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偏最小二乘回归分析法的突水水源判别模型
1
作者 李昂 程迅 +5 位作者 吕璐娜 丁学松 景长生 刘军亮 高喆森 范六一 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期771-783,共13页
为弥补现有判别方法与矿区实际水源数据库结合不足等问题,提出一种基于Piper三线图、箱型图和聚类分析的突水水源判别方法,构建平煤五矿水源常量离子库,并结合偏最小二乘回归分析法(PLS-DA)预测矿井突水来源;通过MATLAB软件研发一套矿... 为弥补现有判别方法与矿区实际水源数据库结合不足等问题,提出一种基于Piper三线图、箱型图和聚类分析的突水水源判别方法,构建平煤五矿水源常量离子库,并结合偏最小二乘回归分析法(PLS-DA)预测矿井突水来源;通过MATLAB软件研发一套矿井水源判别软件系统,快速、准确地判别煤矿井下突水水源,将矿区地下水层常量离子库中34个水样作为训练样本,其中6个水样作为测试样本进行训练测试,并在平煤五矿工作面中应用。结果表明:模型的累积解释力R^(2)X(cum)达到99.96%,交叉验证累积预测力Q^(2)(cum)为73.7%,模型对砂岩水、太灰水和寒灰水的分类预测准确,该方法判别出的采空区水源与实际情况相符。研究为井下注浆支护和回采设计提供了理论支持,并为矿井突水的快速识别提供了一种新的定量分析方法。 展开更多
关键词 突水水源判别 水源数据库 PLS-DA算法 训练样本
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样本不平衡条件下煤矿突水水源识别——以谢桥煤矿为例
2
作者 王彦彬 闫晓杉 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2553-2561,共9页
为了有效识别煤矿突水水源,以保障煤矿安全生产,使用合成少数类过采样技术(Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE)补充少数类样本,继而采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)模型对突水水源进行识别。试验选取96条... 为了有效识别煤矿突水水源,以保障煤矿安全生产,使用合成少数类过采样技术(Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE)补充少数类样本,继而采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)模型对突水水源进行识别。试验选取96条谢桥煤矿水化学数据进行分析,首先对样本数据进行标准化处理和主成分分析(Principal Component Analysis, PCA),将数据集划分为训练集和测试集,对训练集中少数类样本采用SMOTE法生成新的样本,然后采用改进混沌哈里斯鹰优化(Chaos Harris Hawks Optimization, CHHO)算法结合十折交叉验证优化支持向量机惩罚因子C和径向基函数(Radial Basis Function, RBF)核的参数γ,根据优化结果建立突水水源识别模型,对测试集中突水水源进行识别。将该方法与朴素贝叶斯、随机森林所得结果进行比较,结果显示,采用本方法对测试集识别结果准确性优于其他两种方法,表明该方法在突水水源识别上具有良好的实用性和有效性。 展开更多
关键词 安全工程 突水水源识别 主成分分析 合成少数类过采样技术 混沌哈里斯鹰优化算法 支持向量机
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蒙陕接壤区煤炭开采过程中矿井水来源 被引量：1
3
作者 杨建 李慧 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1263-1275,共13页
