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申请/专利权人：鞍钢集团矿业有限公司

摘要：本发明涉及一种采空区充水状态评估方法，属于矿业开采安全评估技术领域，公开了基于数值模拟和增量子集SVR技术的采空区充水状态评估方法。本发明通过定义充水度作为采空区充水程度的重要指标，通过遥感解译、地质勘察与物探、室内试验和现场监测的形式建立起含充水采空区的采场数值模型，通过数值模拟建立起包括充水度、涌水量和各水文参数所组成的先验数据库，通过增量子集SVR技术实现动态和高效的采空区充水状态评估，为矿山企业的安全生产提供参考。本发明的优点是：解决复杂地质条件下采空区充水度评估的难题，显著地减少由动态物探采空区充水度所造成的过高成本问题。

主权项：1.一种采空区充水状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采集数据通过多种地质勘探手段，采集包括地形数据、地层的地质数据和采空区的分布数据，通过物探手段获取采空区的位置、规模、形态和采空区充水度数据；所述的采空区充水度的计算公式为：S＝VwV，其中，Vw表示采空区内充水的体积m3，V表示采空区的体积m3，采空区充水度S取值范围为0-1，用来表征采空区的充水程度；S2、建立矿区三维数值模型根据S1采集的数据，利用Patran前处理软件建立矿区三维数值模型；其中，所述的利用Patran前处理软件建立矿区三维数值模型，具体过程如下：依据遥感解译所得的地形等高线数据建立矿区地表，依据地质勘察剖面数据建立地质体，依据现场物探数据建立采空区，进而将地形等高线数据、地质勘察剖面数据和采空区的数据进行集成，按照由线成面、由面成体的顺序建立起一个包括地形、地层和采空区分布的完整的矿区三维数值模型；S3、试验获取渗透参数和水文参数并利用渗透参数和水文参数验证矿区三维数值模型实验室和现场试验获得渗透参数和水文参数；依据实际的水文条件以及所建立的矿区三维数值模型对采空区不同充水度和水文边界下的渗流场进行计算，然后利用渗透参数和水文参数验证矿区三维数值模型数值计算的正确性；S4、建立先验数据库在矿区三维数值模型数值计算正确性验证的基础上，建立包括涌水量、地表径流水位与流速以及地下渗流水头与流速的水文参数形成的水文评估向量，利用数值模拟方法形成包括水文评估向量和采空区充水度的先验数据库；其中，所述的利用数值模拟方法形成包括水文评估向量和采空区充水度的先验数据库，具体过程如下：在矿区三维数值模型正确性验证的基础上，通过现场调查得到影响含充水采空区采场渗流的各水文参数的变化范围，将各因素划分为5-7个水平，应用正交和均匀设计方法建立多因素多水平的试验方案，对试验方案表格中的不同工况进行数值计算，以形成包括涌水量和各水文参数的水文评估向量及采空区充水度的先验数据库；S5、利用增量子集SVR技术评估采空区充水度采用先验数据库的先验数据确定SVR样本的有效规模，然后采用动态增量的方法将新的监测数据加入到样本中，从时间最新排序的样本中选取有效规模的子集样本进行训练，最后依据水文监测数据，包括涌水量、地表径流水位与流速以及地下渗流水头与流速的水文参数形成的水文评估向量对采空区充水度进行评估；其中，所述利用增量子集SVR技术是采用先验数据库确定有效子集的规模，即通过不断扩大子集规模的方式对紧随子集后的数据进行预测，当预测值达到要求后，即确定有效子集，随后不断将监测所得的水文评估向量输入到训练集中，选取有效子集规模的最新样本进行增量子集SVR的动态训练，在以采空区充水度为输出值的计算中实现对充水度的评估。

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