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主成分分析与改进PSO-BP神经网络的下沉系数预测

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测绘科学 2023年第2期48卷 124-130,147页

作者：娄高中谭毅白二虎安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳455000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

针对BP神经网络预测下沉系数时易陷入局部极小以及下沉系数影响因素间存在一定相关性的问题,该文提出了一种基于主成分分析(PCA)和模拟退火—粒子群优化算法(SAPSO)优化BP神经网络的下沉系数预测模型。该模型首先采用PCA对下沉系数影响... 详细信息

针对BP神经网络预测下沉系数时易陷入局部极小以及下沉系数影响因素间存在一定相关性的问题,该文提出了一种基于主成分分析(PCA)和模拟退火—粒子群优化算法(SAPSO)优化BP神经网络的下沉系数预测模型。该模型首先采用PCA对下沉系数影响因素进行降维,消除其所包含的冗余信息;然后利用SAPSO优化BP神经网络的权值与阈值;最后使用训练样本训练模型,利用训练后的模型预测5组测试样本的下沉系数,并对比分析SAPSO-BP、PSO-BP和BP神经网络模型的预测结果。实验结果表明:基于PCA-SAPSO-BP神经网络的下沉系数预测模型的预测值与实际值最为吻合,其平均绝对误差、平均绝对百分比误差及均方根误差相比SAPSO-BP、PSO-BP和BP神经网络模型显著降低,可以有效提高下沉系数预测的准确性。

关键词：主成分分析模拟退火粒子群优化算法 BP神经网络下沉系数

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基于组合权重的地表下沉系数预测研究

煤炭科学技术 2021年

作者：栾元重纪赵磊崔诏梁耀东山东科技大学测绘科学与工程学院黑龙江第三测绘工程院

基于煤矿开采地表下沉系数影响因素众多且各类影响因素间存在着不确定性和非线性等复杂关系，导致地表下沉系数预测工作极为困难。为了解决地表下沉系数难以准确预测的问题和提高预测精度，根据国内35个矿区的实测地表移动观测站数据，... 详细信息

基于煤矿开采地表下沉系数影响因素众多且各类影响因素间存在着不确定性和非线性等复杂关系，导致地表下沉系数预测工作极为困难。为了解决地表下沉系数难以准确预测的问题和提高预测精度，根据国内35个矿区的实测地表移动观测站数据，构建地表下沉系数预测模型。采用灰色关联度分析和主成分分析相结合的方法求取地表下沉系数影响因素的组合权重，根据组合权重对地表移动观测站数据中的地表下沉系数影响因素进行排序，获得影响地表下沉系数的主要影响因素，并以此提出一种地表下沉系数预测分析的BP神经网络模型。结果表明：松散层厚度、推进速度、平均采深和倾向宽深比的组合权重更大，是地表下沉系数的主要影响因素；由地表下沉系数主要影响因素建立的地表下沉系数BP神经网络预测模型的预测精度高，其绝对误差范围为-0.069～0.040，平均相对误差可以达到7.179%，与实测值极其接近。模型预测精度能够满足基本的工程需要，是地表下沉系数准确预测的一种可行方法。

关键词：下沉系数灰色关联度分析主成分分析组合权重 BP神经网络

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基于岩体破裂规律的下沉系数变化

煤炭学报 2013年第6期38卷 977-981页

作者：张广伟李凤明李树志邓喀中中国煤炭科工集团有限公司煤炭科学研究总院北京100013 中国煤炭科工集团有限公司唐山研究院河北唐山063012 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

采动岩体是一个运动变化的过程,根据其结构演化特征,建立了岩体运动破坏模型。而后根据采动岩体的运动破断规律,研究了岩体下沉系数衰减指数与单位长度断裂块数间的相互关系,并进一步根据现场矿压观测资料,回归出了不同岩性岩体垮落步... 详细信息

