冲击地压监测系统设计与危险性预测研究

摘要

冲击地压是煤矿事故中一个重要组成部分。我国冲击地压矿井数量多、分布广,冲击地压的发生次数随着煤矿开采深度的增加而变得频繁。但相比其它煤矿事故,人们对冲击地压的认识普遍不足。因而对其进行预测研究具有重要的现实意义。本文从实际监测和理论推断两个角度对冲击地压预测进行研究,主要内容分为以下三个部分:
　　(1)针对目前地音监测系统组网方式和实时性的不足,设计了基于LM3S9B96处理器的地音变送器,采用lwIP协议传输数据。地音变送器的这种数据传输方式不受距离的限制从而解决了传输问题。同时该地音变送器具有较高的采样精度和良好的实时性。
　　(2)传统的最小二乘法在对冲击地压震源定位时易受误差影响,定位结果跟实际震源位置相差很大,为此,在牛顿迭代法的基础上,提出了基于最小二乘的逆Broyden秩1迭代法。该方法克服了牛顿迭代法运算复杂度高和对初始值敏感的缺点,预测精度比传统的最小二乘法有明显提高。
　　(3)针对当前冲击地压危险性预测方法代价损失较大的不足,从代价敏感角度出发,提出了基于级联模型的代价敏感分类算法。通过与样本加权法、阈值移动法以及采样法等对冲击地压危险等级进行预测后发现,考虑代价敏感的预测结果其代价损失较之未考虑代价敏感的方法得到降低,特别是基于级联模型的代价敏感分类算法性能更优。

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图表清单

缩略词

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2当前研究现状

1.3本文主要内容

第二章 地音变送器设计

2.1地音监测技术概述

2.2地音变送器系统结构

2.3地音变送器硬件设计

2.4地音变送器软件设计

2.5地音变送器系统测试

2.6本章小结

第三章 冲击地压定位算法研究

3.1冲击地压定位原理

3.2最小二乘定位法

3.3牛顿迭代法

3.4基于最小二乘的逆Broyden秩1迭代法

3.5实验与结果

3.6本章小结

第四章 冲击地压危险性预测研究

4.1支持向量机

4.2代价敏感问题

4.3代价敏感经典算法及其推广

4.4实验与结果

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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