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矿井涌水量混沌特征与预测

地球科学（中国地质大学学报） 2009年第2期34卷 258-262页

作者：杨永国陈玉华中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

由于受到水文地质、矿井开采等因素的影响,矿井地下水系统的演化不仅具有确定性也具有随机性,采用单一的确定性方法或随机性方法都难以揭示矿井地下水系统演化的两面性.混沌理论将确定性分析方法和随机性分析方法两者实现了统一.矿井涌... 详细信息

由于受到水文地质、矿井开采等因素的影响,矿井地下水系统的演化不仅具有确定性也具有随机性,采用单一的确定性方法或随机性方法都难以揭示矿井地下水系统演化的两面性.混沌理论将确定性分析方法和随机性分析方法两者实现了统一.矿井涌水量时间序列是地下水系统中各要素相互作用的结果,它包含着该动力系统的信息.基于刘桥二矿水文地质背景分析,采用混沌时间序列分析方法对该矿的矿井涌水量时间序列进行建模、分析,得出了其Lyapunov指数为0.1427,表明刘桥二矿涌水量具有混沌特征.利用建立的模型,选择2004年4月至2005年2月间的矿井涌水量时间序列进行验证,结果表明,利用混沌时间序列分析方法预测矿井涌水量是可行的且具有较高的精度.

关键词：刘桥二矿混沌时间序列矿井涌水量预测

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矿井涌水量的灰色马尔可夫预报模型

煤炭学报 2000年第1期25卷 71-75页

作者：钱家忠朱学愚吴剑锋潘国营南京大学地球科学系江苏南京210093 焦作工学院河南焦作454000

将灰色系统理论与离散状态的马尔可夫链理论相结合,提出了灰色马尔可夫预报模型以预报矿井涌水量.该模型针对灰色数据系列首先建立GM(1,1)模型进行趋势预测,然后利用马尔可夫状态概率转移矩阵预报方法对其预测值进行二次拟合,可提高波... 详细信息

将灰色系统理论与离散状态的马尔可夫链理论相结合,提出了灰色马尔可夫预报模型以预报矿井涌水量.该模型针对灰色数据系列首先建立GM(1,1)模型进行趋势预测,然后利用马尔可夫状态概率转移矩阵预报方法对其预测值进行二次拟合,可提高波动性较大的随机变量的预报精度.实例计算表明:灰色马尔可夫预报模型精度明显高于GM(1,1)模型及GM(1,1)残差修正模型.该结论拓宽了灰色预报模型的应用范围,为矿井涌水量的科学预报提供了一种新方法.

关键词：灰色系统可尔可夫链马尔可夫模型矿井涌水量

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矿井涌水量预测方法的改进及结果准确性判定

煤炭科学技术 2020年第8期48卷 229-236页

作者：贺晓浪蒲治国丁湘段东伟中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

针对当前矿井涌水量(包括正常涌水量、最大涌水量)、疏放水量概念认识模糊、界定不清,涌水量预测结果与实际水量差距较大、难以精细化以及预测结果准确性判定存在歧义的问题,综合当前各类规范以及相关研究成果,提出了矿井涌水量的3重属... 详细信息

针对当前矿井涌水量(包括正常涌水量、最大涌水量)、疏放水量概念认识模糊、界定不清,涌水量预测结果与实际水量差距较大、难以精细化以及预测结果准确性判定存在歧义的问题,综合当前各类规范以及相关研究成果,提出了矿井涌水量的3重属性特征:统计属性、水文属性和生产属性。在此基础之上,探讨了矿井涌水量的基本定义,将矿井涌水量概化为充水水源与充水通道综合作用的结果,重点结合充水通道的动态变化特征以及含水层与采动空间之间的补给关系,阐述了"大井法"预测过程中的精细水量构成以及计算方法,提出了利用"同频率放大法"改进水文地质比拟法,得到涌水量预测动态曲线的过程;将时间序列分析和水文地质比拟相结合提高预测步长(即预测周期),增强时间序列分析法的适用性。比较了矿井正常涌水量、最大涌水量与预测正常涌水量、最大涌水量在各类规范、文献中的定义与煤矿防治水实践过程中的统计差异,总结了对涌水量预测结果认识存在分歧、忽视了涌水量预测的技术条件是当前矿井涌水量预测结果准确性判定存在的主要问题;论述了矿井涌水量预测结果准确性判定的绝对差值法和相对差值法2类基本判定方法,并以涌水量预测的主要功能为导向,提出了涌水量准确性判定的经济型、安全型、偏离型的分级标准,通过对比分析说明了2类方法的优缺点;提出在矿井涌水量准确性判断的实际应用过程中应当综结合2类方法进行综合判定的技术思路。通过统一技术背景,可实现矿井涌水量的预测、实际涌水量的统计、预测结果准确性判定在技术上的全过程闭环,进一步完善矿井水害防治的技术体系。

