動態灰色預測模型在崩落法礦山地表沉降預測中的應用

倪振原，明 建，金愛兵，孫金海

(1．金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083；2．北京科技大學 土木與資源工程學院，北京 100083)

地表沉降現象的產生是一個復雜的過程，影響地表沉降的因素具有復雜多樣的特點，主要有地下礦產資源的開采、地表工程的施工、地質結構的變化等因素，這些影響因素或多或少地影響了巖土體的沉降，但不同影響因素對沉降量影響的比重無法準確獲得[1-2]。如果能夠準確地預測礦區地表沉降的變化量或者趨勢，將對礦床開采產生巨大的經濟價值和社會意義，因此建立數學或數值模型對地下開采引起的地表沉降進行研究及預測一直是采礦工程和巖土工程領域研究的重點[3-5]。

國內外學者采用很多方法對地表沉降問題進行了預測研究，例如有限單元[6]、灰色系統理論[7-8]、神經網絡[9-10]等，分析原理各不相同，分析誤差也存在差異。由于地表沉降監測范圍大，時間長且監測所得的樣本數據較少，適合使用灰色理論建立模型以及分析預測[11-12]。根據現有研究基礎，灰色理論模型更適用于短期預測，而對于中長期預測結果更多表現為一種趨勢，定量參考價值較低。故本研究將等維新息[13]和等維灰數遞補方法[14-15]與灰色預測模型GM(1，1)相結合，建立動態灰色預測模型[16]。以某礦山崩落法深部開采引發的巖層移動及地表沉降數據為數據基礎，運用這些模型進行預測和分析，以證明其在預測精度和準確性上比從靜態角度考慮未來時刻狀態的灰色預測模型GM(1，1)更適于中長期預測。……