基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的面域相結合的煤與瓦斯突出預測模型及其應用研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是煤礦主要事故之一。在對歷年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析中可以看出，在世界范圍內(nèi)，我國是發(fā)生煤與瓦斯突出最多的國家，約占到全世界的三分之一。煤與瓦斯突出不僅嚴重地影響著我國煤炭安全生產(chǎn)，而且還嚴重威脅著礦工生命安全，并造成重大經(jīng)濟損失。因此，準確預測預報煤與瓦斯突出事故具有重要的意義。
　　由于目前人們對煤與瓦斯突出機理認識還不完善、還不能完全采用單一物理量指標，運用解析的方法準確預測煤與瓦斯突出。因此，為了改善我國煤與瓦斯突出事故

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

3、測方法的不足之處，闡述了煤與瓦斯突出面域化預測方法研究的必要性以及現(xiàn)實意義。
　　2.分析了傳統(tǒng)預測指標的缺陷及影響煤與瓦斯突出的影響因素，提出了面域化相關聯(lián)的新的煤與瓦斯突出預測指標體系。預測中運用變化率代替指標值來剔除量綱對預測結果準確性的影響，變化率相較于指標值更能反映對突出的影響性；增添了一些現(xiàn)場容易直接測量而又未被采納的預測指標；運用主成分分析法對指標體系進行了預處理，消除了各指標間的相關性。
　　3.BP神經(jīng)網(wǎng)絡

4、在煤與瓦斯突出面域化預測中易陷入局部最小值、收斂速度慢、網(wǎng)絡不穩(wěn)定，總結了部分學者的改進方案，分析了各方法的利弊之處，提出了利用改進磷蝦算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的思想，建立了基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的采掘工作面區(qū)域內(nèi)的煤與瓦斯突出預測模型。
　　4.根據(jù)西坡煤礦4+5號煤層一采區(qū)突出預測指標實測值，基于PCA-AKH-BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測了采掘工作面的突出危險性，預測結果與實際一致。與傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型相比較，本文提出的基