煤岩电磁辐射混沌特性与预测分析
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更新于2024-09-04
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"煤岩电磁辐射混沌特性分析"
煤岩电磁辐射是煤岩动力系统演变的重要表征,它涉及到矿井安全、煤炭开采过程中的动力灾害预测及预警。混沌理论是一种研究非线性动力系统复杂行为的数学工具,可用于分析那些看似随机但实际上遵循确定规则的现象。在煤矿领域,通过对煤岩电磁辐射的混沌特性分析,可以更深入地理解煤岩体的动力状态,并为潜在的动力灾害提供早期预警。
文章"煤岩电磁辐射混沌特性分析"由郝延坤、谢绍东等人撰写,他们利用国家“863”计划项目——矿井灾害监测预警技术的研究成果,通过在线式电磁辐射监测仪KBD7对掘进煤巷进行实时监测,收集了大量电磁辐射数据。这些数据的分析对于揭示煤岩体的动态变化至关重要。
在混沌理论中,最大Lyapunov指数是一个关键指标,用于判断一个时间序列是否具有混沌特性。Lyapunov指数衡量的是系统中两个相邻状态在时间演化下的分离速度。如果最大Lyapunov指数大于零,那么系统可能表现出混沌行为。文章中,研究人员运用小数据量方法计算了实测电磁辐射时间序列的最大Lyapunov指数,结果显示煤岩电磁辐射确实具有混沌特征。
这一发现意味着煤岩电磁辐射的时间序列不是完全随机的,而是可以通过混沌理论进行一定程度的预测。混沌系统的短期预测是可能的,但长期预测的准确性会随着混沌的性质而降低。因此,通过适当选择样本容量和有效排除干扰因素,可以提高电磁辐射的预测精度,这对于提前预知煤岩动力灾害的发生具有实际应用价值。
文章中还探讨了如何利用这些混沌特性来优化预测模型。混沌系统的敏感依赖于初始条件(SDIC)特性使得预测的精确度对数据质量和处理方法极为敏感。因此,提高监测设备的精度,减少环境噪声,以及采用先进的数据分析技术,如嵌入维数理论和分岔理论,都将有助于提高预测效果。
"煤岩电磁辐射混沌特性分析"这篇首发论文展示了混沌理论在矿井安全领域的应用潜力,为理解和预测煤岩动力灾害提供了新的视角。通过深入研究电磁辐射的混沌特性,可以进一步提高矿井灾害的预防和应对能力,保障煤矿生产的安全。
2020-07-19 上传
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