煤田地质与勘探

北大核心,CA,JST,EI,CSCD扩展版

国内刊号:61-1155/P

国际刊号:1001-1986

煤田地质与勘探杂志2024年第10期:基于高斯混合模型的采煤工作面冲击危险性评价

发布日期:

作者:崔峰, 李宜霏, 贾冲, 陆长亮, 何仕凤, 张随林, 田梦琪,

关键词:高斯混合模型, 概率密度分布法, 聚类分析, 冲击危险性评价, 动力灾害预警,

目的深入了解声发射或微震能量分布所蕴含的概率学信息,对于工作面回采过程中的冲击危险性评价具有重要意义。方法以陕西大佛寺煤矿4号煤层40111工作面作为工程背景,运用物理相似模拟实验、理论分析、现场监测等相关方法进行分析,研究了声发射监测数据在回采过程中的演化规律,阐明了声发射能量概率分布呈现波动性的物理意义,提出了基于高斯混合模型(Gaussian minture model,GMM)及置信区间的冲击危险性评价指标模型,并由现场微震数据进行验证。结果和结论结果表明:回采过程中上覆岩层周期性垮落并伴随声发射能量的集中释放。总能量的概率密度函数呈现多自由度的非对称分布,通过对比残差平方和等多项拟合效果指标,确定高斯混合模型为最佳拟合模型。基于EM(expectation maximization)算法的GMM聚类分析,将声发射事件总能量分布划分为两类:高频低能型和低频高能型,其中低频高能型与冲击事件的突发性和高能量破坏特征一致。依据概率−能量梯度变化特征,对工作面开采过程中冲击危险性进行了评估。研究成果为采煤工作面冲击危险性评价提供了概率学上的创新思路,具有在冲击地压监测预警及后续防治中的潜在应用价值。

来源:2024年第10期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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