煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

突水严重制约着煤矿安全生产。突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。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。从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面,总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨,概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。

神经网络在矿井突水水源判别中的应用

提出了一种采用改进的SOM神经网络对矿井突水水源进行判别的方法。该方法把水质中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO24-和HCO-3等7种离子的含量作为判断因素,结合改进的SOM神经网络模型,对20个水源样品进行分类。实验结果表明,该方法的误判率为0,能够准确地判别矿井突水水源。

矿井突水水源类型判别模型及其系统实现

系统介绍了矿井突水水源快速识别系统的组成 ,阐述了煤矿突水水源判别的 3种数学模型及其适用条件 ,从应用的角度介绍了该软件的使用步骤。采用该系统软件可高效准确地完成未知样品的水源类型判别 。

系统聚类逐步判别法对皖北矿区突水水源的分析

以Ca2+、Mg2+、K++Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、pH值与TDS的测试结果为指标,对皖北矿区四含、煤系、太灰、奥灰4个主要突水含水层系统分别进行聚类分析。在此基础上,筛选出能代表各含水层水化学特征的水样进行逐步判别分析,并从中选出了SO42-与TDS两种标型组分,建立了皖北矿区突水水源的判别模型,该模型具有较好的判别效果。

隐伏导水陷落柱水害预防与超前探查治理技术

根据水位场、水温场、水化学场一致性的理论,快速判别出任楼煤矿7218掘进工作面突水水源为深部奥灰水;导水通道为隐伏导水陷落柱(定性)。通过封堵出水巷道,防止水量由渐变到突变(预防);井下物探、钻探等综合探查确定隐伏导水陷落柱的位置、范围与空间形态(定位);采用计算机仿真技术,模拟了隐伏导水陷落柱内应力场、位移场和渗透场的动态特征,通过优化设计确定在其顶部注浆建立"穿裙盖帽的止水帽"充填加固技术方案(超前治理),避免重大恶性突水事故的重演,取得了"高效快省"的定性预防定位超前探查治理隐伏导水陷落柱的新模式。

霍州煤电集团水化学资料分析系统软件的实现

介绍了霍州煤电集团水化学资料分析系统软件的功能组成,阐述了软件开发中突水水源判别模块中模型设计和方法。实践证明,该软件系统可快速准确地完成未知样品的水源类型判别,为煤矿安全生产提供决策依据。

基于水量演化特征的煤层底板突水通道识别方法

为在突水发生后快速判断突水通道类型,提出通过突水量演化特征识别煤层底板突水通道的方法。依据煤层底板构造发育情况及其与采掘活动的空间关系,将煤层底板突水通道划分为完整底板通道、非贯通型通道及贯通型通道3种类型。分析了3种类型突水实例,获得了不同突水通道煤层底板突水水量演化特征。再依据水量演化特征的煤层底板突水通道识别方法,凭峰前突水量演化及峰后水量衰减特征,判断突水通道类型。且采用三维相似模拟平台,模拟了1例岩溶陷落柱突水过程。结果表明:该次突水通道为贯通型通道,与突水通道识别模型分析结果一致,不同突水通道具有显著的突水量演化规律差异,水量演化特征能够较准确地反映突水通道的演化过程。

基于Matlab因子分析及距离判别模型的矿井突水水源识别

针对传统的矿井突水水源判别存在准确率较低的问题,选取K^++Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-、SO_4^(2-)及HCO_3^-6种水化学成分指标作为矿井突水水源判别依据,基于SPSS因子分析建模,确定21组突水水样训练样本中与第一主因子密切相关的水质指标,依据距离判别模型,将得到的水质指标作为样本数据输入Matlab平台,采用SQRT、MAHAL函数确定突水水样训练样本总体间的马氏距离矩阵。结果表明:构建二者相结合的矿井突水水源判别模型,其回判准确率高达99%,对8个未知的测试样本进行突水水源的识别,实例验证在判别指标选择合适的情况下,因子分析及距离判别相耦合的突水水源判别方式能有效地消除判别指标间的相互影响,提高判别率,为矿井水害防治提供理论基础。

基于溶解性有机质荧光光谱特征的突水水源识别

为了区分各含水层间水化学特征差异,对地下水中溶解性有机质的三维荧光光谱特征进行了研究,结果表明:地表水和第四系水中各类有机质荧光峰均出现,且荧光强度高;砂岩水中未出现酪氨酸荧光峰,疏水性有机酸和海洋性腐植酸的荧光峰强度分别为99.75 QSU和56.50 QSU,小于上覆水体的值;奥灰水中总有机碳TOC和紫外吸收值UV254明显低于其他含水层,且没有酪氨酸、疏水性有机酸和海洋性腐植酸的荧光峰,色氨酸荧光峰强度则高于其他含水层,其值为175.23 QSU。通过三维荧光光谱特征能够显著区分奥灰水和上部含水层的水化学特征,准确地识别突水水源。