煤炭工程 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (12): 186-193.doi: 10. 11799/ ce202512024

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基于自适应二次分解与BiLSTM-Transformer的矿井涌水量预测方法研究

何维胜   

  1. 河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000
  • 收稿日期:2025-03-07 修回日期:2025-04-12 出版日期:2025-12-11 发布日期:2026-01-26
  • 通讯作者: 何维胜 E-mail:9144091@qq.com

Based on Adaptive Secondary Decomposition and BiLSTM-Transformer for Precursor Prediction of Mine Water Inflow

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  • Received:2025-03-07 Revised:2025-04-12 Online:2025-12-11 Published:2026-01-26
  • Contact: HE WEISHENG E-mail:9144091@qq.com

摘要:

矿井涌水量的精准预测对于矿山安全生产与水害防控至关重要。传统预测方法受限于模型假设条件及参数敏感性,难以满足工程对预测精度的高要求。基于此,提出了一种基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN-变分模态分解(VMD)的二次分解技术,并结合双向长短期记忆网络(BiLSTM)与Transformer的矿井涌水量预测新方法。首先通过ICEEMDAN将原始涌水量信号分解为若干固有模态函数(IMFs);接着引入麻雀搜索算法(SSA)对变分模态分解(VMD)的关键参数进行优化,对信号实施二次分解以完成多尺度特征提取。随后通过BiLSTM捕捉时序数据的短期与长期依赖特征,结合Transformer自注意力机制强化全局特征关联建模。实验结果表明,该方法在预测精度与鲁棒性方面均显著优于传统预测方法,为矿井涌水量监测及预警提供了全新的技术路径。

关键词: 涌水量预测, 二次分解, BiLSTM, 麻雀搜索算法, 多尺度特征提取, ICEEMDAN

中图分类号: