基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的面域相結(jié)合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是煤礦主要事故之一。在對(duì)歷年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析中可以看出，在世界范圍內(nèi)，我國(guó)是發(fā)生煤與瓦斯突出最多的國(guó)家，約占到全世界的三分之一。煤與瓦斯突出不僅嚴(yán)重地影響著我國(guó)煤炭安全生產(chǎn)，而且還嚴(yán)重威脅著礦工生命安全，并造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤與瓦斯突出事故具有重要的意義。
　　由于目前人們對(duì)煤與瓦斯突出機(jī)理認(rèn)識(shí)還不完善、還不能完全采用單一物理量指標(biāo)，運(yùn)用解析的方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出。因此，為了改善我國(guó)煤與瓦斯突出事故

2、多發(fā)的現(xiàn)狀，提高突出預(yù)測(cè)精度，本文從目前人們對(duì)突出機(jī)理的基本認(rèn)識(shí)及影響突出的基本因素出發(fā)，并結(jié)合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中規(guī)定的區(qū)域（域）預(yù)測(cè)方法與工作面（面）預(yù)測(cè)方法及其指標(biāo)體系，提出了新的預(yù)測(cè)指標(biāo)體系和基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法，即面域相結(jié)合的采掘工作面煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)新方法。主要研究結(jié)論如下：
　　1.概括了現(xiàn)階段主流的煤與瓦斯突出機(jī)理，總結(jié)了煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀，分析了部分現(xiàn)有假說和預(yù)

3、測(cè)方法的不足之處，闡述了煤與瓦斯突出面域化預(yù)測(cè)方法研究的必要性以及現(xiàn)實(shí)意義。
　　2.分析了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)指標(biāo)的缺陷及影響煤與瓦斯突出的影響因素，提出了面域化相關(guān)聯(lián)的新的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)指標(biāo)體系。預(yù)測(cè)中運(yùn)用變化率代替指標(biāo)值來剔除量綱對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，變化率相較于指標(biāo)值更能反映對(duì)突出的影響性；增添了一些現(xiàn)場(chǎng)容易直接測(cè)量而又未被采納的預(yù)測(cè)指標(biāo)；運(yùn)用主成分分析法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行了預(yù)處理，消除了各指標(biāo)間的相關(guān)性。
　　3.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4、在煤與瓦斯突出面域化預(yù)測(cè)中易陷入局部最小值、收斂速度慢、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，總結(jié)了部分學(xué)者的改進(jìn)方案，分析了各方法的利弊之處，提出了利用改進(jìn)磷蝦算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的思想，建立了基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的采掘工作面區(qū)域內(nèi)的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型。
　　4.根據(jù)西坡煤礦4+5號(hào)煤層一采區(qū)突出預(yù)測(cè)指標(biāo)實(shí)測(cè)值，基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)了采掘工作面的突出危險(xiǎn)性，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際一致。與傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型相比較，本文提出的基