基于贝叶斯更新的煤矿回采巷道采动变形预测方法

摘要

回采巷道受强烈采动影响易出现顶板剧烈下沉、大变形和结构破坏等灾害，准确预测其变形趋势对于保障矿井安全生产和实现有效的围岩控制具有重要意义。本研究以新巨龙煤矿回采工作面的围岩变形监测数据为基础，分析了回采巷道采动变形的演化特征，并提出了适用于煤矿回采巷道的经验预测模型。针对传统经验模型难以考虑围岩变形的动态变化及参数不确定性的问题，本研究引入贝叶斯更新算法，构建了动态更新预测模型，通过实时监测数据动态调整模型参数的后验分布，以提高预测精度并降低预测的不确定性。以新巨龙煤矿6305和2305工作面监测数据为例对模型进行验证，结果表明，随着数据累积和更新次数增加，模型参数后验分布趋于稳定，预测精度显著提高，最终预测变形值与实测值高度吻合，预测拟合系数R²达到0.98以上，均方根误差显著降低。此外，以另外一个煤矿某工作面数据进行扩展验证，结果进一步证实了本研究方法在不同地质条件矿井下的泛化能力和适用性。本研究提出的贝叶斯更新预测方法能够有效应对围岩变形的动态变化和参数不确定性，为煤矿回采巷道的围岩稳定性控制提供数据支撑。

关键词

回采巷道 / 采动变形 / 预测 / 经验模型 / 贝叶斯 / 动态更新