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基于GWO-Elman神经网络的底板突水预测

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煤炭学报 2020年第7期45卷 2455-2463页

作者：施龙青张荣遨徐东晶李越邱梅高卫富山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东科技大学资源与土木工程系山东泰安271000

我国是世界最大的煤炭生产国和消费国,特别是在我国的华北地区,煤炭储量非常丰富,但由于华北地区的水文地质条件复杂,煤炭实际生产过程中事故频发,特别是煤层底板突水事故,一旦发生往往会造成较为严重的人员伤亡和财产损失。因此煤层底... 详细信息

我国是世界最大的煤炭生产国和消费国,特别是在我国的华北地区,煤炭储量非常丰富,但由于华北地区的水文地质条件复杂,煤炭实际生产过程中事故频发,特别是煤层底板突水事故,一旦发生往往会造成较为严重的人员伤亡和财产损失。因此煤层底板突水预测已经成为煤矿安全生产领域研究的重点。山东巨野煤田红旗煤矿是典型的华北型煤田,其主要可采煤层3煤层平均厚度5.48 m,实际生产过程中受底板突水威胁严重,在矿井的建设及生产过程中多次出现底板突水。为了对3煤层进行底板突水预测,在分析收集红旗煤矿相关矿井水文地质资料的基础上,选取断裂分维值、取心率、隔水层厚度、单位涌水量、渗透系数、底板含水层总厚度、承压含水层水压共7个因素,作为进行底板突水预测的主要影响因素;以现场实际数据为输入样本,通过灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)得到Elman神经网络优化的最佳权重和阈值,分别为18.7482和0.014435,之后建立相应的GWO-Elman神经网络底板突水预测模型;在此基础上通过测试样本输入模型验证,结果准确率达到100%,再用熵值法确定权重的脆弱性指数法进行对比,证明神经网络模型准确度更高,可以用于工程实际。最后,利用所建立的神经网络模型对2个未开采工作面进行了底板突水预测,将预测结果指导矿井实际安全生产。

关键词：底板突水灰狼优化算法 Elman神经网络熵值法华北型煤田

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空间点所属空间体的距离判别法分析

测绘科学 2016年第6期41卷 40-43,112页

作者：相诗尧邢会敏徐东晶中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

针对空间直角坐标系下空间点所属空间体的判定问题,该文提出一种采用距离判别法进行分析研究的方法。基于空间点的特点以及距离判别法的基本原理,通过建立一种以空间点的x、y、z坐标为判别因子,以马氏距离为判别距离的空间点所属性距离... 详细信息

针对空间直角坐标系下空间点所属空间体的判定问题,该文提出一种采用距离判别法进行分析研究的方法。基于空间点的特点以及距离判别法的基本原理,通过建立一种以空间点的x、y、z坐标为判别因子,以马氏距离为判别距离的空间点所属性距离判别分析模型来完成对该问题的判定,并采用训练样本回代法和总体均值向量假设检验来验正该模型。通过40个训练样本的回代结果和两总体均值向量假设检验结果,证明了该方法的合理性和有效性。运用该模型,对4个待判样本进行判别,判别结果与真实情况一致,同时也证明了该方法的可行性。

关键词：马氏距离距离判别法空间直角坐标系空间点判别因子

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大跨度深埋煤层导水裂隙带高度数值模拟研究

矿业研究与开发 2013年第3期33卷 67-70页

作者：刘涛徐东晶付青孙红华山东省煤田地质局物探测量队山东泰安市271021 山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东科技大学地质科学与工程学院山东青岛市266590

针对龙固井田1301N工作面大采深、大跨度的回采地质条件,采用三维数值模拟软件Flac3D,分析了3煤层开采时工作面顶板的垂直应力及塑性区分布等特征,对其导水裂隙带发育高度进行了模拟研究,发现140m工作面跨度是导水裂隙带从缓慢发育、循... 详细信息

