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《西安科技大学》 2011年
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煤矿瓦斯监测数据发展趋势的智能预测方法研究

王晓路  
【摘要】:为了明确煤矿井下瓦斯浓度、瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出等预测器的输入主因素、降低其样本的复杂度并简化样本空间,为了确定预测器输入变量的不确定性对预测结果的影响,以及在其相关影响因素作用程度发生改变的情形下还能够进行准确的预测,本文开展了下列工作: 为了识别瓦斯浓度、瓦斯涌出量等预测器的输入主因素,提出一种与预测精度相关的预测器输入主因素的遴选算法。在一定显著水平下对增添或删除若干因素前后预测器的预测残差进行F检验,用以确定具有改进作用的增添或删除操作。遍历增添和删除的所有情形后,即可确定能获得预测器在该地质、环境等条件下的最佳输入主因素,即预测性能最大改进的主因素输入组合。 针对煤矿井下瓦斯浓度、瓦斯涌出量等时间序列往往呈现出较强的随机性和复杂性的情形,提出一种基于小波变换的瓦斯浓度、瓦斯涌出量等时间序列的预测方法。通过小波分解降低时间序列的复杂度,将小波分解后各个分量转化为具有历史特征的新样本分别进行预测,所得到结果进行综合作为最终预测结果。用时间序列分解到小波函数空间(或尺度函数空间)上的能量作为尺度能量,依据尺度能量与满足预测精度的最大误差能量的比值关系提出了小波最佳分解级数的计算方法。基于粒子群优化算法计算得到了预测模型的优化参数。 针对煤矿井下瓦斯分布具有模糊性和不确定性等特点,提出基于模糊C-均值聚类(FCM)的瓦斯浓度、瓦斯涌出量等预测方法,对样本数据进行FCM聚类分析,依据所得到的不同类别分别建立预测模型,并对样本空间的参数、预测器的参数和FCM的参数采用基于蚁群算法并以预测差残的F检验值作为适应值的方法进行了优化。 为了确定瓦斯浓度、瓦斯涌出量等预测器输入变量的不确定性对于预测结果的影响,提出基于抽样盲数的估计方法,解决了相关因素任意概率分布特性的处理问题。提出相关因素的不确定性在预测过程中的传递算法、高阶抽样盲数降阶的计算方法以及输入因素不确定性下预测器输出结果的概率分布和置信区间的计算方法。 为了在瓦斯浓度、瓦斯涌出量等的相关影响因素作用程度发生改变的情形下,还能够进行准确预测,提出了基于虚拟状态变量的、系统网络结构可以自适应的预测方法。用能够反映待预测对象的输入变量在模式识别网络输出空间上的特征响应作为虚拟状态变量。基于虚拟状态变量建立预测模型,对待预测对象进行预测。通过预测误差建立反馈机制,以此对模式识别网络的结构朝着符合待预测对象(如瓦斯涌出量)变化的方向进行调整,从而得到适合的虚拟状态变量,以适应相关影响因素作用程度的改变。 基于本文的研究成果,将上述方法应用于一些实例,对煤矿井下瓦斯浓度、瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出等进行预测,结果表明:预测性能改善显著,表明所建议的方法是可行的和有效的。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD712

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭德勇;李念友;裴大文;郑登锋;;煤与瓦斯突出预测灰色理论-神经网络方法[J];北京科技大学学报;2007年04期
2 郭德勇;范金志;马世志;王仪斌;;煤与瓦斯突出预测层次分析-模糊综合评判方法[J];北京科技大学学报;2007年07期
3 郭德勇;郑茂杰;鞠传磊;郝相龙;;采煤工作面瓦斯涌出量预测逐步回归方法[J];北京科技大学学报;2009年09期
4 王海燕,盛昭瀚;混沌时间序列相空间重构参数的选取方法[J];东南大学学报(自然科学版);2000年05期
5 吴财芳,曾勇;基于遗传神经网络的瓦斯含量预测研究[J];地学前缘;2003年01期
6 姜园,张朝阳,仇佩亮,周东方;用于数据挖掘的聚类算法[J];电子与信息学报;2005年04期
7 位爱竹;王凯;伍永生;;基于GA-BP混合算法的煤与瓦斯突出强度预测研究[J];矿业安全与环保;2006年04期
8 卢宏伟;;煤与瓦斯突出综合预测的集对分析模型与应用[J];矿业安全与环保;2007年01期
9 李大鹏;王志亮;;煤与瓦斯突出危险性预测技术的研究[J];矿业安全与环保;2007年05期
10 王建国;;煤矿生产系统危险源结构及煤矿事故预防[J];矿业安全与环保;2008年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭进平,黄宁强;矿山企业安全现状及其对策研究[J];安防科技;2004年05期