蒙陕接壤区作为我国能源安全的核心保障区域,同样也是黄河流域生态保护和高质量发展的关键地带。该区域煤炭资源的高强度开采可能对生态环境造成重大影响,尤其是对地表以下浅层第四系含水层的破坏。由于难以精确评估顶板各含水层的渗漏... 蒙陕接壤区作为我国能源安全的核心保障区域,同样也是黄河流域生态保护和高质量发展的关键地带。该区域煤炭资源的高强度开采可能对生态环境造成重大影响,尤其是对地表以下浅层第四系含水层的破坏。由于难以精确评估顶板各含水层的渗漏情况,这增加了制定科学、有效的保水采煤策略的难度。本研究基于对蒙陕接壤区地下水中环境同位素(D和18O)的检测与分析,应用同位素质量守恒原理,计算了矿井水水源的相对贡献量。研究发现,各含水层水中的环境同位素受地形地貌、地层结构和地下水赋存等因素的影响。研究区的第四系地下水主要来源于大气降水和地表水,具有快速的循环更替速度,表现为富含氚的现代水补给特征,其δD值和δ^(18)O值大气降水和地表水相近。深埋区的白垩系与第四系水力联系紧密,循环更替过程较长,导致环境同位素值有所降低。白垩系和侏罗系地下水受垂向补给控制,循环更替速度减缓,δD值和δ^(18)O值逐渐降低,其中白垩系地下水的δD值为–80.2‰~–75.6‰,δ^(18)O值为–10.6‰~–8.7‰。浅埋区和中深埋区地层由于沉积时间长,成岩作用较好,加之后期构造运动的影响,与第四系或新近系直接接触,接受第四系地下水补给,导致δD值和δ^(18)O值相对较高。而深埋区的侏罗系地层由于本身厚度较大,上覆有厚层的第四系和白垩系地层,地下水补给条件较差,地下水径流过程漫长且较为封闭滞流,因此δD值和δ^(18)O值相对较低。本研究利用地下水中的δD值,通过二元混合模型计算得出,在浅埋区的矿井水中,第四系水的比例有所不同:SGT和HLG煤矿的占比小于20%,而BLT和LSJ等煤矿的占比介于28.0%~57.0%,YBJ煤矿的占比则接近80%。在中深埋区,矿井水中第四系水的比例通常小于20%,但在开发较早、顶板存在保德组红土层“天窗”的HLW和SS煤矿中,第四系水的比例分别达到了37.05%和26.24%。在深埋区,矿井水中白垩系水的占比约为30%。IsoSource模型的计算结果显示,第四系水的贡献率在7.6%~9.3%间,白垩系水的贡献率在12.0%~17.1%间,而侏罗系上段水的贡献率在74.9%~80.4%间,且不同矿区的矿井水中各水源的贡献率相近。本研究准确识别了矿井水中各含水层水的来源比例,对于蒙陕接壤区的保水采煤和生态环境保护具有重要的实际意义。 展开更多
关键词 环境同位素 矿井水 煤炭开采 水源判别模型 顶板地层结构
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考虑基坑开挖卸荷与动态承压水耦合作用的基坑突涌判别方法
4
作者 王久旭 刘燕 +1 位作者 周祥 刘俊岩 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期441-448,共8页
为了解决临海、临江地区涉及承压水的基坑突涌破坏问题,利用室内试验研究基坑开挖卸荷对坑底土体抗剪强度的影响程度、范围,基于越流理论分析,确定动态承压水作用下基坑坑底弱透水层中水力梯度的计算方法,修正基坑突涌渗透破坏理论,提... 为了解决临海、临江地区涉及承压水的基坑突涌破坏问题,利用室内试验研究基坑开挖卸荷对坑底土体抗剪强度的影响程度、范围,基于越流理论分析,确定动态承压水作用下基坑坑底弱透水层中水力梯度的计算方法,修正基坑突涌渗透破坏理论,提出考虑基坑开挖卸荷与动态承压水耦合作用的基坑突涌判别方法,并结合工程实例对比所提出的方法与渗透破坏理论、压力平衡法的计算结果。结果表明:基坑开挖卸荷对坑底土体的抗剪强度有弱化作用,与加荷时的结果相比,土体的黏聚力减小16.3%,土体的内摩擦角减小34.4%;动态承压水作用下弱透水层中的水力梯度呈现明显的动态变化趋势,采用平均水位验算基坑突涌破坏的方法不合理;结合工程实例得到所提出的方法、渗透破坏理论、压力平衡法计算所得的突涌安全系数分别为3.03、3.18、0.79,压力平衡法因未考虑土体自身抗剪强度的影响而使结果过于保守,相对于渗透破坏理论,所提出方法得出的临界水力梯度减小约15%,因此基坑开挖卸荷对基坑突涌判别的影响不能忽略。 展开更多
关键词 突涌机制 基坑突涌判别 室内试验 越流理论 弱透水层 动态承压水
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煤矿涌水水源快速判识方法在神东矿区的应用
5
作者 陶志勇 《中国煤炭》 北大核心 2025年第2期79-87,共9页