针对龙固井田1301N工作面大采深、大跨度的回采地质条件,采用三维数值模拟软件Flac3D,分析了3煤层开采时工作面顶板的垂直应力及塑性区分布等特征,对其导水裂隙带发育高度进行了模拟研究,发现140m工作面跨度是导水裂隙带从缓慢发育、循序渐进向充分、快速发育的分界点;将Flac3D模拟结果与RFPA软件模拟的高度、实测高度比较、分析,发现对于龙固井田及与其类似地质条件的井田,Flac3D比RFPA模拟的结果更贴近实际,且平均误差小,在矿井安全生产中具有较大的应用价值。

关键词：导水裂隙带大跨度数值模拟深埋煤层

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采场底板破坏深度计算公式的改进

煤炭学报 2013年第A2期38卷 299-303页

作者：施龙青徐东晶邱梅景行孙红华山东科技大学山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266590 山东科技大学地质科学与工程学院山东青岛266590

针对煤矿开采底板破坏的问题,在总结全国典型煤矿底板破坏深度实测资料的基础上,通过Matlab软件及Excel中的函数分析功能,综合分析了煤层采深、煤层倾角、煤层采厚、工作面斜长、底板抗破坏能力及有无切穿行断层或破碎带等6个影响因子... 详细信息

针对煤矿开采底板破坏的问题,在总结全国典型煤矿底板破坏深度实测资料的基础上,通过Matlab软件及Excel中的函数分析功能,综合分析了煤层采深、煤层倾角、煤层采厚、工作面斜长、底板抗破坏能力及有无切穿行断层或破碎带等6个影响因子与底板破坏深度的关系,利用多元线性回归分析对规程计算公式进行了改进,将改进的线性公式进行非线性曲线的拟合及预测分析,得到了预测准确度更高的非线性回归修正公式,经过比较分析规程经验公式、线性回归改进公式及非线性回归修正公式对底板破坏深度的预测值与实测数据的误差,发现线性回归改进公式和非线性回归修正公式具有更高的预测能力,而且非线性回归修正公式预测准确度最高,误差范围相对较小,在底板破坏深度预测中具有相对较高的应用价值。

关键词：底板破坏深度多元回归相关性经验公式

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基于多元回归分析法预测断层防隔水煤柱宽度

煤炭科学技术 2013年第6期41卷 108-110,113页

作者：施龙青徐东晶邱梅景行刘磊山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266590 山东科技大学地质科学与工程学院山东青岛266590

为了获得在煤柱留设研究中相对比较准确的预测公式,基于多元回归分析法,在总结全国各典型煤矿断层防隔水煤柱相关资料的基础上,以水头压力、煤层厚度、安全系数、煤体抗拉强度为主要影响因子,研究了煤矿断层防隔水煤柱的留设宽度预测,利... 详细信息

为了获得在煤柱留设研究中相对比较准确的预测公式,基于多元回归分析法,在总结全国各典型煤矿断层防隔水煤柱相关资料的基础上,以水头压力、煤层厚度、安全系数、煤体抗拉强度为主要影响因子,研究了煤矿断层防隔水煤柱的留设宽度预测,利用Matlab软件绘制散点图,并对其进行了多元线性回归和多元非线性回归分析,得到了煤柱留设宽度的非线性预测公式。通过煤矿实例对公式进行验证,并与经验公式比较,结果表明多元回归分析生成的预测模型具有较高的精确度。

关键词：多元回归分析煤柱留设宽度散点图断层

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基于BP神经网络的矿井小构造预测

煤矿安全 2013年第2期44卷 50-52,56页

作者：徐东晶施龙青邱梅孙祺刘磊山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266590 山东科技大学地质科学与工程学院山东青岛266590

阐述了矿井小断层水平延展长度预测BP网络模型的构建、训练及模拟方法,在总结小断层落差、断层的走向、断层的倾角及断层的倾向等影响因素的基础上,结合赵官井田主采7#煤层典型样本数据,运用Matlab软件来建立网络预测模型,并对该煤层271... 详细信息

