基于权重融合的多维云模型岩爆预测研究

刘晓悦，杨 伟，张雪梅

(华北理工大学电气工程学院，河北 唐山 063210)

0 引 言

随着地下空间的开发和利用，深部高应力地区受开挖应力重分布影响，岩体内聚积的弹性应变能快速释放，发生岩爆现象，如颗粒弹射、岩板劈裂等破坏特征[1]。岩爆具有突发性、难控制和破坏性大的特点，严重威胁工作人员的生命安全，已经成为国际深部矿业工程、地下空间开发工程中迫切需要解决的重大问题。

通常，岩爆预测可以分为工程可研阶段的长期趋势预测和施工期间的实时预测[2]。施工前预测给出岩爆存在与否和强度等级的宏观认识，对工程可研阶段具有指导意义。在施工的过程中对局部区域进行实时预测，对施工阶段有现实指导意义。局部实时预测主要使用原位测试技术，包括声发射、微震技术、声波和电磁技术等实时监测，确定岩爆发生的具体位置和发生时间；长期预测方法主要是理论分析预测，目前所提出的岩爆判据总体上包括两大类：能量理论和应力-强度判据。能量判据中最具代表性的有能量比指标判据[5]、弹性能量指数ETW判据[6]等；应力-强度判据最具代表性的有Russenes判据[7]、E.Hoek判据[8]、陶振宇判据[9]等。目前常用的处理方法如数学综合处理分析法[10]、模型试验验证法[11]、数值模拟分析验证法等。数学综合处理分析法包括模糊数学理论[12]、灰色理论[13]、人工神经网络[14]、支持向量机[15]、距离判别法[16]、粒子群算法[17]、云模型[18-19]等，在岩爆预测上均取得了很好的预测效果并成功运用于实际工程。……