如何智能地进行涌水水源识别是矿井采取对应水害防治措施的关键,为精准识别神东矿区涌水水源,提出一种基于核主成分分析(KPCA)及沙猫群优化算法(SCSO)结合支持向量机(SVM)的矿井涌水水源识别模型(KPCA SCSO SVM),通过数据降维及高效、... 如何智能地进行涌水水源识别是矿井采取对应水害防治措施的关键,为精准识别神东矿区涌水水源,提出一种基于核主成分分析(KPCA)及沙猫群优化算法(SCSO)结合支持向量机(SVM)的矿井涌水水源识别模型(KPCA SCSO SVM),通过数据降维及高效、自适应性的优化算法进一步提高涌水水源识别的效率及准确率。根据神东矿区水文地质条件选取了56组水样样本,将该模型应用于神东矿区的涌水水源识别工程实例中,并与水化学特征分析方法及其他优化算法模型进行对比实验。结果表明,所提出的KPCA SCSO SVM涌水水源识别模型获得了最佳性能,在神东矿区的水源识别验证数据集上,全部正确识别出了水样样本的来源,为神东矿区水害防治措施提供重要支撑。 展开更多
关键词 矿井涌水 水源智能识别 水化学特征 沙猫群优化算法 支持向量机
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彝良毛坪铅锌矿430 m中段配电硐室突水治理
6
作者 黄光洪 周高明 孙帮涛 《中国矿业》 北大核心 2025年第5期237-245,共9页
突水淹井是水文地质条件复杂的岩溶裂隙含水层充水矿山常见灾害,具有造成损失大、治理恢复困难等特点。在我国西南地区有大量受上古生界石炭系、二叠系岩溶裂隙含水层充水影响的铅锌矿山、铝土矿山,存在潜在突水淹井的危害,但以往鲜有... 突水淹井是水文地质条件复杂的岩溶裂隙含水层充水矿山常见灾害,具有造成损失大、治理恢复困难等特点。在我国西南地区有大量受上古生界石炭系、二叠系岩溶裂隙含水层充水影响的铅锌矿山、铝土矿山,存在潜在突水淹井的危害,但以往鲜有文献论述。以彝良毛坪铅锌矿突水淹井治理为例,通过对突水后观测孔水位,原有巷道涌水点水量变化及淹井后地下水渗流场、导水构造的研究,进一步验证了突水水源及导水通道,总结了突水致灾机理。针对性地采取了“控、阻、封”相结合的治理方案,先在上部巷道施工定向透巷钻孔构建巷道堵水段,再进行突水水源区导水断层注浆封堵。该治理方案既治标又局部治本,安全、高效地治理了突水,恢复了生产。避免了传统井下“先排后堵”及地表“先堵后排”治理方案可能进一步恶化水文地质条件、注浆效果不佳、井下近距离封堵安全风险大的缺点。分析总结的突水水源及通道研究方法、突水致灾机理及采取的“控、阻、封”相结合的治理方案,对我国西南地区类似大水矿山的突水淹井治理有较强的借鉴意义。 展开更多
关键词 突水 水文地质信息 水源 通道 致灾机理 治理方案
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基于改进的SSA-BP神经网络的矿井突水水源识别模型研究 被引量：10
7
作者 刘伟韬 李蓓蓓 +2 位作者 杜衍辉 韩梦珂 赵吉园 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期98-105,115,共9页
机器学习与寻优算法的结合在矿井突水水源识别上得到广泛应用,但突水水样数据具有随机性且寻优算法易陷入局部最优,提高模型泛化能力和跳出局部最优需进一步研究。针对上述问题,提出了一种改进的麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络模型,... 机器学习与寻优算法的结合在矿井突水水源识别上得到广泛应用,但突水水样数据具有随机性且寻优算法易陷入局部最优,提高模型泛化能力和跳出局部最优需进一步研究。针对上述问题,提出了一种改进的麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络模型,用于对矿井突水水源进行定量辨识。以鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿为研究对象,通过常规离子浓度分析、Piper三线图对该煤矿水样的水化学特征进行分析,初步判断矿井水来源于奥灰含水层和三灰含水层,并确定Na^(+)+K^(+)浓度、Ca^(2+)浓度、Mg^(2+)浓度、HCO_(3)^(-)浓度、SO_(4)^(2-)浓度、Cl^(-)浓度、矿化度、总硬度、pH值作为突水水源识别指标;建立基于改进SSA-BP神经网络的矿井突水水源识别模型:首先进行SSA参数设置,引入Sine混沌映射使麻雀种群均匀分布,然后通过计算适应度值进行麻雀种群的更新,引入随机游走策略扰动当前最优个体,如果满足终止条件,则获得最优BP神经网络权重和阈值,最后基于构建的BP神经网络,输出识别结果。研究结果表明:①改进的SSA-BP模型在训练集上的识别准确率达95.6%,在测试集上的识别准确率达100%。②改进的SSA-BP神经网络模型与BP神经网络模型、SSA-BP神经网络模型对比结果:BP神经网络模型误判率为5/18,SSA-BP神经网络模型的误判率为2/18,改进的SSA-BP神经网络模型误判率为0,迭代10次后趋于稳定,且与设定的目标误差相差最小,初始适应度值最优,识别结果可信度高。③将阳城煤矿5组矿井水水样数据作为输入层数据输入到训练好的模型中,矿井水水样的主要来源为奥灰含水层、三灰含水层和山西组含水层,模型识别结果与水化学特征分析的结论相互印证,实现了精准区分。 展开更多