2 赵江平,崔晓红,周慈;水泥工业生产中危险有害因素的辨识、评价与控制[J];安防科技;2004年05期
3 李玲纯;田丽;;基于遗传算法和BP神经网络的短期电力负荷预测[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期
4 金学玉;瓦斯“截流抽放”快速揭煤法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
5 张霖;;桃园矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
6 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
7 汪义国;;近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
8 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
9 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
10 禹业挺;余陶;邓中;肖峻峰;;突出煤层穿层钻孔增透强化抽采瓦斯消突效果研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵千里,刘剑,杨长祥;矿井通风网络角联风路自动识别与分析[J];安全与环境学报;2001年06期
2 张宏伟,李胜,陈学华;GIS技术在瓦斯动力灾害预测中的应用[J];安全与环境学报;2002年01期
3 刘伟,陶树人;模糊综合评价在煤炭产业安全中的应用[J];安全与环境学报;2005年01期
4 桂祥友;郁钟铭;;基于模糊聚类关联分析法的煤与瓦斯突出程度分析[J];安全与环境学报;2006年04期
5 胡斌,曾学贵;不等时距灰色预测模型[J];北方交通大学学报;1998年01期
6 郭德勇,韩德馨,王新义;煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用[J];北京科技大学学报;2002年06期
7 张宏伟,李胜,袁亮,刘永庆;潘一矿煤与瓦斯突出危险性模式识别与概率预测[J];北京科技大学学报;2005年04期
8 郭德勇;李念友;裴大文;郑登锋;;煤与瓦斯突出预测灰色理论-神经网络方法[J];北京科技大学学报;2007年04期
9 郭德勇;范金志;马世志;王仪斌;;煤与瓦斯突出预测层次分析-模糊综合评判方法[J];北京科技大学学报;2007年07期
10 廖明,张文明,方湄,冯雅丽;时间序列分形特征的判别[J];北京科技大学学报;1998年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 《蒲白马村矿可控循环风试验研究》课题组;刘冠姝;;可控循环通风系统模拟试验[J];陕西煤炭;1992年03期
2 陈锡洪;龚孟君;;论瓦斯监测仪器的测量精度问题[J];广西煤炭;1995年02期
3 ;煤矿安全知识竞赛试题(矿井瓦斯)[J];煤矿安全;1997年08期
4 张永生;采煤工作面上隅角瓦斯超限原因分析及对策[J];矿山压力与顶板管理;2005年02期
5 张建国,杨善冲;综采工作面初采期间瓦斯综合治理实践[J];煤矿开采;2005年06期
6 孙和平;靳春震;;夹河煤矿控制掘进工作面瓦斯超限的做法[J];煤炭科技;2005年04期
7 方德勇;曹协;;瓦斯综合治理的有效途径[J];企业标准化;2007年03期
8 郑文;;煤矿不安全程度探讨[J];重庆职业技术学院学报;2007年01期
9 宋刚;周孟然;;基于SOPC技术的煤矿瓦斯监测系统[J];煤矿机电;2007年04期
10 张记龙;王志斌;李晓;田二明;;基于光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术[J];中北大学学报(自然科学版);2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王玉麟;王君杰;;低浓瓦斯综合利用新技术研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
2 邓鸢;陈忠宁;;充分利用瓦斯 促进我国减排目标实现[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
3 禄利刚;郭畅;程龙彪;;节能减排视角下我国瓦斯的抽采和综合利用[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年
4 吴强;张保勇;;瓦斯水合化技术研究进展[A];第七次煤炭科学技术大会文集(下册)[C];2011年
