金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (05): 202-212.
满 轲1武立文1 刘晓丽2 宋志飞1 柳宗旭1 刘汭琳1 曹子祥1
MAN Ke1 WU Liwen1 LIU Xiaoli2 SONG Zhifei1 LIU Zongxu1 LIU Ruilin1 CAO Zixiang1 #br#
摘要: 矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。 为了提高岩爆等级的预测准确 率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的 SSA-RF 模型。 考虑岩爆 等级预测指标的合理性,综合岩爆成因特点并根据灰色关联分析结果进行 4 组方案比选以确定最佳预测指标组合,采 用模型的重要度分析验证最佳预测指标组合的合理性。 方案一保留全部预测指标作为对比项,方案二筛除与岩爆等 级之间灰色关联度较低的两项预测指标,方案三采用复合指标,方案四采用独立指标。 搜集了 151 个岩爆样本数据作 为模型数据集,将 SSA-RF 模型的预测效果与其他 7 种预测方法进行比较,并分析了不同样本容量的模型敏感性。 结 果表明:方案二为最佳方案,最佳预测指标组合为围岩切向应力、应力系数、弹性能指数和单轴抗压强度;相比于其他 7 种预测方法,SSA-RF 模型在 4 组方案中预测准确率均最高且平均准确率达到 88. 09%,在最佳方案中甚至达到 95. 23%;SSA-RF 模型的预测指标重要度排序较 RF 模型更合理并有效验证了最佳预测指标组合的合理性;采用 SSA 优 化 RF 模型可以提高 RF 模型对不同岩爆样本容量的预测准确率和泛化性,有效弥补了 RF 模型随机性的不足。 综上 可知,SSA-RF 模型对于实际工程的岩爆等级预测具有可行性和有效性。