基于混沌时序预测方法的冲击地压预测研究

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1、第25卷第5期岩石力学与工程学报Vol.25No.52006年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2006基于混沌时序预测方法的冲击地压预测研究蒋金泉，李洪(山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室，山东泰安271019)摘要：冲击地压的预测研究通常是通过监测对冲击地压的发生、发展过程比较敏感的指标来进行的，监测指标值的大小和变化规律是进行预测的基础，监测数据在未来一定时期的峰值变化和走势变化规律对于预测过程具有重要意义。首先，通过对互信息和伪

2、邻近点数的计算，确定观测序列的延迟时间和嵌入维数等相空间重构参数；然后，在对观测序列相空间重构的基础上，运用一阶局域近似法和基于最大Lyapunov指数法等混沌预测方法对冲击地压工作面的观测时间序列进行数学建模，并与传统的数理统计预测方法进行对比分析；最后，用实例对冲击危险区域的电磁辐射序列及顶板下沉速度序列等进行预测运算和分析，其结果表明，运用混沌理论的预测方法可达到较高的预测精度。关键词：采矿工程；混沌；冲击地压；预测；Lyapunov指数中图分类号：TD32文献标识码：A文章编号：1000–691

3、5(2006)05–0889–07STUDYONROCKBURSTFORECASTWITHFORECASTMETHODBASEDONCHAOTICTIMESERIESJIANGJinquan，LIHong(KeyLaboratoryofMineDisasterPreventionandControl，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Taian，Shandong271019，China)Abstract：Theforecaststudyonrockburs

4、tiscarriedoutbymonitoringsomeindiceswhicharesensitivetothedevelopingprocessofrockburst.Thevaluesandchangingrulesofthemonitoringindicesarethefoundationstoforecastrockburst；andthechangingrulesofpeakvaluesandtrendinfutureofmonitoringdatahaveimportantmeaning

5、tothemonitoringprocess.Theforecastmodelconsidersthatthemonitoringseriesofrockburstisevokedbyrandomfactors；andthetheoryofrandomprocessesisusedtosimulatethemovementrulesofthesystem.Thedevelopingprocessofrockbursthasitsownrulesandcharacteristics.Themonitori

6、ngseriesistheexteriorbehaviorofthesystematicvariablesinthecourseofthedevelopmentofrockburst；andthetheoryofrandomprocessesisn′tadapttoforecastingthetimeseriesofrockburst.Basedonthereconstructionofphasespaceofmonitoringseries，themonitoringdataofelectromagn

7、eticemissiononworkingfaceofrockburstareforecastedbythemethodsofone-orderapproximationandLyapunovexponent.Theresultsarecomparedwithonesgainedbymathematicalstatisticsmethodandshowthatthepredictionmethodsbasedonchaotictheoryhavehigherforecastprecision.Keywo

8、rds：miningengineering；chaos；rockburst；prediction；Lyapunovexponent弹性能以突然、急剧、猛烈的形式释放，造成围岩1引言破坏、设备损坏和人员伤亡的矿山动力现象之一。随着开采深度的增加，冲击地压日益成为矿井最为冲击地压是矿山开采过程中聚积在煤岩体中的严重的自然灾害。冲击地压以其发生原因复杂、影收稿日期：2004–10–26；修回日期：2005–04–04基金项目：教育部骨干教师资助计