基于混沌時(shí)間序列的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)研究.pdf

1、影響瓦斯涌出量的因素眾多,且各因素之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜、隨機(jī)干擾成分多,其涌出規(guī)律是一個(gè)動(dòng)態(tài)的非線性變化過(guò)程,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量存在較大困難。為簡(jiǎn)化問(wèn)題復(fù)雜性,許多學(xué)者將瓦斯涌出量與煤的埋藏深度、煤的厚度、煤層內(nèi)瓦斯壓力等影響因素之間視為線性關(guān)系,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論、類比法、線性回歸等方法進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)研究,較少對(duì)瓦斯涌出量的非線性變化過(guò)程進(jìn)行考慮。此外,這些方法的共同特點(diǎn)是先建立數(shù)據(jù)序列的主觀模型進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)。隨著混沌科學(xué)的發(fā)展

2、,使得可不必事先建立主觀模型,也不必考慮各影響因素之間的關(guān)系,而是根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的數(shù)據(jù)序列本身計(jì)算出來(lái)的客觀規(guī)律選擇預(yù)測(cè)模型,這樣可以避免人為主觀性,提高預(yù)測(cè)的精度和可信度。
　　本文利用混沌時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè),通過(guò)選取合適的時(shí)間延遲t和嵌入維數(shù)m,對(duì)原始瓦斯涌出量的時(shí)間序列進(jìn)行了相空間重構(gòu)。通過(guò)計(jì)算 Lyapunov指數(shù)來(lái)進(jìn)行瓦斯涌出量系統(tǒng)的混沌性識(shí)別。同時(shí)將時(shí)間序列子列的相關(guān)積分的計(jì)算式進(jìn)行了改進(jìn),解決了C-C算

3、法中子列相關(guān)積分的舍入誤差在計(jì)算過(guò)程中被強(qiáng)化擴(kuò)大的問(wèn)題。對(duì)G-P算法的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化,解決了該算法中由于鄰域半徑選擇的盲目性而造成計(jì)算量偏大的問(wèn)題。將灰色理論中關(guān)聯(lián)度的概念引入到一階加權(quán)預(yù)測(cè)模型,使得預(yù)測(cè)機(jī)理更科學(xué)合理。利用改進(jìn)后的方法對(duì)某煤礦掘進(jìn)工作面三個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行了瓦斯涌出量時(shí)間序列分析預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,瓦斯涌出系統(tǒng)具有混沌性,采用混沌時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法,對(duì)瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)是可行的,且對(duì)混沌時(shí)間序列預(yù)測(cè)算法中的某些參數(shù)的算法進(jìn)行改