阐述了矿井小断层水平延展长度预测BP网络模型的构建、训练及模拟方法,在总结小断层落差、断层的走向、断层的倾角及断层的倾向等影响因素的基础上,结合赵官井田主采7#煤层典型样本数据,运用Matlab软件来建立网络预测模型,并对该煤层2713和2712 2个工作面的小断层水平延展长度进行预测,发现该网络模型的预测结果与实测结果更接近。

关键词： BP神经网络构造预测 Matlab软件

基于PCA_Fuzzy_PSO_SVC的底板突水危险性评价

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煤炭学报 2015年第1期40卷 167-171页

作者：施龙青谭希鹏王娟季小凯牛超徐东晶山东科技大学山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266590 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

为解决煤层底板突水预测难题,提出了基于主成分分析、模糊数学、粒子群算法以及支持向量机分类的底板突水危险性评价模型,模型以支持向量机分类为基础,通过主成分分析将多种影响底板突水的因子归纳为构造主成分、水文地质主成分、煤层... 详细信息

为解决煤层底板突水预测难题,提出了基于主成分分析、模糊数学、粒子群算法以及支持向量机分类的底板突水危险性评价模型,模型以支持向量机分类为基础,通过主成分分析将多种影响底板突水的因子归纳为构造主成分、水文地质主成分、煤层信息主成分及开采条件主成分,其中构造主成分及水文地质主成分为影响底板是否突水的最主要控制因素,模糊化主成分因子,利用粒子群算法优化支持向量机分类参数,根据已有数据资料建立了评价模型,并将该模型应用于实际中,得到了准确的预测结果,为底板突水危险性评价提供了一种新的方法。

关键词：底板突水危险性评价主成分分析模糊数学粒子群算法支持向量机

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基于GIS的露天煤矿多源空间数据管理系统

工矿自动化 2015年第12期41卷 1-4页

作者：相诗尧陈宜金徐东晶中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

根据露天煤矿的生产运营特点,选择出矿区矢量数据、遥感影像数据、CAD数据、三维模型数据、矿车路线数据、标记位置数据和监控位置数据等7种多源异构的矿区空间数据,结合GIS组件式开发和空间信息可视化技术建立了矿区空间数据库,设计开... 详细信息

根据露天煤矿的生产运营特点,选择出矿区矢量数据、遥感影像数据、CAD数据、三维模型数据、矿车路线数据、标记位置数据和监控位置数据等7种多源异构的矿区空间数据,结合GIS组件式开发和空间信息可视化技术建立了矿区空间数据库,设计开发了露天煤矿多源空间数据管理系统,实现了对矿区空间数据的可视化集成管理。实际应用结果表明,该系统具有数据存储方便、管理便捷、数据利用率高的特点,可为矿区的管理和生产提供便利和支持。

关键词：露天煤矿空间数据 GIS 可视化集成管理

AHP-Fisher判别法在工作面安全开采评价中的应用

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煤炭技术 2016年第10期35卷 18-20页

作者：徐东晶牛超相诗尧许乐中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 西安科技大学地质与环境学院西安710054

为更好地评判工作面能否实现安全开采,在系统收集现场煤矿开采底板突水资料的基础上,不仅采用突水系数、含水层富水性作为评价指标,还将突水水源按照其自新至老及其组合方式进行了分类并作为其中一个评价因子。采用单一Fisher评判和AHP... 详细信息

为更好地评判工作面能否实现安全开采,在系统收集现场煤矿开采底板突水资料的基础上,不仅采用突水系数、含水层富水性作为评价指标,还将突水水源按照其自新至老及其组合方式进行了分类并作为其中一个评价因子。采用单一Fisher评判和AHP赋权-Fisher评判方法建立工作面安全开采底板危险性评价模型并进行了对比,发现经过AHP赋权后的样本数据类内分布更加密集,其Fisher评判模型比单一的Fisherr评判模型具有更高的可信度。

关键词： Fisher评判底板突水层次分析