Спосіб прогнозу метановості гірничих виробок

1. Спосіб прогнозу метановості, що включає збір даних про концентрацію метану і кількості повітря по даних аерогазового контролю у витікаючому стр умені виробки, який відрізняється тим, 3 31559 - крива 1; крива 2 - динамічний ряд фактичного метановиділення, крива 3 - прогнозне метановиділення, розраховане способом експоненціального згладжування. Спосіб здійснюють таким чином. Для складання прогнозу метановості виробки виписуються фактичні середні, за обраний часовий інтервал (3 хвилини, година, доба), дані про концентрацію метану і кількість повітря, розраховується фактичний дебіт метану, за цими даними будується динамічний ряд фактичного газовиділення за вибраний період роботи виробкианалогу. [Всі розрахунки виконуються згідно Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. - Киев: Основа, 1994. - С.311] (крива 2 Фіг.). В разі відсутності виробки-аналогу використовуються дані іншої виробки зі схожими умовами відробки. Слід мати на увазі, що масив даних метановості гірничої виробки може мати відсутні або невірні значення, але нейромережа їх екстраполює і виправить помилку. Для контролю якості прогнозу розраховується середньоабсолютна процентна помилка (МАРЕ). Цей показник характеризує точність прогнозу. Ф 1 n -1 It - It × 100% å n t =0 IФ t Прогноз метановості гірничих виробок виконується з використанням розробленої системи підтримки рішень за рахунок нейромережі спроектованої за допомогою програми NeuroPro. MAPE = 4 Приклад застосування способу Навчання спроектованої нейромережі, за алгоритмом зворотного розповсюдження, виконано по даних метановості виробки-аналогу. Прогноз метановості з використанням нейромереж наведено для умов відробки лави 25 Орловська пласту k2 шахти « Молодогвардійська» ВАТ «Краснодонвугілля». Розраховують фактичне середньодобове метановиділення дільниці, за існуючий період (у табл. наведено дані за один місяць), по розрахованим даним будують динамічний ряд фактичного середньодобового метановиділення видобувної дільниці. Для отримання першого прогнозного значення метановиділення на вхід нейромережі подають дані за чотири попередні доби. Отримують прогнозне значення метановості. В подальшому при поповненні динамічного ряду метановості в отриманій вербалізації корегуються коефіцієнти перетворення вхідних та ви хідних сигналів, задля використання даних по метановості нової виробки, які знаходяться за межами діапазону навчальної вибірки. Будують динамічний ряд прогнозного метановиділення (крива 1 Фіг.). Як видно з кривих Фіг. прогнозні значення в цілому відображають динаміку зміни фактичного метановиділення та мають достатню збіжність і точність. Для приведеного прикладу середньоабсолютна процентна помилка МАРЕ складає біля 1%, що підтверджує високу точність прогнозу з використанням нейромережі зворотного розповсюдження з активаційною функцією класичний сигмоїд (див. Табл.). Таблиця Прогноз метановиділення видобувної дільниці на прикладі 25 Орловської лави пласту k 2 шахти "Молодогвардійська" ВАТ "Краснодонвугілля" Дата роботи 1 01.12.2003 02.12.2003 03.12.2003 04.12.2003 05.12.2003 06.12.2003 07.12.2003 08.12.2003 09.12.2003 10.12.2003 11.12.2003 12.12.2003 13.12.2003 14.12.2003 15.12.2003 16.12.2003 Експоненціальне згладжування Фактичне Прогнозне метановидіМодуль аб- Відносна лення діль- метановиді- солютної похибка, лення дільниці похибки ниці, IФ , м 3/хв. t 2 7,4 7,7 7,4 9,8 9,8 8,8 8,4 9,3 8,1 7,3 7,7 8,4 8,3 8,4 7,8 7,8 Нейромережа Прогнозне Модуль аб- Відносна метановидісолютної похибка лення дільпохибки ниці It, м 3/хв. e % It, м 3/хв. e % 3 4 5 6 7 8 8,48 9,14 8,97 8,69 8,99 8,55 7,92 7,81 8,11 8,20 8,30 8,05 0,34 0,57 0,62 0,89 1,25 0,22 0,59 0,19 0,20 0,50 0,25 3,86 6,79 6,61 11,02 17,07 2,90 7,01 2,34 2,35 6,43 3,21 9,803362 8,806333 8,390615 9,296136 8,109559 7,308847 7,696217 8,392594 8,300243 8,392437 7,801703 7,795006 0,006333 0,009385 0,003864 0,009559 0,008847 0,003783 0,007406 0,000243 0,007563 0,001703 0,004994 0,07% 0,11% 0,04% 0,12% 0,12% 0,05% 0,09% 0,00% 0,09% 0,02% 0,06% 5 31559 6 Продовження таблиці 1 2 17.12.2003 7,4 18.12.2003 9,7 19.12.2003 8,5 20.12.2003 8,3 21.12.2003 9,4 22.12.2003 9,9 23.12.2003 9,4 24.12.2003 9,6 25.12.2003 8,8 26.12.2003 8,8 27.12.2003 8,6 28.12.2003 9,8 29.12.2003 9,1 30.12.2003 8,0 31.12.2003 7,2 Точність прогнозу МАРЕ, % Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 3 7,93 7,66 8,68 8,59 8,45 8,92 9,41 9,41 9,50 9,15 8,98 8,79 9,29 9,20 8,10 4 0,53 2,04 0,18 0,29 0,95 0,98 0,01 0,19 0,70 0,35 0,38 1,01 0,19 1,20 0,90 5 7,10 21,00 2,13 3,50 10,16 9,87 0,12 2,02 7,99 3,99 4,37 10,33 2,13 15,00 12,48 7,32 6 7,409421 9,693520 8,498449 8,302866 9,408396 9,892093 9,397172 9,592817 8,791714 8,807209 8,592279 9,793124 9,090962 7,992176 7,200006 Підписне 7 0,009421 0,006480 0,001551 0,002866 0,008396 0,007907 0,002828 0,007183 0,008286 0,007209 0,007721 0,006876 0,009038 0,007824 6Е-06 8 0,13% 0,07% 0,02% 0,03% 0,09% 0,08% 0,03% 0,07% 0,09% 0,08% 0,09% 0,07% 0,10% 0,10% 0,00% 1,84 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ– 42, 01601