[发明专利]一种基于沉陷监测的煤矿采空区空间几何特征精准识别方法

权利要求书

1.一种基于沉陷监测的煤矿采空区空间几何特征精准识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、构建采空区特征参数B与地表沉陷的定量关系模型；

步骤S2、量子编码和生成初始化种群；

步骤S3、确定所述采空区特征参数B的初始值B₀和约束值B_i，解码并评价种群所有个体适应度f，记录最优个体作为种群进化的目标；

步骤S4、判断是否满足终止条件，若满足，则输出当前种群的最优个体；若不满足，则进入下一步骤，其中，所述终止条件为，满足精度要求或者达到最大遗传迭代次数；

步骤S5、采用量子旋转门，更新种群，形成新的种群后返回步骤S3；其中，所述步骤S1具体包括内容如下：

假设开采沉陷盆地符合概率积分法模型，则矩形工作面开采引起的地表沉陷盆地内任意点(x,y)的下沉值表示为：

任意点(x,y)的沿指定方向的水平移动值表示为：

其中，

W₀＝Mq cosα₀

在上述公式中，M表示工作面采高，q表示地表下沉系数，α₀表示煤层倾角，tanβ'表示主要影响角正切，H表示工作面走向主断面处采深，H₁表示工作面下山边界采深，H₂表示工作面上山边界采深，r表示为主要影响半径，r＝H/tanβ'，l表示工作面走向计算长度，且l＝D₃-S₃-S₄，其中D₃为工作面走向长，S₃、S₄分别为开切眼和停采线处拐点偏移距，L表示工作面倾向计算长度，且其中D₁为工作面倾向长，S₁、S₂分别为工作面下边界和上边界处拐点偏移距，θ为开采影响传播角，b表示为水平移动系数，依据概率积分预计模型，建立地表任意点(x,y)下沉、水平移动与采空区特征参数的关系，

W＝W(x,y；B)；U＝U(x,y；B)

其中，B为采空区特征参数，为未知数，其中，D₃表示采空区走向长、D₁表示采空区倾向长。

2.根据权利要求1所述的基于沉陷监测的煤矿采空区空间几何特征精准识别方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括，量子编码采用二进制编码，编码内容如下：

其中，|α_nm|²+|β_nm|²＝1，|α_nm|²表示第n个参数的第m个量子比特取“0”态的概率；|β_nm|²表示第n个参数的第m个量子比特取“1”态的概率，在初始化种群中，统一取种群更新过程中，随机产生随机数Rnd，如果Rnd＞|α_nm|²，二进制编码取“1”态，否则取“0”态。

3.根据权利要求2所述的基于沉陷监测的煤矿采空区空间几何特征精准识别方法，其特征在于，所述特征参数B在B₀±B_i范围内，且其二进制编码为d_md_m-1d_m-2…d₃d₂d₁，其中二进制编码个数m＝7,d表示二进制编码“0”或“1”，根据如下公式进行解码：

将二进制代码表示的种群转换成十进制，利用十进制的数值对种群中各个个体的个体适应度f进行计算。