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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
基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法
  • 57
  • 作者

    杨旭刘亚鹏曹安业刘耀琪王常彬赵卫卫

  • 单位

    中国矿业大学计算机科学与技术学院矿山数字化教育部工程研究中心中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

  • 摘要
    冲击地压灾害态势日渐严峻,已成为制约煤矿安全生产的关键因素,如何提高冲击地压预测准确率成为煤矿开采需要注意的重点和难点。为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测三个模块,设计了基于主成分分析和核密度估计的微震时空特征指标构建方法,在此基础之上,构建了基于深度循环神经网络的冲击地压时间预测模型,提出了基于长短期时间窗融合的冲击地压空间预测方法,从而实现了冲击地压时间-空间协同的全时空预测。此外,为了评估本文所提方法的有效性,笔者在内蒙古鄂尔多斯矿区某冲击危险工作面进行了工程应用测试,测试时间段共出现13条大于105J的大能量微震事件,在时间预测方面,对于大能量事件的时间预测结果为10个强危险、3个中等危险,并且整个测试阶段模型误报率仅为0.133。在空间预测方面,对于大能量事件的空间预测结果的分布区域为6个强危险、3个中等危险、4个弱危险。实验结果表明笔者所提出的全时空预测方法可满足工程应用的需求,研究成果可为冲击地压监测预警提供参考与借鉴。
  • 关键词

    冲击地压全时空预测微震时空特征指标深度循环神经网络

  • 文章目录
    1 方法架构
    2 微震时空特征指标
    3 冲击地压全时空预测方法
    3.1 时间预测方法
    3.1.1 数据预处理
    3.1.2 预测模型构建
    3.2 空间预测方法
    4 模型测试与工程应用
    4.1 时间预测方法评估
    4.1.1 模型训练
    4.1.2 模型测试
    4.1.3 时间预测工程应用
    4.2 空间预测方法评估
    5 结论与展望
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