关键词：矿井涌水量涌水量预测准确性判定煤矿防治水

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矿井涌水量时间序列的频谱分析及应用

湘潭矿业学院学报 2000年第4期15卷 7-11页

作者：肖江唐依民王齐仁湘潭工学院土木工程系湖南湘潭411201

阐述了频谱分析方法的基本原理 ,分别计算了矿井涌水量和降雨量的自谱以及它们的互谱 ,给出了隐含周期的检验方法和谱平滑的一般方法 .研究实例表明 ,频谱分析能较好地确定矿井涌水量时间序列的周期性和相关关系 ,为揭示矿区地下水系统... 详细信息

阐述了频谱分析方法的基本原理 ,分别计算了矿井涌水量和降雨量的自谱以及它们的互谱 ,给出了隐含周期的检验方法和谱平滑的一般方法 .研究实例表明 ,频谱分析能较好地确定矿井涌水量时间序列的周期性和相关关系 ,为揭示矿区地下水系统的内在机理、矿井涌水量预测及控制提供定量依据 .图 3,参

关键词：矿井涌水量时间序列频谱分析周期性滞后性矿区水文地质

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矿井涌水量时间序列分析的域重新标度法

煤炭学报 2000年第1期25卷 66-70页

作者：唐依民肖江湘潭工学院沉积矿产研究所湖南湘潭411201

分析了分数维布朗运动与约瑟夫效应之间的内在联系,讨论了霍斯特指数H的理论意义和实际计算方法.以此为基础,提出了矿井涌水量时间序列分析的域重新标度法.并对6个不同矿井的实测涌水量时间序列进行了计算,验证了该方法在提取矿井涌水... 详细信息

分析了分数维布朗运动与约瑟夫效应之间的内在联系,讨论了霍斯特指数H的理论意义和实际计算方法.以此为基础,提出了矿井涌水量时间序列分析的域重新标度法.并对6个不同矿井的实测涌水量时间序列进行了计算,验证了该方法在提取矿井涌水量中所具有的分形特征信息是有效和可靠的.

关键词：矿井涌水量域重新标度法分形时间序列

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矿井涌水量时间序列ARIMA预测模型

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2015年第7期34卷 785-790页

作者：安欣贾进章辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105

为对矿井涌水量进行准确预测,以矿井涌水量历史时序数据为基础,提出一种综合自回归移动平均模型.建模时首先需要对涌水量时间序列进行平稳化处理,根据拖尾、截尾情况及BIC数值初步确定一个模型,进行参数估计、假设检验,并作出必要调整,... 详细信息

为对矿井涌水量进行准确预测,以矿井涌水量历史时序数据为基础,提出一种综合自回归移动平均模型.建模时首先需要对涌水量时间序列进行平稳化处理,根据拖尾、截尾情况及BIC数值初步确定一个模型,进行参数估计、假设检验,并作出必要调整,反复循环,直至获得较为满意的ARIMA模型.以东欢坨矿1991年1月到2014年4月月度涌水量进行实验分析,最终建立了ARIMA(1,1,1)预测模型,利用该模型进行预测,最大误差为2.1829%,最小误差仅为0.2885%,模型精度较高,能够很好地满足实际工程需要.研究结果表明:ARIMA模型对矿井涌水量短期预测是可行的.

