基于混沌时间序列分析方法的矿山塌陷区范围预测

来源：黄金科学技术杂志2019年第2期北京时间：

作者：曾俊晖,李夕兵

单位：中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083

摘要：地下开采所引发的地表变形对矿山工业生产造成了严重危害，因此准确预测矿山塌陷区范围对于矿山安全生产具有重要意义。将混沌时间序列分析方法应用于矿山塌陷区范围预测中，以相空间重构理论为基础，采用小数据量算法计算得到时间序列的关键指标——最大Lyapunov指数，研究了塌陷区在相空间相点距离的演变规律，建立了塌陷区范围边界预测模型，并应用该模型对红岭铅锌矿塌陷区范围进行了分析预测。结果表明，矿山塌陷区范围变化具有混沌特性，时间序列分析方法能够很好地反映塌陷区范围的内在规律，通过计算得出红岭铅锌矿塌陷区范围时间序列的最大Lyapunov指数大于0，该矿山塌陷区范围的预测值与实际值基本吻合，误差大小不超过0.1%，验证了该方法的可靠性，为矿山塌陷区预测提供了一种新思路。

关键词：地下采矿,矿山监测,混沌时间序列,相空间重构,Lyapunov指数,地表变形规律,塌陷区预测

基金资助：国家自然科学基金重点项目“深部资源开采诱发岩体动力灾害机理与防控方法研究”(编号：41630642)