[發明專利]一種基于沉陷監測的煤礦采空區空間幾何特征精準識別方法

有效

• 申請號: 201810620287.6
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108763822B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王磊;魏濤;蔣創;方蘇陽;李楠;池深深
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/00;G06N3/12;G06N10/60;G06F111/06
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

1.一種基于沉陷監測的煤礦采空區空間幾何特征精準識別方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1、構建采空區特征參數B與地表沉陷的定量關系模型；

步驟S2、量子編碼和生成初始化種群；

步驟S3、確定所述采空區特征參數B的初始值B₀和約束值B_i，解碼并評價種群所有個體適應度f，記錄最優個體作為種群進化的目標；

步驟S4、判斷是否滿足終止條件，若滿足，則輸出當前種群的最優個體；若不滿足，則進入下一步驟，其中，所述終止條件為，滿足精度要求或者達到最大遺傳迭代次數；

步驟S5、采用量子旋轉門，更新種群，形成新的種群后返回步驟S3；其中，所述步驟S1具體包括內容如下：

假設開采沉陷盆地符合概率積分法模型，則矩形工作面開采引起的地表沉陷盆地內任意點(x,y)的下沉值表示為：

任意點(x,y)的沿指定方向的水平移動值表示為：

其中，

W₀＝Mq cosα₀

在上述公式中，M表示工作面采高，q表示地表下沉系數，α₀表示煤層傾角，tanβ'表示主要影響角正切，H表示工作面走向主斷面處采深，H₁表示工作面下山邊界采深，H₂表示工作面上山邊界采深，r表示為主要影響半徑，r＝H/tanβ'，l表示工作面走向計算長度，且l＝D₃-S₃-S₄，其中D₃為工作面走向長，S₃、S₄分別為開切眼和停采線處拐點偏移距，L表示工作面傾向計算長度，且其中D₁為工作面傾向長，S₁、S₂分別為工作面下邊界和上邊界處拐點偏移距，θ為開采影響傳播角，b表示為水平移動系數，依據概率積分預計模型，建立地表任意點(x,y)下沉、水平移動與采空區特征參數的關系，

W＝W(x,y；B)；U＝U(x,y；B)

其中，B為采空區特征參數，為未知數，其中，D₃表示采空區走向長、D₁表示采空區傾向長。

2.根據權利要求1所述的基于沉陷監測的煤礦采空區空間幾何特征精準識別方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括，量子編碼采用二進制編碼，編碼內容如下：

其中，|α_nm|²+|β_nm|²＝1，|α_nm|²表示第n個參數的第m個量子比特取“0”態的概率；|β_nm|²表示第n個參數的第m個量子比特取“1”態的概率，在初始化種群中，統一取種群更新過程中，隨機產生隨機數Rnd，如果Rnd＞|α_nm|²，二進制編碼取“1”態，否則取“0”態。

3.根據權利要求2所述的基于沉陷監測的煤礦采空區空間幾何特征精準識別方法，其特征在于，所述特征參數B在B₀±B_i范圍內，且其二進制編碼為d_md_m-1d_m-2…d₃d₂d₁，其中二進制編碼個數m＝7,d表示二進制編碼“0”或“1”，根據如下公式進行解碼：

將二進制代碼表示的種群轉換成十進制，利用十進制的數值對種群中各個個體的個體適應度f進行計算。