关键词：矿井涌水量 ARIMA模型时间序列安全工程煤矿

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王河煤矿矿井涌水量数值模拟及预测

地球科学（中国地质大学学报） 2011年第4期36卷 755-760页

作者：李平郭会荣吴孔军靳孟贵李学问中国地质大学环境学院湖北武汉430074 河南省地质测绘总院河南郑州450006

针对岩溶充水矿井涌水量数值模拟中边界条件概化和非均质性刻画难题,采用分别建立区域模型和局部模型的方法解决边界概化问题,运用信息复合技术刻画岩溶介质的非均质性.以具有完整水文地质边界的荥巩矿区为计算区建立区域模型,以区域模... 详细信息

针对岩溶充水矿井涌水量数值模拟中边界条件概化和非均质性刻画难题,采用分别建立区域模型和局部模型的方法解决边界概化问题,运用信息复合技术刻画岩溶介质的非均质性.以具有完整水文地质边界的荥巩矿区为计算区建立区域模型,以区域模型计算出的流量作为边界条件建立王河煤矿矿井涌水量模拟模型(局部模型).在充分分析钻孔、构造、突水、物探等资料的基础上,运用信息复合技术对煤矿充水含水层进行垂向和平面参数分区.在此基础上,利用GMS建立了精细的王河煤矿涌水量模拟模型.利用该模型预测了不同开采工作面的矿井正常涌水量和最大涌水量.结果表明,开采111070、113090、113110、113120工作面时,正常涌水量分别为490、350、560、590 m3/h,最大涌水量分别为690、490、790、830 m3/h.预测结果可为矿山设计部门确定开采方案、布置排水设备和制定防治水措施提供科学依据.

关键词：矿井涌水量数值模拟区域模型局部模型地下水煤矿

基于云理论与加权马尔可夫模型的矿井涌水量预测

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第6期43卷 2308-2315页

作者：谢道文施式亮中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的既考虑模糊性又考虑随机性的云加权马尔可夫预测模型。其过程为:首先,利用云理论对矿井涌水量状态概念进行云划分,通过X条件云发生器确定训练样本各年份涌水量所属状态;由于云模型具有模糊和随机特... 详细信息

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的既考虑模糊性又考虑随机性的云加权马尔可夫预测模型。其过程为:首先,利用云理论对矿井涌水量状态概念进行云划分,通过X条件云发生器确定训练样本各年份涌水量所属状态;由于云模型具有模糊和随机特性,同一样本属性值通过X条件云发生器时,输出不同的状态,从而形成不同情形下的马尔可夫状态空间,为此,根据各种情形出现的频数,确定各自的权重。然后,应用加权马尔可夫预测法,计算各种情形下预测样本所属状态的概率矩阵,加权求和得到最终的预测概率矩阵,并根据最大隶属度原则,确定预测样本所属状态。最后,以河南鹤壁四矿1982—1999年的矿井涌水量时间序列作为训练样本,采用所建立的云加权马尔可夫预测模型,对2000—2001年的矿井涌水量所属状态进行预测,研究结果表明:2000年和2001年的涌水量预测状态同为状态5,属涌水量较少年份,与其实际状态相一致。

关键词：云模型加权马尔可夫矿井涌水量

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基于分形和支持向量机矿井涌水量的预测

煤炭学报 2010年第5期35卷 806-810页

作者：黄存捍冯涛王卫军刘辉中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测... 详细信息

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测模型。将河南鹤壁四矿1982—1997年的矿井涌水量作为时间序列的训练样本,在Matlab环境下,利用所建立的预测模型预测不同嵌入维数时2000和2001年的矿井涌水量。结果表明:与其他维数相比,当嵌入维数为4时,井筒涌水量的预测值误差最小,预测精度最高。为检验该方法预测的可靠性,分别将不同维数下井筒、巷道和工作面涌水量1988—2001年的预测值与观测值进行对比,发现预测值与观测值较一致。

关键词：分形支持向量机矿井涌水量相空间重构