关键词 矿井突水水源识别 水化学特征 麻雀搜索算法 BP神经网络 混沌映射 随机游走策略
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蒙陕接壤区煤层顶板涌水水源智能判别方法 被引量：4
8
作者 王皓 孙钧青 +3 位作者 曾一凡 尚宏波 王甜甜 乔伟 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期76-88,共13页
蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、... 蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K^(+)+Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、TDS和有机指标UV_(254)、TOC、溶解性有机质(DOM)的荧光光谱作为判别指标,利用主成分分析法(PCA)对80组地下水水样数据进行主成分提取,提出一种人工鱼群算法(AFSA)改进随机森林(RF)的PCA-AFSA-RF顶板涌水水源智能判别方法。首先,建立PCA-RF判别模型,其准确率(A_(c))、精确率(P_(r))、召回率(R_(c))和F-measure指数(f_(1))分别达到了83.00%、83.17%、80.42%和79.57%;其次,通过AFSA对PCA-RF判别模型中决策树数目、树深和内部节点分裂所需的最小样本数进行寻优,在AFSA中引入遗传机制以避免陷入局部最优,建立基于PCA-AFSA-RF的煤层顶板涌水水源智能判别模型,该模型A_(c)、P_(r)、R_(c)、f_(1)分别达到92.18%、91.11%、87.58%和88.82%,较PCA-RF分别提高9.18%、7.94%、7.16%和9.25%,回代准确率达到97.50%;最后,利用该模型对12个矿井水水样进行判别,结果与现场实际相一致,表明AFSA改进后的PCA-RF模型具有更好的准确性和泛化能力。研究结果可为煤层顶板涌水水源的准确判别提供新方法。 展开更多
关键词 蒙陕接壤区 顶板涌水 无机-有机指标 机器学习 智能判别
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拉曼光谱联合WOA特征筛选的矿井水源识别方法研究 被引量：2
9
作者 周茗皓 陈小刚 +2 位作者 崔继峰 卞凯 胡锋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1039-1044,共6页
在矿井突水灾害防治过程中,准确、快速判别突水水源类型对煤矿安全生产意义非常重大,而传统的水化学方法存在耗时长、检测复杂等不足,为此提出采用拉曼光谱进行矿井突水水源辨识这一新思路。首先从淮南矿区采集老空水、顶板砂岩裂隙水... 在矿井突水灾害防治过程中,准确、快速判别突水水源类型对煤矿安全生产意义非常重大,而传统的水化学方法存在耗时长、检测复杂等不足,为此提出采用拉曼光谱进行矿井突水水源辨识这一新思路。首先从淮南矿区采集老空水、顶板砂岩裂隙水、奥灰水、太灰水和地表水以及它们混合的水样作为实验对象,并借助拉曼光谱系统收集水样的拉曼光谱数据。随后,采用常见的光谱预处理方法对原始拉曼光谱进行降噪。接着,采用鲸鱼优化算法(WOA)对水样的拉曼光谱进行特征信息筛选,得到最能够表征矿井水样的特征拉曼信息。最后,将筛选出的特征拉曼信息作为输入,分别构建BP神经网络(BPNN)、K-近邻算法(KNN)、支持向量机(SVM)、决策树(DT)以及朴素贝叶斯(NB)分类模型,以此来验证拉曼光谱结合WOA筛选特征拉曼信息用于矿井水源识别的可行性。实验证明:利用WOA可以从2048个拉曼数据点中筛选得到102个特征拉曼信息,将拉曼信息的点数缩减为原来的4.98%,而且WOA筛选的特征拉曼信息的建模精度高于全拉曼数据建模精度,此外,采用WOA筛选的特征拉曼信息构建BPNN、KNN、SVM、DT和NB水源辨识模型时,其分析速度都有着不同程度的提升。研究结果表明,采用WOA筛选矿井水源拉曼光谱的特征信息,可以有效地减少拉曼光谱数据的冗余,提升拉曼光谱分析的速度,这可以为矿井水源的快速检测提供借鉴。 展开更多
