【正文】 5 剖面圖的實現(xiàn) 22222 6 礦井水位（淹沒）實現(xiàn) 33 。 在實際應用中，為了預測結果的準確度，數(shù)據(jù)去噪、缺失值處理是很重要的一環(huán)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 1 050510152025時間 /月相對誤差/%0 10 20 30 40 5002468時間 /月相對誤差均方差 圖 23 50次仿真結果分析 （ 3）討論 由圖 21，圖 21，圖 23 中，可以看出，在 45月份，由于原始數(shù)據(jù)規(guī)律性不強，所以無論是灰色、還是 BP網(wǎng)絡、 GNNM(1,1)、小波神經(jīng)網(wǎng)絡，預測結果相對于其它月份的準確率都要低一些。 )1(y 為小波神經(jīng)網(wǎng)絡預測輸出。網(wǎng)絡權值和小波基函數(shù)在參數(shù)初始化時隨機得到。筆者選取母小波基函數(shù)構成隱含層結點，網(wǎng)絡結構設為 461。由于權值、閾值隨機初始化，筆者連續(xù)仿真 50次，得到的預測結果如圖 22所示。 主要公式： nn ybybybaydtdy 1322111 ?????? ? (2) 其中， nyyy , 21 ? 為輸入?yún)?shù)， 1y 為系統(tǒng)輸出參數(shù)， 121 , ?nbbba ? 為微分方程系數(shù)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 1 050510152025時間 /月相對誤差/(%) 圖 21 2020年涌水量預測結果相對誤差 均方差為： （ ）灰色 BP 網(wǎng)絡預測模型 灰色 BP網(wǎng)絡預測模型是基于 GM預測少數(shù)據(jù)的優(yōu)點和神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒性好的特點而建立起來的混合模型，其結合方式主要有并聯(lián)型、串聯(lián)型、嵌入型、融合型，筆者選用效果相對好些的 GNNM(1,1)融合型進行計算。 （ ） 灰色預測模型 灰 色 理 論 認 為 一 切 數(shù) 據(jù) 都 有 規(guī) 律 。 用公式 (1)分析選取的 384個數(shù)據(jù)，如圖 12所示，明顯很符合煤礦的涌水量真實情況。選用小波分解式從某煤礦過去密集的數(shù) 據(jù)曲線中來觀測涌水量變換趨勢。具體實驗過程如下： （ 1）數(shù)據(jù)的選取與分析 為了更有對比性、說明性。當煤礦開采處于末期時，礦井水文地質(zhì)變化不明顯，開采量也進入較穩(wěn)定的時期，礦井涌水量相對比較平穩(wěn) [5]。開采初期開采量與涌水量一般具有較好的正相關性，雖然開采初期隨著含水層頂板不斷被打開，涌水量會發(fā)生跳躍式增長，但在較長的時間段內(nèi)開采量與涌水量仍然表現(xiàn)出較好的正相關性。一般在淺部比教明 顯，淺部開采沉陷后，裂隙導水帶直接影響到地面，既可使地表水、降水直接入滲地下，又可使淺部風化帶含水層水流速度增加，快速滲入井下，因而礦井涌水量增加 [4]。即使有人為因素的干擾，也不能改變上述幾個階段的基本規(guī)律 [3]。在初期礦井開采面積與涌水量有相互增長的規(guī)律，當開采達到一定深度后，無論開采面積是否增加，涌水量將基本保持不變，部分礦井還隨著開采深度的增加，向相反的方向發(fā)展。但到開采中期，這種關系就不明顯了，即降水增加，涌水量增加很少或不增加 [2]。 （ 4） 大氣降水及地表水對涌水量的影響 涌水量與降水量有明顯的對應關系，一般規(guī)律是：礦井開采初期降水量增大，涌水量也增加。這就是煤礦開采涌水量經(jīng)歷增大、平衡、衰減、到非常小，逐步恢復到一般變化的過程。第四，當?shù)V井開采進入末期 (停采 )，在其影響范圍內(nèi)，礦坑涌水量變小到幾乎沒有。其次，當?shù)V井開采進入中期以后，一般不會大面積揭露新的含水層，由于開采時間增長，含水層水位不斷降低，以礦井為中心的降落漏斗趨于穩(wěn)定，部分含水層為無壓，礦井涌水量靠滲入補給，處于補、徑、排平衡狀態(tài)。 （ 3） 煤礦開采階段對涌水量的影響 煤礦開采不同階段，礦井涌水量變化很大，一般可分為四個階段：首先，煤礦開采初期，即由基建到生產(chǎn)期間，揭露的含水層相對多，含水層處于飽和狀態(tài)， 含水性就強，隨著開采面積的增大，就會逐步頂板冒落，溝通裂隙導水帶，煤系頂部含水層中地下水就會直 接滲入礦坑。一般規(guī)律是地質(zhì)構造愈復雜，斷層愈多，開采煤層離斷層愈近，補給充分，則涌水量就愈大。其次 是所處的地理位置，一是煤礦平面位置與附近井、泉、河水的關系，一般離井、泉、河水近，且水利關系密切，側向補給來源大，則礦坑涌水量就大，反之則小 ； 二是開采煤層與當?shù)厍治g面及區(qū)域地下水位關系，一般是位于當?shù)厍治g面和區(qū)域地下水位以下，且補給關系密切，則涌水量大，反之則小 ； 三是與當?shù)亟邓俊⑷霛B系數(shù)大，降水可直接轉化為礦井水，煤層開采后導水裂隙帶影響到地面，則礦井涌水量就大，且季節(jié)性變化明顯，反之則小。 影響涌水量的條件 煤礦 涌水量也受多種條件影響，主要有： （ 1） 水文地質(zhì)條件對涌水量的影響 [1] 礦井水文地質(zhì)條件是影響礦井排水量的關鍵因素，其中包括含水層厚度、富水性、節(jié)理、裂隙、巖溶發(fā)育程度和補給來源。 Ts 值應當根據(jù)本區(qū)資料確定，一般情況下，在具有構造破壞的地段按 ，隔水層完整無斷裂構造破壞地段按 。計算公式： ? 第一種情況：掘進巷道底板隔水層 tLtKp ??? 22p2 (51) 式中 p—— 底板隔水層能夠承受的安全水壓， MPa； t—— 隔水層厚度， m； L—— 巷道寬度， m； ? —— 底板隔水層的平均重度 ， MN/m3； Kp—— 底板隔水層的平均抗拉強度， MPa。 帶壓系統(tǒng)實現(xiàn)方法 依據(jù)文獻 [10]上帶壓系數(shù)公式， MPT? 其中： P 為煤層承受 （安全 ？ ） 的水頭壓力； M 為 煤層的隔水層厚度。 軟件實現(xiàn) 擬實現(xiàn)方法，依靠 matlab 強大的計算機能力，計算結果，傳給 C函數(shù)， C與 GIS 融合，動態(tài)生成底板保護層破壞深度等值線圖?；?歸 結果類似下圖 ： 明顯損傷底板破壞深度的計算 由幾何損傷原理啟發(fā)，實踐證明，當原始底板受到明顯損傷破壞時，在同樣的礦山壓力作用下，采場底板破壞深度要比式 (31)的計算結果大?！罢?guī)方程”采用列主元素高斯消去求解法。 注：這些參數(shù)由煤礦提供或在做地質(zhì)分析時取得。在計算保護層破壞深度時，主要考慮無明顯損傷底板破壞深度、明顯損傷底板破壞深度兩部分。 4．“五圖雙系數(shù)法”的流程， 參 見下圖。 突水系數(shù)： 另一系數(shù)是“突水系數(shù)”，是“有效保護層厚度”與作用其上的水頭值之比。 第五圖 ： 最后根據(jù)有效保護層的存在與否和厚度大小，依照 “ 雙系數(shù) ” 和 “ 三級判別 ” 綜合分析，即可繪制帶壓開采技術的最重要圖件 “ 帶水頭壓力開采評價圖 ” 。它是真正具有阻抗水頭壓力能力且起安全保護作用的部分。根據(jù)計算繪制 “ 煤層底板上的水頭等值線圖 ” 。據(jù)此繪制 “ 底板保護層厚度等值線圖 ” 。 第二圖 ： 煤層底面至隔水層頂面之間的這段巖層稱之為 “ 底板保護層 ” 。 1.“ 五圖 ” 概念和意義如下： 第一圖 ： 在工作面回采過程中，由于礦壓等因素綜合作用的結果，在煤層底板產(chǎn)生一定深度的破壞，這種破壞后的巖層具有導水能力，故稱之為 “ 導水破壞深度 ” ，通過實驗和計算可以獲得該值的分布狀況。 “五圖”是指： 底板保護層破壞深度等值線圖、底板保護層厚度等值線圖、煤層底板以上 水頭等值線圖、有效保護層厚度等值線圖、帶壓開采評價圖?！? 五圖雙系數(shù)法 概念 及意義 [8] 帶壓開采：是指在具有承壓水壓力的含水層上進行的采煤。 ③ 巖石抗壓強度為 飽和單軸極限強度。） 巖石抗壓強度 （