1、我國(guó)是世界上煤與瓦斯突出災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,具有突出礦井多、分布范圍廣、始突深度淺,突出強(qiáng)度大等一系列問(wèn)題。由于尚未認(rèn)清煤與瓦斯突出機(jī)理,故完全杜絕煤與瓦斯突出發(fā)生還不太可能。盡管目前國(guó)內(nèi)外在局部檢測(cè)與解危措施方面的研究已近成熟,但在防治煤與瓦斯突出的實(shí)施方面存在很大的難度。大量的事實(shí)表明,重特大的突出事故大多發(fā)生在煤巷掘進(jìn)工作面,所以研究掘進(jìn)工作面非接觸式動(dòng)態(tài)連續(xù)的煤與瓦斯突出預(yù)警方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　首先,本文從瓦斯

2、在煤層中的流動(dòng)理論出發(fā),得出掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量與煤層瓦斯含量、瓦斯壓力、煤層透氣性、地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān),由此得出瓦斯突出與工作面瓦斯涌出量的復(fù)雜特性密切相關(guān)。
　　其次,利用Taken的相空間重構(gòu)理論來(lái)分析工作面瓦斯涌出時(shí)間序列的動(dòng)力學(xué)模型。相空間重構(gòu)參數(shù)的選取,文中采用了微熵率最小原則,最終確定所研究實(shí)例的幾個(gè)嵌入維數(shù)均大于8,說(shuō)明工作面瓦斯涌出動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)高維的復(fù)雜系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,利用功率譜與Poincare截面定性

3、分析工作面瓦斯涌出量時(shí)間序列數(shù)據(jù)具有混沌特性。針對(duì)實(shí)際時(shí)間序列長(zhǎng)度有限且噪聲未知的情況,在定量混沌特性分析中,提出了基于NLSR的LLE的求取,和基于FCM的關(guān)聯(lián)維數(shù)的求取。為了進(jìn)一步驗(yàn)證所提方法的有效性,利用確定的混沌時(shí)間序列Logistic和Hénon系統(tǒng)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證,之后將所提算法用于實(shí)際時(shí)間序列混沌特性判別。LLE的求取結(jié)果進(jìn)一步確定了工作面的瓦斯時(shí)間序列數(shù)據(jù)具有混沌特性。關(guān)聯(lián)維數(shù)的確定也進(jìn)一步驗(yàn)證了前面嵌入維數(shù)求取的正確。<

4、br>　　第三,引入Hurst指數(shù)來(lái)分析時(shí)間序列的長(zhǎng)程相關(guān)性,并針對(duì)傳統(tǒng)的R/S分析法存在的缺點(diǎn),引入了V/S分析法來(lái)求其長(zhǎng)程趨勢(shì)特性,同時(shí)文中引入有效關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)一步分析長(zhǎng)程特性。最終得出幾組實(shí)際的瓦斯時(shí)間序列數(shù)據(jù)的Hurst指數(shù)范圍介于0.6301到0.9137,其有效關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度范圍為101.415到102.134。結(jié)果表明:工作面瓦斯時(shí)間序列具有長(zhǎng)程正向趨勢(shì)特性,而且未發(fā)生突出時(shí)的瓦斯時(shí)間序列數(shù)據(jù)正向長(zhǎng)程相關(guān)性要強(qiáng)于已發(fā)生突出時(shí)的數(shù)

5、據(jù)。
　　最后,提出利用Bayesian推理框架下的LS-SVM回歸模型對(duì)工作面瓦斯涌出量時(shí)間序列進(jìn)行了多步預(yù)測(cè)。進(jìn)一步地為了提高模型的魯棒性,針對(duì)此BayesianLS-SVM對(duì)異常點(diǎn)的敏感而引入了BWLS-SVM。文中引入四個(gè)誤差指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)所有給出模型的預(yù)測(cè)效果。由于在預(yù)測(cè)函數(shù)中自變量的更新值使用的是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),所以所提方法均可較好地實(shí)現(xiàn)多步預(yù)測(cè),而且預(yù)測(cè)誤差也較小。為了進(jìn)一步說(shuō)明所提多步預(yù)測(cè)方法的效果,文中給出在Bayesia