力系统模型来简化该系统涉及到复杂的岩土体物理力学性质、复杂的失效机理、的演化过程。复杂的影响因素的系统工程。然而，研究人员目前对混沌学理论(ChaosTheory，CT)是一种用于系统顶板沉降的研究大部分都停留在获取原始监测数据稳定性演化分析的哲学方法，采用质性思考与量化分上，只是根据类似矿山经验，结合测量值变化曲线的形析的手段，分析和预测多变量因素控制的动态非线性态判断顶板的稳定性，并未对顶板位移做出定量的

8、预系统的变化状态。针对复杂的非线性混沌系统，混沌测，具有较大的主观依赖性，预警效果存在一定的局限学理论能够通过量化的方法将问题简单化，相对于其他性[。理论方法有不可替代的优越性。近年来，很多学者将混采场进行回采时，现场与外界存在着物质和能量沌理论引入到地压、交通量等非线性系统