采动岩体是一个运动变化的过程,根据其结构演化特征,建立了岩体运动破坏模型。而后根据采动岩体的运动破断规律,研究了岩体下沉系数衰减指数与单位长度断裂块数间的相互关系,并进一步根据现场矿压观测资料,回归出了不同岩性岩体垮落步距与采深之间的函数关系,进而通过推导得出了下沉系数与采深和岩性影响系数间的关系式。计算结果表明:下沉系数随着采深的增大而减小,近似呈负对数关系;不同岩性条件下沉系数也不相同,岩性越硬,下沉系数越小,岩性越软,下沉系数越大。

关键词：岩体破裂规律下沉系数采深衰减指数

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陕北矿区煤层开采地表下沉系数研究

煤矿安全 2020年第12期51卷 244-249页

作者：刘晨光刘洋贺圣林方刚梁向阳黄浩中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054 陕西小保当矿业有限公司陕西榆林719000

为解决陕北矿区浅埋煤层开采地表下沉系数比较难确定这一问题,基于陕北矿区不同地形地貌条件下煤层开采的地表岩移参数的分析,得出了影响该矿区地表下沉系数的3个主要影响因素,即基采比JC、基载比JZ及坡体稳定性系数G。以JC、JZ为自变量... 详细信息

为解决陕北矿区浅埋煤层开采地表下沉系数比较难确定这一问题,基于陕北矿区不同地形地貌条件下煤层开采的地表岩移参数的分析,得出了影响该矿区地表下沉系数的3个主要影响因素,即基采比JC、基载比JZ及坡体稳定性系数G。以JC、JZ为自变量,结合地形地貌以分段函数的形式,分别给出了地表下沉系数表达式。研究结果表明:黄土沟壑区地表下沉系数计算以基载比为主,且应考虑坡体高度与黄土覆盖层整体厚度的比例;沙土平原地区地表下沉系数计算以基采比为主,地表下沉量为水平地表下沉量。通过工程实例,验证了以基采比、基载比为自变量的地表下沉系数分段函数表达式的可靠性。

关键词：下沉系数基采比基载比坡体稳定性分段函数

基于GRA-PCA-BP神经网络模型的地表下沉系数预测分析

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中国科技论文 2020年第9期15卷 993-997,1004页

作者：栾元重纪赵磊梁耀东李增鑫于健山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590

针对煤矿开采地表下沉系数难以准确预计的难题,基于国内41个矿区的地表移动观测站数据,建立基于灰色关联度分析(grey relation analysis,GRA)和主成分分析(principal component analysis,PCA)的GRA-PCA-BP神经网络预测模型,对地表下沉... 详细信息

针对煤矿开采地表下沉系数难以准确预计的难题,基于国内41个矿区的地表移动观测站数据,建立基于灰色关联度分析(grey relation analysis,GRA)和主成分分析(principal component analysis,PCA)的GRA-PCA-BP神经网络预测模型,对地表下沉系数进行预测分析。运用GRA筛选出地表下沉系数的主要影响因素,对筛选出的主要影响因素进行PCA,消除因素间的冗余信息并降低数据维度,起到简化网络结构的作用,并在此基础上进行模型预测对比分析。结果表明:与传统的BP神经网络模型和GRA-BP模型相比,GRA-PCA-BP模型的网络泛化能力和预测精度更优,预测结果的平均相对误差为6.841%,与实测值更为接近,是地表下沉系数准确预计的又一种可行方法。

关键词：主成分分析灰色关联度分析 BP神经网络下沉系数

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高充填率开采地表下沉系数研究

测绘与空间地理信息 2022年第1期45卷 5-9页

作者：张兆江李玉淋李明张丽媛河北工程大学矿业与测绘工程学院河北邯郸056038 河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心河北邯郸056038 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为解决“三下”压煤问题,本文以邯矿集团亨健煤矿2515工作面为研究对象,对现场进行实测,计算地表实测下沉系数;采用文克儿地基假设方法,对比分析了不同开采方法采空区上覆岩层破断规律。结果表明:采用全部垮落法开采,推进距离等于直接... 详细信息