关键词 拉曼光谱 矿井突水 水源识别 鲸鱼优化算法 特征筛选
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全光纤微震监测技术在底板突水监测中的应用研究 被引量：3
10
作者 黄刚 韩云春 +6 位作者 余国锋 罗勇 任波 叶赞 王立超 赵靖 徐一帆 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-45,共10页
目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程... 目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程中底板突水监测为工程背景,使用全光纤微震监测系统与ESG微震监测系统进行对比,得出全光纤微震监测系统具有以下优势:记录的波形频谱特征更清晰,表现出高信噪比优势;对扰动深度的监测范围更大,远距离监测效果更好;震源定位结果分布更加合理,更符合工作面实际开采情况。在监测工作面回采全周期内,分析了11023工作面断层异常区底板破坏与微震活动性关系:在断层和煤层变薄异常区附近,微震事件的数量增多、强度增大;工作面初采期间应力集中释放,受采动影响,底板破坏较深;相对大能量事件主要分布在断层异常区的底板,底板破坏深度约为27 m,微震事件在3煤底板60 m以下没有成线或成面聚集的情况,说明裂隙并未扩展,未形成导水通道,工作面安全回采。 展开更多
关键词 全光纤微震监测 底板突水 扰动深度 震源定位 断层异常区 微震活动性 相对大能量事件
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柳家村隧洞水化学特征分析及涌水水源判别方法研究 被引量：1
11
作者 蒋欣静 李仲夏 +4 位作者 万军伟 成建梅 王志明 王玲 王铭 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期158-169,共12页
柳家村隧洞作为滇中引水工程的重要组成部分,在开挖过程中需穿越高水位富水地层,因而容易发生突涌水事故。隧址区地处红层,地下水作为当地居民生产生活的重要水源,因此揭示研究区地下水水化学特征,构建涌水判别模型,对于当地地下水资源... 柳家村隧洞作为滇中引水工程的重要组成部分,在开挖过程中需穿越高水位富水地层,因而容易发生突涌水事故。隧址区地处红层,地下水作为当地居民生产生活的重要水源,因此揭示研究区地下水水化学特征,构建涌水判别模型,对于当地地下水资源的开发利用具有重要意义。分别从3个不同含水层中采集了11组地下水水样以及2个施工支洞的2组涌水水样,运用Piper三线图、离子比例系数、水化学指标相关性分析等方法揭示了区域地下水水化学特征;以主成分分析法和Fisher判别法作为基础模型,构建了一种由R型聚类分析、主成分分析、Fisher判别分析三者耦合的涌水水源快速判别模型,该模型可以较好地适用于水样数据较少的地区;此外,利用柳家村隧洞的实际样本数据,对该模型进行了验证,并与主成分分析、Fisher判别分析两者结合的方法进行了对比。结果表明:地下水中离子成分主要来源于地层中的方解石、白云石、石膏、芒硝等矿物的溶解;利用本文提出的涌水水源快速判别模型判别涌水水源的精度相比于主成分分析、Fisher判别分析两者耦合的方法提高了9.1%。 展开更多
关键词 地下水资源 涌水水源判别 水化学特征 柳家村隧洞
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基于Piper-层次聚类-灰色关联度的突水水源识别 被引量：1
12
作者 潘军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期221-227,共7页
快速准确地识别煤矿突水的来源对于煤矿安全开采十分重要,是煤矿防治水的基础工作。基于Piper三线图-层次聚类-灰色关联度的综合方法对甘肃省某煤矿的突水水源进行了识别。工作面井下排水、断层裂隙水和顶板砂岩裂隙水的水化学类型均为S... 快速准确地识别煤矿突水的来源对于煤矿安全开采十分重要,是煤矿防治水的基础工作。基于Piper三线图-层次聚类-灰色关联度的综合方法对甘肃省某煤矿的突水水源进行了识别。工作面井下排水、断层裂隙水和顶板砂岩裂隙水的水化学类型均为SO_(4)-K·Na型水,地表水水化学类型为SO_(4)·HCO_(3)-Ca型水。在Piper三线图中,井下排水与其他类型水在图中的距离较远,初步判断井下排水是来自多种水源的混合水。通过层次聚类分析得到煤层开采产生的井下排水与顶板砂岩裂隙水以及断层裂隙水的水质特征相对距离较近,特征类似。最后,采用灰色关联度判别模型进行判断,结果表明煤层顶板裂隙水以及断层裂隙水与井下排水的关联度较好。综合上述3种方法可知,工作面开采产生的井下排水主要来源于顶板砂岩水和断层裂隙水,与地表水的关系较小。推测可能是在开采过程中地层扰动导致的顶板水补给以及导水裂隙带导通孔隙水补给。因此,顶板含水层和导水裂隙带的研究与探查是该煤矿今后防治水工作的重点。 展开更多
关键词 矿井突水 水源识别 水化学特征 Piper三线图 层次聚类 灰色关联度
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基于多元统计和混合模型的矿井涌水构成比例判别
13
作者 曹思文 刘源 +1 位作者 武亚遵 王雪奇 《煤炭工程》 北大核心 2024年第12期133-139,共7页
为了快速有效地判别涌(突)水水源,以杨村煤矿为研究实例,在分析矿井充水水源的基础上,在四个主要充水含水层中选定56个学习样本,采用Piper三线图剔除异常样本后保留52个典型样本,并选取HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Na^(+)+K^(+)... 为了快速有效地判别涌(突)水水源,以杨村煤矿为研究实例,在分析矿井充水水源的基础上,在四个主要充水含水层中选定56个学习样本,采用Piper三线图剔除异常样本后保留52个典型样本,并选取HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Na^(+)+K^(+)、Mg^(2+)和Ca^(2+)六大常规离子作为判别指标,应用多元统计学中的Bayes逐步判别分析法建立矿井突水水源判别模型,Bayes判别模型对样本总体分类的准确率达到了91.06%,为有效地识别混合水水源构成比例奠定了基础,而后结合“M3”质量平衡理论建立了混合模型并确定了矿井涌水的构成比例。结果显示:受充水含水层特性及影响程度制约,前期矿井涌水构成中砂岩水含量较高,具体为奥灰水占15.2%,十下灰水占20.68%,3煤顶板砂岩水占48.28%,十三-十四灰水占15.85%。随时间的推移十三-十四灰水、奥灰水比例逐渐增大,其中奥灰水占23.65%,十下灰水占10.8%,3煤顶板砂岩水占26.73%,十三-十四灰水占38.83%。这与矿井前期主要回采五采区3号煤,后期逐步开采下组煤的情况相一致,表明该方法较符合生产实际。从整体上来看杨村煤矿矿井涌水中奥灰水占17.5%,十下灰水占19.86%,3煤顶板砂岩水占36.43%,十三-十四灰水占26.21%,表明当前矿井涌水以3号煤回采区的顶板砂岩水和下组煤回采区的十三-十四灰水为主,这为今后矿井防治水工作的开展提供了依据。 展开更多
关键词 涌水来源 Bayes模型 混合模型 比例判别 质量平衡理论
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用Fisher判别法确定矿井突水水源 被引量：68
14
作者 陈红江 李夕兵 +1 位作者 刘爱华 彭述权 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1114-1120,共7页
运用Fisher判别分析(FDA)理论,根据含水层的标型组分和涌水点水样的化学成分,针对简单的两类和复杂的多类突(涌)水水源识别,分别建立Fisher的线性判别函数模型和典则判别的函数模型,并对它们进行判别分析,将所建的矿井突(涌)水水源识别... 运用Fisher判别分析(FDA)理论,根据含水层的标型组分和涌水点水样的化学成分,针对简单的两类和复杂的多类突(涌)水水源识别,分别建立Fisher的线性判别函数模型和典则判别的函数模型,并对它们进行判别分析,将所建的矿井突(涌)水水源识别的Fisher判别模型应用于华北某矿井予以验证。研究结果表明:该模型利用回代估计法所得到的误判率小,并具有较强的判别能力。运用该模型进行判别分析,简易方便,分类效率高,对研究矿井突(涌)水水源的快速、有效判别意义明显;该模型适用性强,有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 矿井突水 突(涌)水水源判别 水化学方法 FISHER判别分析
