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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于LC-SSA-BP神经网络模型的煤层导水断裂带高度预测及应用
  • 作者

    赵德康韩冰冯国瑞史佳波任恒辉王鹏威任培元

  • 单位

    太原理工大学矿业工程学院煤炭科学研究总院山东大学齐鲁交通学院矿山岩层控制与灾害防控山西省重点实验室山西省煤基资源绿色高效开发工程中心山西汾西矿业(集团)有限责任公司曙光煤矿

  • 摘要
    针对煤层导水断裂带高度预测精度较低、参数优化比较困难的问题,提出了一种基于Logistic混沌映射改进的麻雀搜索算法优化BP神经网络模型(LC-SSA-BP)的煤层导高的预测方法,与传统的BP神经网络模型相比,该方法收敛快、稳定性高;通过对BP神经网络的权值和阈值进行优化,提高了群体的搜索能力从而增加寻优性,使得预测性能达到最优;选择开采深度、开采厚度、覆岩结构、工作面斜长、煤层倾角作为水断裂带高度的主控因素,选取39组训练样本和4组测试样本数据,建立了LC-SSA-BP神经网络预测模型,并与BP神经网络算法进行了对比。结果表明:BP神经网络与LC-SSA-BP神经网络的最大相对误差分别为30.77%和9.05%,LC-SSA-BP神经网络的预测精度更高;应用该模型预测曙光煤矿90301工作面导水断裂带高度预测为51.6 m,与工程验证结果相比的误差值为5.1%。
  • 关键词

    矿井水害导水断裂带高度LC-SSA优化算法BP神经网络预测模型

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金青年科学基金资助项目(52104145);山西省基础研究计划资助项目(20210302124482);山西省科技重大专项揭榜资助项目(20191101016);山西省科技重大专项资助项目(20201102004);
  • 文章目录
    1 矿区概况
    2 LC-SSA-BP神经网络
    2.1 SSA-BP模型
    2.2 LC-SSA-BP优化模型
    3 导水断裂带高度预测
    3.1 样本选取及模型参数
    3.2 模型的训练和测试
    3.3 导水断裂带高度预测和工程验证
    4 结语
  • 引用格式
    赵德康,韩冰,冯国瑞,史佳波,任恒辉,王鹏威,任培元.基于LC-SSA-BP神经网络模型的煤层导水断裂带高度预测[J].煤矿安全,2023,54(05):78-83.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.05.012.
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