为解决“三下”压煤问题,本文以邯矿集团亨健煤矿2515工作面为研究对象,对现场进行实测,计算地表实测下沉系数;采用文克儿地基假设方法,对比分析了不同开采方法采空区上覆岩层破断规律。结果表明:采用全部垮落法开采,推进距离等于直接顶的极限跨距(l=25.7 m)时极限挠度约为1.057 m,随着工作面推进,直接顶出现破碎;采用高充填率充填开采,充填距离等于25.7 m时,直接顶的极限挠度约为530 mm,出现“接顶”现象,等效采高远远小于直接顶和老顶的极限挠度,从而极大地抑制了直接顶、老顶的破碎和其他岩层的断裂和离层发育。现场实测与理论分析表明:高充填率充填开采条件下,以等效采高为采厚,地表下沉系数较全部垮落法增加15%左右。

关键词：下沉系数上覆岩层等效采高挠度

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黄土沟壑区下斜交叠置开采地表下沉系数研究

矿业安全与环保 2016年第5期43卷 54-57页

作者：赵兵朝刘飞凡奋元王建文候恩科刘浪张杰西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西神木719300 西安科技大学地质与环境工程学院陕西西安710054

受黄土沟壑区坡体稳定性的影响,地表下沉系数动态变化,导致地表下沉系数难以确定。为了研究上下两工作面斜交叠置开采及黄土沟壑地形影响的下沉系数,以陕北柠条塔煤矿N1114和N1206工作面开采叠置区为研究对象,给出了叠置区地表观测站的... 详细信息

受黄土沟壑区坡体稳定性的影响,地表下沉系数动态变化,导致地表下沉系数难以确定。为了研究上下两工作面斜交叠置开采及黄土沟壑地形影响的下沉系数,以陕北柠条塔煤矿N1114和N1206工作面开采叠置区为研究对象,给出了叠置区地表观测站的布置方法,利用开采损害预计评价系统软件及黄土沟壑区坡体稳定性分析,提出了一种确定黄土沟壑区下斜交叠置开采地表下沉系数的方法,并结合工程实例验证了该方法的可行性,研究成果可为今后黄土沟壑区开采地表下沉系数分析及确定提供科学依据。

关键词：黄土沟壑区叠置区下沉系数重复采动

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特大圆形锚碇沉井下沉系数和稳定系数研究

世界桥梁 2016年第1期44卷 35-39页

作者：邓友生刘华飞时一波肖本林黄峰吴鹏湖北工业大学土木工程与建筑学院湖北武汉430068 中铁大桥局集团第六工程有限公司湖北武汉430100

为了解特大圆形锚碇沉井下沉施工中下沉系数和稳定系数变化规律,以武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇高43m、外径66m的沉井基础为背景,运用太沙基理论对3次接高与3次下沉的不排水沉井施工方案各工况进行稳定性验算。结果表明:在前2次沉井下沉过... 详细信息

为了解特大圆形锚碇沉井下沉施工中下沉系数和稳定系数变化规律,以武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇高43m、外径66m的沉井基础为背景,运用太沙基理论对3次接高与3次下沉的不排水沉井施工方案各工况进行稳定性验算。结果表明:在前2次沉井下沉过程中,其下沉系数较大,下沉较容易;第3次下沉过程中,其下沉系数减小,下沉较困难,须采取相应助沉措施。沉井的正面阻力和侧摩阻力在各下沉工况下均随着沉井的下沉深度呈线性增加,且正面阻力在沉井节段接高稳定工况下增幅达到最大,在刃脚踏面支承工况下增幅最小,稳定性均满足要求。

关键词：鹦鹉洲长江大桥锚碇沉井下沉系数稳定系数正面阻力侧摩阻力有限元法

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基于GA-SVM的条带开采下沉系数预测

煤炭技术 2016年第5期35卷 89-91页

作者：陈宏念谭志祥高明章刘玮璞中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116 兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿山东兖州272102

将遗传算法(GA)与支持向量机(SVM)相结合,采用GA算法优化SVM变量因子,通过对条带开采地表下沉系数的主要影响因素进行分析,建立了基于GA-SVM的条带开采地表下沉系数预测模型,解决了条带开采下沉系数预测误差较大的问题。

关键词：遗传算法支持向量机条带开采下沉系数