[发明专利]一种钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法和装置

权利要求书

1.一种钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，包括以下步骤：

选取多个钻爆法施工隧道瓦斯浓度的影响指标；

建立瓦斯危险等级标准、各影响指标的数据库以及隧道瓦斯浓度的数据库；

采用分析法和熵权法计算各影响指标的主观权重和客观权重，将各影响指标的主观权重和客观权重进行组合赋权，得到各影响指标的组合权重；

建立基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型，预测待预测区域的瓦斯危险等级。

2.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述钻爆法施工隧道瓦斯浓度影响指标包括地质构造、地应力、煤层厚度、隧道埋深、煤体破坏程度、水文地质条件、瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度、开挖断面积、通风量和爆破震动量。

3.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述瓦斯危险等级标准、各影响指标的数据库以及隧道瓦斯浓度的数据库的建立方法为：

获取在钻爆法施工过程中所有影响指标的大量现场实测数据，建立各影响指标的数据库；

获取在钻爆法施工过程中隧道重点部位瓦斯浓度数据，建立隧道瓦斯浓度数据库；

根据隧道瓦斯浓度数据库中数据，对隧道瓦斯危险等级进行分级，建立隧道瓦斯危险等级标准。

4.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述采用分析法计算各影响指标的主观权重的步骤包括：

建立层次结构模型；

构造层次结构模型中各层次的成对比较阵；

利用成对比较阵计算各影响指标的主观权重。

5.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述采用熵权法计算各影响指标的客观权重的步骤包括：

从各影响指标的数据库中选取出大量实测数据，并对其进行归一化处理；

计算各影响指标的信息熵；

根据各影响指标的信息熵，计算各影响指标的客观权重。

6.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述将各影响指标的主观权重和客观权重进行组合赋权的步骤包括：

依据最小信息熵的原理，建立优化问题为：

式中，w'_j为第j个影响指标的组合权重；W_j为第j个影响指标的主观权重；V_j为第j个影响指标的客观权重；

采用拉格朗日乘子法求解上述优化问题中各影响指标的组合权重，有：

式中，w'_j为第j个影响指标的组合权重。

7.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型的建立方法为：

从各影响指标的数据库中选取各影响指标的实测数据，从隧道瓦斯浓度数据库中选取隧道瓦斯浓度数据，构建学习样本集；

利用学习样本集建立基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型，所述基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型包括输入层、隐含层、若干个隐含层神经元和至少两个输出神经元。

8.根据权利要求1所述的钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法，其特征是，所述预测待预测区域内瓦斯危险等级的步骤包括：

选取组合权重最大的多项影响指标作为基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型的输入量，瓦斯危险等级作为其输出量，进行多次训练，达到期望误差后结束训练，得到最优的基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型；

获取待预测区域内组合权重最大的多项影响指标参数值，作为输入值输入至最优的基于贝叶斯正则化的BP神经网络预测模型进行预测，得到待预测区域的瓦斯危险等级。

9.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征是，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行如权利要求1至8中任一项所述的一种钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法。

10.一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征是，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1至8中任一项所述的一种钻爆法施工隧道瓦斯危险等级预测方法。