SPSS软件在矿井井架沉降分析中的应用.pdf

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1、第2期矿山测量No．22014年4月MINESURVEYINGADr．2014doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．02．29SPSS软件在矿井井架沉降分析中的应用吴学超，靳合波，袁兴明(1．山东省国土测绘院，山东济南250013；2．青岛理工大学(临沂)，山东临沂273400；3．山东工业职业学院，山东淄博256414)摘要：煤矿在正常运营过程中，为了保证提升机和井架周围工业广场地表的安全，对矿井井架基础进行了多期沉降观测。文中利用SPSS软件以及BP神经网络模型对井架沉降进行预测分析，成功的预测

2、出了后面两期的沉降数据。通过精度对比分析得出：SPSS软件建立的预测模型能够满足矿山井架沉降分析的精度要求。关键词：井架；SPSS；BP神经网络；变形监测中图分类号：TD327文献标识码：B文章编号：1001—358X(2014)02—0090—03矿井井架是煤矿生产运营的重要组成部分，矿井井架由于受到自身净重荷载、运动荷载以及提煤过程产生的震动等影响，长期使用会对矿井井架发生不同程度的沉降。‘。井架基础的沉降变化，会造成其发生一定的倾斜和变形，变形过大会影响井架的正常使用，甚至危及矿业生产安全。因此，对井架基础进行沉降观测和预

3、测分析是煤矿安全生产的一项十分重要的工作。。本文主要采用BP神经网络模型和SPSS软件建立的模型进行预测分析，通过对比分析预测值和实测值，得出SPSS软件建立的模型可以对井架的沉降图1监测点位置图进行预测分析。络，由一个输入层，一个或者多个隐含层和一个输出1变形监测层组成，通过调节网络的权值和阈值使输出层的误1．1变形监测技术差平方和达到最小，也就是让预测的数据最大限度建筑物在运动中的空间和时间域内进行周期性的逼近正确的期望值“。的重复观测，称之为变形监测。应用比较广泛的变BP网络的拓扑结构：BP网络是由部分组成形监测技术主要有

4、常规的平面和高程测量、地面摄的，组成流程如图2。通过组成图可以看出，在神经影测量方法、GPS变形监测系统、3D扫描系统网络内部，层与层之间采用的是全互联方式，问一层等。的节点之间不存在相互连接。图2是一个层网络1．2沉降点布设结构图，图中i表示输入层的输入，．表示从输入本论文主要是对枣庄某煤矿工业广场内的主井层节点到隐含层节点的连接权值，表示隐含层的井架进行变形监i贝0，在4个支座上分别布设4个监输出，kj表示从隐含层节点到输出层节点的连接权测点，监测点安置在支座的4个角上。。定期观测值；yi表示输出层的输出。其中，下标i、k、

5、／分别表．高程数据，计算出每1期的沉降量和累计沉降量，并示输入节点、隐含节点和输出节点；n、f、m分别表示且做好相应的记录。具体的监测点位置如图1。输入节点、隐含节点和输出节点的数量～。通过图2神经网络的拓扑结构可以看出，利用2BP神经网络及其拓扑结构选点的层次数、各层的节点和转移函数以及确定各ErrorBackPropagation神经网络简称BP神经网层之间节点的链接权值，可以确定神经网络的输入、90第2期昊学超等：SPSS软件在矿井井架沉降分析中的应用2014年4月决定系数取决于残差平方和∑(Yi一)。114实例分析枣庄某

6、煤矿的主井井架周围布设了l6个变形监测点，检测周期为1个月。从2010年的3月份一直观测图2BP神经网络拓扑结构图到2011年的8月份总共观测了18期数据。本文主要利用BP神经网络和SPSS软件建立模型，对主井的Nl输出关系。和S3两点进行预测分析。通过前面的16期数据预测3SPSS模型建立后面的两期数据，具体的处理结果如下。4．1SPSS模型分析3．1曲线估计利用建立的SPSS和BP神经网络模型对N1和利用SPSS数据分析软件进行曲线估计，首先提s3两点进行沉降分析。供多种可选择的函数模型，在不能明确究竟哪种模经过分析N1的函

7、数模型为：型更接近样本数据时，可以同时选择几种模型；然h=52．303+4．39×10一t一7．21X10一t+7．20后，SPSS自动完成模型的参数估计，并显示F值、对×10一‘。t应的相伴概率、尺2等统计量；最后选择具有最大可经过分析S3的函数模型为：能性的模型作为自己的回归模型，并做一些预测。h=52．394—1．35X10一t+1．34×10一t3．2回归方程拟合度回归方程拟合优度检验主要是检验样本数据点聚集在回归曲线周围的密集程度，从而评价回归方程对样本数据的代表程度一。因变量总变差平方和等于自变量引起的因变量变差的平

8、方和加上其他随机因素的因变量变差的平方和，其数学公式为：∑(，，i一)=∑(^y一)+∑(Y一^y)(1)式中：由自变量引起的变差平方和能够由回归方程表示，称为回归平方和，由其他随机因素引起变差平方和无法用回归方程表示，称为残差平方和或图3N1沉降曲线圈剩余平方