“矿井突水水源判别方法及水化学特征研究”专题

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“矿井突水水源判别方法及水化学特征研究”专题

来源：煤田地质与勘探

矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节，也可极大地避免矿井发生突水事故和减少突水事故产生的损失。《煤田地质与勘探》编辑部现整理矿井突水水源判别方法及水化学特征研究相关文章，供大家参考学习。

行业视野: 安全
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关键词; 66位
专家; 15篇
论文; 7233IP
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淮南煤田地下水水化学空间分布及其形成作用

作者(Author)：汪子涛, 刘启蒙, 刘瑜

摘要：为探究淮南煤田地下水的空间分布情况及各项水化学作用的强度，将淮南煤田划分为松散层较厚的北部区域与松散层较薄的南部区域，收集了两区域16个矿井主要突水含水层的水化学测试数据，综合采用离子组合法、Gibbs图、氯碱指数等方法研究了各含水层的地下水水化学特征。研究结果表明：地下水总溶解固体与松散层埋藏厚度呈正相关，其均值范围在951.92~2 667.79 mg/L。随着松散层厚度的增大，脱硫酸、浓缩结晶及阳离子交替吸附等水化学成分形成作用得到增强，使SO42– 不断消耗形成HCO3– ，导致溶解度小的HCO3– 结合Ca2+、Mg2+析出，并最终形成以NaCl主导的高矿化度水体。该结论将为深部煤矿区水害防治、水资源利用等提供一定借鉴作用。

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煤田地质与勘探

2019年第05期

827

207
矿井突水水源判别的ESN正则化模型

作者(Author)：李垣志, 牛国庆, 张轩轩

摘要：针对标准回声状态神经网络(ESN)因病态解而导致水源判别模型准确率低,精度差的问题,提出了将6种正则化方法与ESN神经网络相结合,并应用于矿井突水水源的判别,与标准ESN模型的判别结果进行对比分析。结果表明:ESN模型易出现过拟合问题,判别准确率只有49%~88%;而采用阻尼最小二乘奇异分解法(DSVD)与广义交叉验证法(GCV)相耦合的正则化方法能够较好的解决模型病态解问题,使模型的准确率提高到100%,最佳判别精度比标准ESN模型提高了64%,稳定性提高了61%;且该方法对不同规模的储备池结构表现出较强的适应性,不仅简化了模型的映射关系,提高计算效率,还增强模型的泛化能力。因此,基于GSVD_GCV正则化的ESN水源判别模型可作为一种快速有效判别矿井突水来源的新方法。

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煤田地质与勘探

2018年第01期

144

154
煤矿水文地质勘探中水文地球化学判别标准的构建

作者(Author)：杨建, 刘洋, 方刚

摘要：针对煤矿水文地质勘探过程中存在的水文地球化学异常问题,以蒙陕矿区侏罗系含水层为研究对象,开展了水化学异常原因分析和判别标准构建,结果表明:勘探过程中以“水清沙净”为判别洗井完成的依据不充分,水泥浆残留是造成pH升高、矿化度降低等水化学异常的主要因素,因此结合蒙陕矿区深埋型煤田水文补堪和工作面探放水等工作成果,建立了由pH、矿化度(TDS)、HCO3-、SO42-等水质指标组成的“五要素”判别标准,对巴拉素井田水文补堪过程中采集的36组水样进行判别,可以迅速判断出存在水化学异常的8组水样。剔除水化学特征异常的水样点后,可以很清晰地建立巴拉素井田各含水层的水化学特征,第四系水化学特征与地表水比较接近,表现为低矿化度、弱碱性、重碳酸钙型水;白垩系洛河组含水层与第四系水力联系密切,但埋深有所增加,导致一定量Na+离子溶入,水化学特征演化为重碳酸钙钠型;安定组为区域性较稳定隔水层,导致直罗组和延安组含水层以侧向补给为主,地下水循环交替时间较长,形成了深部滞留特征的高矿化度(>2 500 mg/L)硫酸钠型地下水。

