彬长矿区煤层采动导水裂隙带高度RF-BP模型预测对比研究
姬亚东1
刘譞1
朱开鹏1
赵春虎1
李凯2
袁晨瀚2
李盼盼2
闫鹏珍1
1.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;煤矿灾害防控全国重点实验室,陕西 西安 710077;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 7100772.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;煤矿灾害防控全国重点实验室,陕西 西安 710077;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 710077
摘要：西部黄陇侏罗系煤田煤层赋存条件一般较厚,其中彬长矿区煤层厚度平均大于 5 m,最厚可达 14 m,且常采用综放开采工艺,造成煤层顶板导水裂隙带发育厚度大且发育规律不明,矿井涌水量居高不下,严重影响矿区安全生产.为研究彬长矿区煤矿工作面开采扰动覆岩而导致的煤层顶板导水裂隙带发育高度,优选了煤层开采厚度、煤层埋深、顶板覆岩岩性、顶板构造特征、开采速度、工作面长度、采煤工艺等 7 个影响因素,通过AHP层次分析法分别计算出了上述各影响因素的权重,发现煤层开采厚度、工作面长度 2 个影响因素所占权重相对较大;通过Mat-lab对搜集的数据进行插值,使数据分布更为平滑;通过反向传播神经网络(BP)、遗传算法优化神经网络(GA-BP)、粒子群优化算法优化神经网络(PSO-BP)、随机森林(RF)算法对插值后数据进行回归拟合.研究发现,4 种方法对原始数据的拟合效果都较好,其中随机森林RF相对其他模型对原始数据的拟合具有更高的准确度,训练集和测试集的均方根误差RMSE分别为0.037 41和 0.055 16,决定系数R2 分别为 0.987 37 和 0.957 89.研究结果可为彬长矿区煤矿开采导水裂隙带发育高度的预测提供一定的参考.
关键词：导水裂隙带煤矿智能化随机森林算法BP神经网络矿井涌水
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金资助项目(2021XAYKF02)
论文发表日期：2025-07-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 175-184 )
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