5 周新良;罗文柯;刘寿兰;陈小辉;;顺层长钻孔抽采瓦斯抽采半径数值法与钻孔负压法的对比分析研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 李宏艳;;割煤高度对综放工作面瓦斯浓度分布状态影响分析[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
7 罗大贤;;强抽采重利用,实现治理和利用的良性循环[A];煤矿安全工程实用技术新进展[C];2008年
8 朱琼;白春华;;瓦斯和煤尘浓度对混合物爆炸超压影响规律的数值模拟研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 巩和一;;合理利用煤层气,有效降低温室气体排放[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
10 李琨;王晓东;刘会景;张云生;苗琦;;瓦斯“冒大数”及其神经网络滤波器的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 田锦凡;贵州:煤矿瓦斯浓度达3%以上须告知分管副县长[N];贵州政协报;2010年
2 记者 郭东;冀中能源张矿集团宣东矿近六成瓦斯实现抽采发电[N];河北日报;2011年
3 本报记者 徐俊华 周迎久;瓦斯经氧化废物变资源[N];中国环境报;2011年
4 晋煤集团董事长、党委书记 武华太;探寻瓦斯治本之策 开发利用新型能源[N];山西日报;2011年
5 本报记者 许继楠;有感于英国采矿零死亡率[N];中国计算机报;2010年
6 万水平;让“第一杀手”为企业创利[N];中国矿业报;2010年
7 本报记者 常素莉 通讯员 薛喜忠 李志方;“恶源”经氧化 废物变资源[N];河北经济日报;2011年
8 见习记者 屈一平 柴志伟;隐患重重的国有煤矿[N];中国经济时报;2009年
9 记者 杨沛洁;国家“九七三计划”一项目落户中平能化[N];平顶山日报;2011年
10 国家安全生产监管总局、国家煤矿安监局调研组;坚持综合治理 实现安全发展[N];中国煤炭报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董丁稳;基于安全监控系统实测数据的瓦斯浓度预测预警研究[D];西安科技大学;2012年
2 罗维;双重孔隙结构煤体瓦斯解吸流动规律研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
3 陈向军;外加水分对煤的瓦斯解吸动力学特性影响研究[D];中国矿业大学;2013年
4 李建楼;声波作用下煤体瓦斯解吸与放散特征研究[D];安徽理工大学;2010年
5 李刚;瓦斯浓度的分形分析与混沌预测模型研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
6 王晟;无线传感网络节点定位与覆盖控制理论及技术研究[D];武汉理工大学;2006年
7 胡维嘉;突出瓦斯—粉煤流冲击动力效应的理论和实验研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
8 张鹏;采动影响下煤体内瓦斯运移规律实验与理论研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
9 宁齐元;分叉突出煤层上保护层开采保护特性研究[D];中国地质大学;2012年
10 王泉夫;基于WSN的工作面监控及瓦斯浓度预测关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 管玲玲;基于蓝光平台的瓦斯浓度分析的研究与实现[D];山东科技大学;2011年
2 杨静;矿用瓦斯浓度检测系统的研究与设计[D];西安工业大学;2014年
3 张燕朋;低渗煤层注气抽采瓦斯数值模拟研究[D];河南理工大学;2011年
4 闫磊;腾晖煤矿201工作面钻孔瓦斯抽采参数数值模拟及应用[D];辽宁工程技术大学;2012年
5 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
6 邢利铭;掘进巷道煤岩瓦斯流固耦合效应数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 赵国飞;无烟煤瓦斯解吸的块度效应及其电化学作用效果研究[D];太原理工大学;2013年
8 陈赞;基于RBF神经网络的瓦斯测值分析及预测应用研究[D];西安科技大学;2013年
9 余鑫;地铁隧道瓦斯光纤传感检测系统的研制[D];武汉理工大学;2010年
10 赵勇;煤吸附/解吸瓦斯的低频振动特性试验研究[D];西安科技大学;2011年
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