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基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法 被引量：86
15
作者 鲁金涛 李夕兵 +2 位作者 宫凤强 王希然 柳皎 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期109-115,共7页
为有效地预防矿井突水事故,及早识别突水水源是关键工作之一。根据矿井各含水层水化学成分的差异性,选取7种水化学成分指标作为突水水源识别的样本变量。在此基础上,采用主成分分析(PCA)与Fisher判别分析相结合的方法建立突水水源判别... 为有效地预防矿井突水事故,及早识别突水水源是关键工作之一。根据矿井各含水层水化学成分的差异性,选取7种水化学成分指标作为突水水源识别的样本变量。在此基础上,采用主成分分析(PCA)与Fisher判别分析相结合的方法建立突水水源判别模型。以新庄孜煤矿不同水层的水化学特征资料中的33个为学习样本,12个为预测样本,对该模型进行检验和应用,并与传统Fisher判别分析模型的结果进行比较。研究结果表明:利用PCA与Fisher突水水源判别模型能够有效地消除样本变量指标间的相互影响,使突水水源判别结果更加准确。 展开更多
关键词 FISHER判别分析 矿井突水 水源判别 主成分分析(PCA) 矿井水文地质
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Bayes方法在矿井突水水源判别中的应用 被引量：38
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作者 张春雷 钱家忠 +1 位作者 赵卫东 马雷 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期34-37,共4页
快速有效地判别突水水源是矿井安全生产的重要保障。选取各含水层多项水质指标,应用Bayes方法建立适用于不同水质类型的矿井突水水源快速判别模型。结合SPSS软件,以淮南顾桥矿为例,并与模糊综合评判模型、神经网络模型进行分析比较。结... 快速有效地判别突水水源是矿井安全生产的重要保障。选取各含水层多项水质指标,应用Bayes方法建立适用于不同水质类型的矿井突水水源快速判别模型。结合SPSS软件,以淮南顾桥矿为例,并与模糊综合评判模型、神经网络模型进行分析比较。结果表明:贝叶斯多类线性判别模型能够有效地判别突水水源,比模糊综合评判有更高的准确性,与神经网络模型的判别准确率相同。Bayes多类线性判别模型又以其计算过程简单、模型结构稳定而优于神经网络模型。既提高判别准确率又提高判别速度,实现对突水水源快速有效判别。 展开更多
关键词 水源判别 Bayes模型 煤矿
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煤层底板突水量的距离判别分析预测方法 被引量：28
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作者 陈红江 李夕兵 +2 位作者 刘爱华 董陇军 刘志祥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期487-491,共5页
为了从理论上对煤层底板突水问题进行分析,选取对底板突水影响最大的有无含水层、水压、隔水层厚度、底板采动破坏深度及断层落差等作为基本判别因子,选取国内15个有代表性的采煤工作面底板突水资料作为训练样本,利用距离判别分析理论,... 为了从理论上对煤层底板突水问题进行分析,选取对底板突水影响最大的有无含水层、水压、隔水层厚度、底板采动破坏深度及断层落差等作为基本判别因子,选取国内15个有代表性的采煤工作面底板突水资料作为训练样本,利用距离判别分析理论,建立了煤层底板突水量预测的距离判别分析模型.用所建立的模型对4个待检验的底板突水案例进行了分析,与实际情况吻合良好,计算结果与最小二乘支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等方法所得到的结果一致或更好. 展开更多
关键词 底板突水 突水量 距离判别分析理论 预测方法
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基于主成分分析的矿井突水水源Bayes判别模型 被引量：24
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作者 邓清海 曹家源 +2 位作者 张丽萍 林永霞 张丹丹 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期20-25,共6页
矿井突水严重威胁矿区安全生产,快速准确地判别突水水源,对有效防治矿井突水灾害有重大意义。根据鹤壁矿区6个主要含水层水化学成分的差异性,选取了Ca2+、Mg2+、Na++K+、CO2-3、HCO-3、Cl-、SO2-47个指标作为突水水源判别的评价因子,并... 矿井突水严重威胁矿区安全生产,快速准确地判别突水水源,对有效防治矿井突水灾害有重大意义。根据鹤壁矿区6个主要含水层水化学成分的差异性,选取了Ca2+、Mg2+、Na++K+、CO2-3、HCO-3、Cl-、SO2-47个指标作为突水水源判别的评价因子,并选用鹤壁矿区294个水样作为学习样本,以Matlab为平台,先采用主成分分析法提炼出三个主成分Z1、Z2和Z3。然后把这3种主成分的值作为贝叶斯判别指标,建立了鹤壁矿区突水水源判别模型。利用该模型对鹤壁矿区随机选取22个突水水样进行水源判别,判别正确19个,错误3个,精度达到86%。判别错误的原因,主要是因为有的含水层水化学类型相似或者几个含水层之间存在一定的水力联系。研究结果表明,基于主成分分析的矿井突水水源Bayes判别模型能够满足矿井生产要求,可为防治水工作提供决策依据。 展开更多
关键词 突水水源 判别模型 主成分分析法 MATLAB 贝叶斯判别法 鹤壁矿区
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基于GIS的矿井水害防治辅助决策支持系统 被引量：15
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作者 马雷 钱家忠 +1 位作者 赵卫东 周小平 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期44-49,共6页
为提高矿井水害防治数字化管理水平,辅助矿井防治水决策,从矿区集团公司及其所属煤矿两级防治水管理与决策角度,提出了矿井水害防治信息系统的设计原则,分析了系统信息流程,设计了系统数据库和功能模块,分析了系统的关键技术并给出了在... 为提高矿井水害防治数字化管理水平,辅助矿井防治水决策,从矿区集团公司及其所属煤矿两级防治水管理与决策角度,提出了矿井水害防治信息系统的设计原则,分析了系统信息流程,设计了系统数据库和功能模块,分析了系统的关键技术并给出了在系统中的实现方法,即矿井突水水源判别技术,顶板和底板突水危险性评价方法。系统C/S部分利用GIS组件开发,较好地实现了图件管理,信息提取与分析和模型计算,并通过B/S模式实现图件与数据的网络发布。 展开更多
关键词 水害 防治水 突水水源判别 突水评价 决策支持
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矿井突水水源判别的多组逐步Bayes判别方法研究 被引量：50
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作者 陈红江 李夕兵 刘爱华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3655-3659,共5页
矿井突水是采矿过程中最具威胁的自然灾害之一。能否准确快速地判别矿井突水水源,不仅是矿井水文地质工作的主要内容,而且是煤矿防治水工作的重要基础。为了有效判别矿井突水水源,综合考虑水化学指标对水源判别的重要性,基于多组逐步Ba... 矿井突水是采矿过程中最具威胁的自然灾害之一。能否准确快速地判别矿井突水水源,不仅是矿井水文地质工作的主要内容,而且是煤矿防治水工作的重要基础。为了有效判别矿井突水水源,综合考虑水化学指标对水源判别的重要性,基于多组逐步Bayes判别分析理论,选取Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和HCO3-共6项指标作为判别因子,利用国内某矿区各主要含水层的35个水样的水质资料作为训练样本,建立了矿井突水水源预测的多组逐步Bayes判别分析模型。实例分析表明,该模型结果与实际情况相符合,说明该模型在矿井突水水源判别中具有良好的实用性和有效性,为判别矿区新的突水水源提供了一种新思路。 展开更多
关键词 矿井突水 矿井水文地质 突水水源判别 多组逐步Bayes判别
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