396 北京科技大学学报 2003年第5期 875 (a)大事件 1542 (b)总事件 。 。总事件 865 线性统计 1540 0 000 1538 00 855 000 1536 0 00000 845 的 000000 1534 0 835 0 51015 20 2530 0 51015202530 监测信号时间序列 监测信号时间序列 图2第三阶段围岩断裂声发射数据信息挖掘过程 Fig.2 Acoustic emission data mining process in stage III 4神经网络预测围岩位移演化趋势 一定的精度，即认为网络训练成功.将现场量测 位移输入训练好的网络，网络的输出即为围岩位 基于人工神经元的原理，构造出具有若干个 移演化趋势，即位移预测值.图3简单描述了基 自由度的神经元，将计算力学中有限单元的刚度 于神经网络的应力趋势挖掘模型.图4简单描述 矩阵以神经元间的权值来描述，将结构外载荷作 了采空区围岩失稳应力趋势神经网络挖掘过程， 为神经元的外部输入，可以构造出对应于各种有 限单元的神经计算单元，再将其耦合以形成求解 该力学问题的神经网络，基于神经网络的材料本 构模型的分析，这种本构模型不仅可以再现以前 训练过的试验结果，还能对其他试验结果作近似 预测，也可以用试验数据对网络作进一步的训 练，使之更完善. (a)网络训练 (b)网络预测 根据现场量测位移，并以之为训练样本的网 图3基于神经网络的应力预测挖掘模型 络输出，对应的岩体力学参数为训练样本的网络 Fig.3 Data mining model of stress prediction based on neural 输入，用训练样本集训练网络，网络总误差达到 network 321@ 32 (b) ￥28 。数据点 星28 。监测数据 24 一S型拟合 24 线型拟合 出 20 16/ 16 0 5 10 15 2025 0 5 o 1520 25 监测数据序列 监测数据序列 图4围岩失稳应力趋势神经网络挖掘描述 Fig.4 Stress prediction description based on neural network during rock damage 数据挖掘以及预测分析，有利于正确认识与理解 5讨论与结论 采空区围岩体损伤演化全过程，同时也证实了数 ()针对坚硬岩石介质组成的大尺度采空区破 据挖掘是分析与评价复杂问题的一个有效且实用 坏的复杂性问题，尝试利用数据挖掘技术（包括子 的技术与方法体系， 波变换、神经网络与固体断裂非平衡统计)对山东 (2)复杂采空区的监测手段和预测预报技术必 玲珑金矿255m主运输巷围岩断裂失稳信号进行 须有先进的数据分析理论与技术为依托，在硬件一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 大事件 一一 ︵ ︸一月日 · 郊沸举润︾ 层已 · 写牡锦︾礴 总事件 监测 信 号 时 间序列 监 测 信 号 时 间序 列 图 第三 阶 段 围岩 断 裂声发射数据信 息 挖 掘 过 程 神经 网络预测 围岩位移演化趋势 基 于 人 工 神 经 元 的原 理 ， 构造 出具 有 若 干 个 自由度 的神经 元 ， 将计 算力学 中有 限单 元 的刚度 矩 阵 以神 经 元 间 的权值 来描 述 ， 将 结构外 载荷 作 为神 经 元 的外 部 输 入 ， 可 以构造 出对 应 于 各种 有 限单 元 的神 经 计 算单 元 ， 再将 其藕 合 以形 成 求 解 该 力学 问题 的神经 网 络 基 于 神经 网 络 的材料 本 构 模型 的 分析 ， 这 种 本 构模型 不 仅 可 以再现 以前 训 练 过 的试 验 结 果 ， 还 能对 其 他 试 验 结 果 作 近 似 预 测 ， 也 可 以用 试 验 数 据 对 网 络 作 进 一 步 的 训 练 ， 使 之 更 完 善 ‘， 根 据 现 场 量 测 位 移 ， 并 以之 为 训 练样 本 的 网 络 输 出 ， 对 应 的岩 体 力 学 参 数 为训练样 本 的 网络 输 入 用 训 练样 本 集 训 练 网络 ， 网络 总误 差 达 到 一 定 的精度 ， 即认 为 网络 训 练 成 功 将 现 场 量 测 位 移 输 入 训练 好 的 网络 ， 网络 的输 出 即 为 围岩 位 移 演 化 趋 势 ， 即位 移 预 测 值 图 简单 描 述 了基 于 神 经 网络 的应 力趋 势挖 掘模 型 图 简单描 述 了采 空 区 围岩 失稳 应 力趋 势神经 网络 挖 掘 过 程 位 工 … 「一 一 一 东 应 移 … 力 量 预 测 测 值 值 网 络 训 练 网络 预 测 图 基 于 神 经 网 络 的应 力预 测 挖 掘 模 型 拦 数 据 点 二 丫 二羚丫 。 一 州 娜只︸巴芝戈 娜只蓬国 监 测 数据 序列 图 围岩 失稳 应 力趋 势神 经 网 络 挖 掘 描 述 监 测 数 据 序 列 讨 论 与结 论 针 对 坚 硬 岩 石 介 质 组成 的大 尺 度采 空 区破 坏 的复杂性 问题 ， 尝试 利 用 数据 挖 掘技 术 包 括 子 波变 换 、 神 经 网络 与 固体 断裂 非平 衡 统 计 对 山 东 玲 珑 金矿 主 运 输 巷 围岩 断裂 失稳 信 号进 行 数据 挖 掘 以及 预 测 分 析 ， 有 利 于 正 确 认 识 与 理 解 采 空 区 围岩 体 损 伤 演 化 全 过 程 同 时也 证 实 了数 据 挖 掘 是 分析 与评 价 复 杂 问题 的一 个 有 效且 实用 的技 术 与 方 法 体 系 复 杂采 空 区 的监 测 手 段 和 预 测 预 报 技 术 必 须 有 先 进 的数 据 分 析 理 论 与 技 术 为依 托 ， 在 硬 件