金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (2): 259-268.
郑俊析1,2 杨 飞1,2 王浩宇1,2 杨志勇2,3 李 军1,2 胡桂林2,3
ZHENG Junxi1,2 YANG Fei1,2 WANG Haoyu1,2 YANG Zhiyong2,3 LI Jun1,2 HU Guilin2,3
摘要: 对露天矿地表形变的特征和趋势进行分析和预测,是保障矿山绿色安全生产的重要环节。面向特大型
露天矿,以新疆将军戈壁二号露天矿为例,基于SBAS-InSAR 方法和粒子群优化算法的长短期记忆网络(PSO-LSTM)
模型,提出了一种露天矿地表形变分析与预测方法。该方法首先通过SBAS-InSAR 方法计算了该矿地表形变,在此基
础上针对当前水准测量、GNSS 等形变监测方式在特大型露天矿存在的效率较低、空间覆盖范围有限等问题,采用粒
子群优化算法(Genetic Algorithm Optimization,PSO) 优化长短期记忆模型(Long Short-term Memory,LSTM),构建了
PSO-LSTM 模型进行形变预测。研究表明:① 矿区整体平均形变速率为-2. 832 mm/ a,整体呈下沉趋势,其中内排土
场地表形变速率明显高于其他区域;空间上,内排土场、东排土场分布较为均匀;时间上,东排土场和北排土场形变速
率较低,速率大小较为恒定。② 通过剖面线可以发现,北排土场空间形变分布呈现非均匀性,东排土场则表现出相对
均衡的形变特征。采用均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、平均
绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)和决定系数(R2)作为预测精度的评价指标。结果显示:相对
于支持向量回归模型(Support Vector Regression,SVR)和LSTM 模型,PSO-LSTM 模型的RMSE 和MAE 至少降低了
16%和30%,PSO-LSTM 模型稳定性更好、偏差更小,反映出该模型能够有效捕捉采区地表形变的波动趋势,并且具有
一定的稳定性。研究成果为露天矿地表形变分析与预警提供了新思路,对于特大型露天矿地表形变监测与预测有一
定的参考意义。
中图分类号: