[发明专利]一种岩爆微震参数多元多时步输出预测模型

权利要求书

1.一种岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：通过如下步骤构建：

步骤1、在隧洞开挖过程中开展岩爆微震监测,获取岩爆孕育过程中的多参量的微震监测信息；

步骤2、对已发生的岩爆进行地质踏勘和微震监测信息解译,确定岩爆等级；

步骤3、建立不同等级的岩爆样本库和对应的微震监测信息样本库；

步骤4、在建立的岩爆样本库和对应的微震监测信息样本库中随机抽取80％的样本作为训练样本,剩余20％的样本作为测试样本,通过深度学习的方法构建岩爆微震参数多元多时步输出预测模型；

步骤5、对构建的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型进行训练，最终得到训练后的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型；

步骤6、使用岩爆微震参数多元多时步预测模型进行微震参数演化的预测，结合建立的岩爆演化孕育阶段，提前预测和推断岩爆风险。

2.根据权利要求1所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：步骤4中，岩爆微震参数多元多时步输出预测模型通过如下方式构建：

步骤4.1、确定预警单元；所述预警单元由空间范围和时间跨度共同确定；

步骤4.2、对确定的预警单元进行空间范围和时间跨度的微调,使同一个岩爆案例对应多个微震监测信息样本；

步骤4.3、引入代价矩阵来消除或减弱样本类别不平衡带来的不利影响；

步骤4.4、构建深度卷积神经网络模型,并进行模型训练优化,获得岩爆微震参数多元多时步输出预测模型。

3.根据权利要求2所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：步骤5中，每一次迭代模型训练过程中当Loss小于0.01时认为此次迭代模型训练趋于拟合，并将训练好的模型对测试集进行测试。

4.根据权利要求3所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：通过如下步骤进行预测：将待预警区域预警单元内的多参量微震监测信息输入建立的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型,结合岩爆微震参数多元多时步输出预测模型的计算输出结果，判断预警区域潜在岩爆的等级及其概率。

5.根据权利要求4所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：通过如下步骤进行模型更新优化：随着隧洞的开挖和时间的推移实时更新预警单元内的微震监测信息,将更新后的信息实时输入岩爆微震参数多元多时步输出预测模型,从而对预警结果进行实时更新；

对现场岩爆进行预警后,通过现场检验预警结果与实际情况是否相符,将该次岩爆及对应的微震监测信息作为新样本对原有样本库进行动态补充和更新,从而不断优化岩爆微震参数多元多时步输出预测模型。

6.根据权利要求1所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：步骤1中，选取能量指数和累计视体积的变化规律作为岩爆发生的征兆信息。

7.根据权利要求5所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：步骤1中，岩爆孕育过程中根据能量指数和累计视体积变化特征被划分为岩爆萌生阶段、岩爆灾变阶段和岩爆成灾阶段。

8.根据权利要求1所述的岩爆微震参数多元多时步输出预测模型，其特征在于：步骤2中，岩爆等级包括无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆和强烈岩爆。