第9期 郭德勇等：采煤工作面瓦斯涌出量预测逐步回归方法 ,1097. 果F1≥F进，引入z1,并建立回归方程： 3 采面瓦斯涌出量预测 Y=a)+af) (5) 3.1矿井概况 (3)建立Y与自变量子集{z1,z:},(i=1, 平煤天安十矿是1964年建成投产，2006年核 2,…,m)且≠L1的二元回归模型： 定生产能力为3.90Mta1,2007年矿井绝对瓦斯 Y=a8+aPzu十az: (6) 涌出量121.73m3t-1,相对瓦斯涌出量32.00m3. 以式(6)为全模型，以式(5)为减模型求偏F: t一，是高瓦斯突出矿井，研究工作以十矿己四采区 值，并取F:中的最大值定义为F2,如果FL2< 己组煤层24110采面为例，工作面走向长785m,倾 F进，则计算结束，这时建立的回归模型为公式(6)； 斜平均宽255.5m,煤层平均厚度4.8m,埋深880> 如果FL2≥F进，引入z12,并建立回归方程： 1039m,综合机械化开采. 3.2逐步回归模型 Y=a+az1十az2 (7) (1)实验样本，根据平煤天安十矿的实际情 (4)当引入z12后，对z1做偏F检验.如果 况，主控因素煤层透气性用瓦斯涌出初速度来代替， F1≥F出则不剔除z,并继续引入下一个自变量； 采集了己组煤层24110采面的瓦斯含量、瓦斯涌出 如果F1<F出，则从模型(7)中别除1，并继续引 初速度和回采进度的数据及工作面瓦斯涌出量监测 入下一个自变量， 数据（表1）. 表1平煤天安十矿己组煤层24110采面瓦斯通出量与影响因素关系 Table I Relationship between the absoluteness gas emission and the influence factors for the VI-24110 coal face in the No.10 Coal Mine of Pingding shan Tian 'an Coal Mining Corp.Ltd. 样本编号 4 6 7 8 9 10 瓦斯通出初速度，x/(Lmim- 1.5 2.03 2.19 2.24 2.35 2.51 2.63 2.82 3.02 3.61 瓦斯含量，x2/(m3t) 22.4 23.2 23.9 24.4 24.8 25.3 25.8 26.2 26.6 26.9 回采进度，x3/(md 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 绝对瓦斯涌出量，Y/(m3min-) 9.97 10.21 11.13 11.51 11.55 11.62 11.81 11.93 12.24 12.67 (2)建立模型.应用统计软件STATISTICA中 “向前逐步(forward stepwise)求优法”剔除方程中影 的“固定非线性分析((fixed nonlinear regression)”"模 响不显著的项，最终得到瓦斯涌出量的最优回归模 块对己组煤层24110工作面数据（表1）进行处理， 型为： 可以快速得到采面绝对瓦斯涌出量的多元回归方程 Y=-70.1936+0.1347x1+6.8740x2- 数据.根据自变量与因变量的相关系数（表2），用 0.1491x2+2.3909x3 (8) 表2自变量与因变量相关系数 Table 2 Correlations of independent variables and dependent variable 变量 xl x2 x3 xi xi x是 2 xi 之 1.000000 0.952697 0.968203 0.989597 0.963881 0.955784 0.958382 0.955936 0.928360 0.935477 2 1.000000 0.987179 0.915247 0.863425 0.999649 0.998610 0.929951 0.863349 0.967759 x3 1.000000 0.950022 0.914032 0.990351 0.992846 0.974555 0.928791 0.957210 i 1.0000000.992071 0.9216420.927547 0.967172 0.959205 0.898678 xi 1.0000000.872388 0.880888 0.956009 0.965835 0.850338 程 1.0000000.999656 0.938698 0.875256 0.964842 是 1.000000 0.9467900.886580 0.961373 眉 1.0000000.9875950.886999 x 1.000000 0.820965 1.000000果 FL1≥F进‚引入 z L1‚并建立回归方程： Y ＾ ＝ a ＾（1） 0 ＋ a ＾（1） 1 z L1 （5） （3） 建立 Y 与自变量子集｛z L1‚z i｝‚（ i＝1‚ 2‚…‚m）且 i≠ L1 的二元回归模型： Y ＾ ＝ a ＾（0） i0 ＋ a ＾（0） i1 z L1＋ a ＾（0） i z i （6） 以式（6）为全模型‚以式（5）为减模型求偏 Fi 值‚并取 Fi 中的最大值定义为 FL2．如果 FL2＜ F进‚则计算结束‚这时建立的回归模型为公式（6）； 如果 FL2≥F进‚引入 z L2‚并建立回归方程： Y ＾ ＝ a ＾（1） 0 ＋ a ＾（1） 1 z L1＋ a ＾（1） 2 z L2 （7） （4） 当引入 z L2后‚对 z L1做偏 F 检验．如果 FL1≥F出 则不剔除 z L1‚并继续引入下一个自变量； 如果 FL1＜ F出‚则从模型（7）中剔除 z L1‚并继续引 入下一个自变量． 3 采面瓦斯涌出量预测 3∙1 矿井概况 平煤天安十矿是1964年建成投产‚2006年核 定生产能力为3∙90Mt·a －1‚2007年矿井绝对瓦斯 涌出量121∙73m 3·t －1‚相对瓦斯涌出量32∙00m 3· t －1‚是高瓦斯突出矿井．研究工作以十矿己四采区 己组煤层24110采面为例‚工作面走向长785m‚倾 斜平均宽255∙5m‚煤层平均厚度4∙8m‚埋深880～ 1039m‚综合机械化开采． 3∙2 逐步回归模型 （1） 实验样本．根据平煤天安十矿的实际情 况‚主控因素煤层透气性用瓦斯涌出初速度来代替‚ 采集了己组煤层24110采面的瓦斯含量、瓦斯涌出 初速度和回采进度的数据及工作面瓦斯涌出量监测 数据（表1）． 表1 平煤天安十矿己组煤层24110采面瓦斯涌出量与影响因素关系 Table1 Relationship between the absoluteness gas emission and the influence factors for the Ⅵ-24110coal face in the No．10Coal Mine of Pingding￾shan Tian’an Coal Mining Corp．Ltd． 样本编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 瓦斯涌出初速度‚x1／（L·min －1） 1∙5 2∙03 2∙19 2∙24 2∙35 2∙51 2∙63 2∙82 3∙02 3∙61 瓦斯含量‚x2／（m 3·t －1） 22∙4 23∙2 23∙9 24∙4 24∙8 25∙3 25∙8 26∙2 26∙6 26∙9 回采进度‚x3／（m·d －1） 0∙3 0∙5 0∙8 1∙0 1∙2 1∙3 1∙5 1∙8 2∙0 2∙3 绝对瓦斯涌出量‚Y／（m 3·min －1） 9∙97 10∙21 11∙13 11∙51 11∙55 11∙62 11∙81 11∙93 12∙24 12∙67 （2） 建立模型．应用统计软件 STATISTICA 中 的“固定非线性分析（fixed nonlinear regression）”模 块对己组煤层24110工作面数据（表1）进行处理‚ 可以快速得到采面绝对瓦斯涌出量的多元回归方程 数据．根据自变量与因变量的相关系数（表2）‚用 “向前逐步（forward stepwise）求优法”剔除方程中影 响不显著的项‚最终得到瓦斯涌出量的最优回归模 型为： Y ＝－70∙1936＋0∙1347x1＋6∙8740x2－ 0∙1491x 2 2＋2∙3909x3 （8） 表2 自变量与因变量相关系数 Table2 Correlations of independent variables and dependent variable 变量 x1 x2 x3 x 2 1 x 3 1 x 2 2 x 3 2 x 2 3 x 3 3 Y x1 1∙000000 0∙952697 0∙968203 0∙989597 0∙963881 0∙955784 0∙958382 0∙955936 0∙928360 0∙935477 x2 1∙000000 0∙987179 0∙915247 0∙863425 0∙999649 0∙998610 0∙929951 0∙863349 0∙967759 x3 1∙000000 0∙950022 0∙914032 0∙990351 0∙992846 0∙974555 0∙928791 0∙957210 x 2 1 1∙000000 0∙992071 0∙921642 0∙927547 0∙967172 0∙959205 0∙898678 x 3 1 1∙000000 0∙872388 0∙880888 0∙956009 0∙965835 0∙850338 x 2 2 1∙000000 0∙999656 0∙938698 0∙875256 0∙964842 x 3 2 1∙000000 0∙946790 0∙886580 0∙961373 x 2 3 1∙000000 0∙987595 0∙886999 x 3 3 1∙000000 0∙820965 Y 1∙000000 第9期 郭德勇等： 采煤工作面瓦斯涌出量预测逐步回归方法 ·1097·