PSA-ANFIS 方法及其在矿山岩土工程灾害预测中的应用应用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)讨论采矿工程中巷道和采场失稳、露天矿边坡滑坡、开采地面沉陷以及导水裂隙扩展淹井这四大岩土工程灾害时所遇到的最大难题是,ANFIS 的训练参数和模型结构的确定具有人为性、随意性和无规则性,这使得它的收敛需要经过长时间的反复调试才可能实现,而且难以收敛到所要求的精度。针对这些问题,本文首次采纳正交试验设计法和模式搜索算法讨论了 ANFIS 的训练参数和模型结构的优化方法,提出和建立了基于模式搜索算法的自适应神经模糊推理方法(PSA-ANFIS),并进一步采纳这一方法讨论了采矿工程中上述四大岩土工程灾害的预测问题,取得了如下讨论成果:(1)采纳一多峰函数进行离散,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,首次采纳正交试验设计法、模式搜索算法和自适应神经模糊推理系统,建立了 PSA-ANFIS 方法。(2)采纳同一多峰函数,对 ANFIS 和 PSA-ANFIS 进行了比较讨论,结果表明,无论是在拟合精度和预测精度上,还是在训练参数的调整、模型结构的建立和训练过程上,PSA-ANFIS 均优于 ANFIS。(3)采纳一标准弹塑性问题进行解析计算,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,采纳正交试验设计法、模式搜索算法和自适应神经模糊推理系统,建立了围岩力学参数位移反分析的 PSA-ANFIS 方法,并将其应用于湘西金矿老采区围岩力学参数的反演,进而采纳反演结果建立数值计算模型,对采场围岩的变形进行了模拟计算,与此同时,还对采场围岩的变形进行了监测,结果表明,模拟计算结果与监测结果吻合较好,从而验证了这种围岩力学参数位移反分析新方法的工程适用性。(4)搜集了大量圆弧滑动边坡工程实例,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,采纳正交试验设计法、模式搜索算法和自适应神经模糊推理系统,建立了圆弧滑动边坡稳定性预测的 PSA-ANFIS 方法,并将这一方法应用于前河露天矿 1 号滑坡的稳定性预测,预测结果与边坡的实际稳定状态吻合良好。(5)搜集了大量开采地面沉陷工程实例,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,采纳正交试验设计法、模式搜索算法和自适应神经模糊推理系统,建立了开采地面沉陷预测的 PSA-ANFIS 方法,并采纳这一方法,对新汶矿业集团翟镇煤矿一采区西翼二层煤采区地面沉陷进行了预测,预测结果与实测结果吻合良好。(6)搜集了大量导水裂隙带发育高度工程实例,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,采纳正交试验设计法、模式搜索...
