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基于三模混合优化模型RF-WOA-XGBoost的平均爆破块度预测OA

Prediction of mean blast fragment size based on a tri-model hybrid optimization model RF-WOA-XGBoost

中文摘要英文摘要

利用露天矿山爆破历史数据有效预测平均爆破块度是优化爆破参数的关键,但现有方法面临高维输入特征干扰、计算效率低,以及稀疏数据下的建模困难挑战.提出融合随机森林(RF)、鲸鱼优化算法(WOA)和极端梯度提升算法(XGBoost)的三模混合预测模型.首先对原始爆破块度数据集进行多层次预处理提升数据质量;其次采用RF评估筛选 19 个输入特征以降低维度,集成WOA对预测模型超参数进行智能寻优;最终基于XGBoost对小样本爆破块度数据进行建模.研究结果表明:该模型预测效果较好,R2 为 0.93,优于其他对照组模型.此外,清晰的建模流程设计显著提高了预测模型的可操作性和工程应用价值.

Using historical data from blasting operations of open-pit mines to predict the average rock fragment size is crucial for optimizing blasting parameters.However,existing methods face 3 major challenges:interference from high-dimensional input features,low computational efficiency,and diffi-culties in modeling with sparse datasets.This study therefore proposes a hybrid prediction model that integrates Random Forest(RF),Whale Optimization Algorithm(WOA),and Extreme Gradient Boos-ting(XGBoost).Specifically,the original rock fragment size dataset was subjected to multi-level pre-processing to enhance data quality;RF was employed to evaluate and select 19 input features to reduce dimensionality.WOA was integrated to intelligently optimize the hyperparameters of the prediction mod-el;XGBoost was used to model the small-sample rock fragment size dataset.Comparative experiments showed that this model exhibited better prediction performance with an R2 value of 0.93,outperforming other control group models.Additionally,the clear modeling process design further enhanced the oper-ability and engineering application of the prediction model.

徐子璎;孙阳;孙金山;周晓光;李昱捷

江汉大学精细爆破全国重点实验室,湖北 武汉 430056||江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院,湖北 武汉 430074江汉大学精细爆破全国重点实验室,湖北 武汉 430056||江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院,湖北 武汉 430074江汉大学精细爆破全国重点实验室,湖北 武汉 430056||江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院,湖北 武汉 430074江汉大学精细爆破全国重点实验室,湖北 武汉 430056||江汉大学湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院,湖北 武汉 430074湖南铁军工程建设有限公司,湖南 长沙 410116

矿业与冶金

平均爆破块度预测随机森林鲸鱼优化算法极端梯度提升模型数据驱动

mean fragmentation size predictionRFWOAXGBoostdata-driven

《矿业科学学报》 2026 (2)

286-298,13

湖北省教育厅科学研究计划青年人才项目(Q20234407)

10.19606/j.cnki.jmst.2025084

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