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煤田地质与勘探

2018年第01期

214

143
主成分分析与Bayes判别法在突水水源判别中的应用

作者(Author)：张好, 姚多喜, 鲁海峰, 朱宁宁, 薛凉

摘要：准确有效地判别突水水源是解决矿井水害的前提条件。基于淮北袁店二矿各含水层共59个水样水质化验资料,利用主成分分析法,计算各水样的因子得分,并进行系统聚类,剔除错误样本。利用剩余水样作为学习样本,检验Bayes判别函数的判定准确性,得出准确率为92.5%,并进行交叉验证。利用该判别函数对某工作面底板下一富水区水样进行判别,结果与实际情况吻合。结果指示基于主成分分析与Bayes判别法较单一Bayes判别法更加准确,能够消除样本变量之间的相互影响,实现对突水水源的快速有效判别。

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煤田地质与勘探

2017年第05期

264

130
封闭不良天然气孔突水过程的水文地球化学特征

作者(Author)：杨建, 梁向阳, 刘基

摘要：为了查清封闭不良天然气孔突水过程中充水水源的变化规律,开展了气孔出水水文地球化学特征研究。结果表明:"大53"天然气孔突水过程中TDS浓度逐渐降低,初期为SO4·Cl—Na型水,位于Piper三线图右端部,来自直罗组;中期TDS浓度降至500多mg/L,属于HCO3·SO4·Cl—Na型水,位于Piper三线图右端偏下,来自白垩系;期间煤层底部涌出高TDS的SO4·Cl—Na型水,该水样点位于三线图右端偏上。气孔处理过程中,水样中γ（Ca）/γ（Na）系数均远大于其他水样,且HCO3–未检出,为煤层顶板直罗组水化学特征,表明阻隔了2-1煤层与白垩系含水层和2煤—6煤含水层的水力联系。取距离阈值20,分层聚类分析可以将水样分为白垩系水和侏罗系水,距离阈值5又可将侏罗系含水层水细分为直罗组2段、直罗组1段和2煤—6煤含水层水,实现了对气孔突水过程中充水水源变化规律的准确判别。

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煤田地质与勘探

2017年第05期

258

124
丰予井田地下水化学特征分析及意义

作者(Author)：邢世平, 胡友彪, 吴亚萍, 范廷玉, 李文钧

摘要：了解地下水化学特征及其形成作用对于快速识别矿井突水水源、防止矿井突水具有重要意义。在系统分析丰予井田水文地质条件的基础上,运用各常规离子与TDS（溶解性固体总量）的二次拟合曲线、Piper三线图、离子浓度变异系数、地下水Stiff图、TDS等值线图、Gibbs图以及离子比例系数图对各含水层的地下水水化学特征及形成作用进行分析。研究结果表明:各含水层的离子浓度变异系数均小于1,离子的分布比较稳定;山西组和太原组的水化学类型均为HCO3·Cl—Na+K·Ca,且Na++K+与TDS浓度均较大,山西组和太原组是相对封闭的含水层,新生界和奥陶系的水化学类型为HCO3—Ca·Mg;水岩作用是影响各含水层化学成分的主要作用,碳酸盐岩溶解、硅铝酸盐溶解以及蒸发岩溶解是影响地下水化学成分的主要因素。

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煤田地质与勘探

2017年第04期

550

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基于Fisher判别分析和质心距评价法的矿井水源判别

作者(Author)：孙福勋, 魏久传, 万云鹏, 刘传娥

摘要：矿井突水是影响煤矿安全生产的灾害之一,快速准确地判别突水水源对于水害治理至关重要。Fisher判别分析法在判别混合水时,只能将此确定为最相像的某一分组,从而发生误判,因此在Fisher判别分析理论的基础上引入了质心距评价法,剔除可能为混合水样的样本数据,可以提高判别结果的准确率。为此选取13种水化学离子作判别因子,30个有代表性的水样作为训练样本建立判别函数模型,应用判别函数模型及质心距辅助评价指标对6个取自特定含水层的单一水样和4个取自水仓的混合水样验证分析,引入质心距评价分析后判别准确率从60%提高到83.3%。研究结果表明,在Fisher判别分析后进行质心距评价分析可提高判别结果的准确度。

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煤田地质与勘探

2017年第01期

211

133