基于随机森林的矿压预测方法

冀汶莉，刘艺欣，柴 敬，王 斌

1. 西安科技大学 通信与信息工程学院，陕西 西安 710054；2. 西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054；3. 西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054 )

煤炭一直以来都是我国的主体能源。随着煤矿开采深度和强度的加大，煤壁片帮、支架“压死”、地表坍塌等矿压显现愈加剧烈，制约着矿井的安全高效生产[1-2]。工作面来压直接影响了安全生产，其中来压步距和强度是其重要特征，因此工作面来压的准确预测对于指导煤矿安全高效生产有着重要意义[3-6]。

国内外学者从不同的角度研究了矿压显现的预测方法，第一类是基于统计学与数值模拟等数学方法的矿压显现预测研究。霍丙杰[7]等依据不同开采因素对矿压显现的定量影响关系，利用模糊数学理论建立了坚硬顶板煤层矿压显现分级预测模型，可在工作面开采前较准确地评估开采过程中矿压显现强度的等级；张通[8]等采用回归分析和概率统计的方法，结合浅埋工作面现场实测矿压数据分析工作面覆岩硬度指数、工作面长度、开采高度及埋深与工作面矿压显现之间的非线性关系，并估算出工作面矿压最大值、初次及周期来压步距等信息；金宝圣[9]等利用现场实测及数值模拟的方法对麻家梁矿的顶板破断特征进行研究，得出的来压步距与现场实测数据基本一致。这类方法计算得出的矿压显现强度及来压步距等参数，只是在工作面开采前宏观评估矿压显现的强度及来压步距的范围，在实际开采过程中来压位置或来压步距则随工作面的推进而动态变化。……