皖北矿区地下水稀土元素地球化学特征研究

矿井突水是煤矿开采中经常遇到的地质灾害,严重威胁着煤矿的安全生产。为了快速判别突水水源,利用皖北宿(县)—临(涣)矿区生产矿井地面水位长期观测孔、井下放水孔以及井下出水点等处分别取新生界第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层的42个稀土元素水样。采用现代统计学中的因子分析方法对矿区稀土元素的水文地球化学特征进行研究。提取了两个特征值大于1的公因子,两个因子的累计方差贡献率达到了93.055%,能够较全面的解释宿-临矿区大部分含水层的水化学信息;建立了用稀土元素作为分析变量判别突水含水层水源的Bayes模型,判别率高达93%,判别结果与因子分析结果相符。研究成果为煤矿开采中的突水水源判别提供了新的科学依据。     

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析

为了判断桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在井下对太原组灰岩含水层实施了放水试验,采取不同放水阶段太原组灰岩水样,对其常规水化学指标进行了测试,并与井田各含水层水化学指标进行了分析对比。结果表明：北八采区太原组灰岩水与井田南部采区新生界松散层第四含水层水以及煤系砂岩水的水质差别较大,与南部采区太原组灰岩水的水化学指标也存在一定的差异,而与奥陶系灰岩水的水化学指标基本一致;并随放水时间的延长,水质更势同于奥陶系灰岩水;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水存在水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给。研究成果对该区太原组灰岩水的防治有重要的指导意义。     

许疃矿32块段出水水源Fisher识别分析

鉴于许疃矿32块段3222切眼持续突水,为了快速有效地判别出该矿出水点的水源类型,为该矿防治水措施的制定提供科学依据,通过利用所收集的许疃矿32块段不同含水层常规水化学数据和与其具有相同水质单元的任楼矿部分水化学数据,依据各含水层地下水化学组分情况,最终选取了7种能够区分各含水层类型的水化学指标,并借助SPSS软件建立了许疃矿突水水源的Fisher识别模型。训练水样的判别结果经回估后发现,该模型在许疃矿水源类型的判别中正确率高,表明此模型在许疃矿水源判别中效率较好,可作为许疃矿矿井突水时快速判别水源类型的一种依据,对该煤矿日后安全生产具有一定的实际意义。最后对许疃矿出水点待判水样进行科学判别,判别结果为:所有待判水样均为砂岩水。另外,论文中许疃矿水源判别模型建立时未考虑各含水层混合后的情况,因此该模型还可作进一步研究。     

孙疃煤矿1028工作面底板突水特征与水源识别

在研究孙疃煤矿地质条件及水文地质特征的基础上,对1028工作面底板突水特征、水化学特征、含水层水位动态变化,得出1028工作面突水水源主要来源于10煤上下砂岩裂隙水,太原组灰岩上、中含水层段水是主要补给水源,与第四含水层和太原组灰岩下含水层段无关.     

福建煤矿突水水源水化学特征的实验研究

为了快速准确识别煤矿突水来源,以福建省煤矿为研究对象,采集典型煤矿突水水源水样,进行水化学特征实验研究,检测了7大离子含量和pH值指标,利用Piper三线图法分析了各水源的水质类型特征,对比分析了各种突水水源之间总离子浓度的差别,利用箱形图法分析了各个离子在不同水源中的分布特征,实验结论可作为突水水源快速判别的依据。     

赵家寨矿井充水水源的综合判别分析

本文以赵家寨矿井为研究对象,采集了奥灰岩水样7个,L1-4灰岩水样6个,L7-8灰岩水样25个,砂岩水样2个,第三系水样1个,第四系地下水样1个,老空水样1个。灰岩水样分析结果表明,不同含水层水化学类型有一定差异,如以L7-8灰岩水HCO3-SO4型水为主。以六大离子作为判别因子,经灰色关联度分析、判别分析以及BP神经网络判别模型3种判别方法,对突水水源判别对比,综合选择出适当的水源判别方法。研究表明,该矿井以六大离子作为判别因子时选择BP神经网络分析法进行预测的结果更加可靠。     

基于水化学特征分析的矿井突水水源判别

为了能够准确并快速地判别煤矿突水水源位置,采用基于水化学特征的判别分析法,对矿井突水水源进行综合评判。即利用突水点的水化学分析指标离子的检测值与以往收集的各个主要含水层的水化学指标离子本底值,通过利用判别分析方法,建立各含水层的判别模型,再将突水点的水样离子浓度带入判别模型,判定突水水源。判别分析结果表明,采用这种方法判别突水水源,,判别精度较高、方法简单易操作、节省时间。     

潘二煤矿沿Ⅳ勘探线地下水化学成分空间分布特征研究

准确掌握煤矿地下水水化学成分,查明不同含水层地下水的水化学类型和离子空间分布特征,对矿井突水水源快速判别和水害有效防治具有重要意义。文章基于潘二矿的地下水水质资料并结合矿井水文地质条件,采用Piper三线图和直方图对其地下水水化学空间分布特征进行分析。结果表明,在垂向上灰岩含水中的K^＋＋Na^＋、HCO3^-浓度和煤系水中的Cl-浓度随深度增加先减后增,煤系含水层中的SO1^2《浓度随深度增加而增加;水化学类型由HCO3·C1-Na＋K渐变为C1Na＋K。根据水化学成分的变化规律,可以区分各层突水水源,为正确判别矿井突水水源提供可靠依据。     

基于Modpath的矿井突水应用

运用粒子反向示踪理论,根据安徽铜陵新桥硫铁矿各含水层的水文地质条件、工程地质条件,利用抽压水试验得出的渗流系数、给水度等岩性特征,针对突水水源识别问题,建立Modpath的矿井突水可视化模型,并以时步分段量化研究水源渗透规律,分析了矿井突水的水源来向、侵害范围、影响程度等特征元素。研究结果验证了突水点上层含水层的岩溶裂隙带和断裂带对突水点的重要补给关系,并且有较强的直观判别能力;模型可以清晰判别分析矿井突水现象。     

梧桐庄矿导水陷落柱的水源辨识研究

岩溶陷落柱作为煤田一种特殊的地质体,不仅影响了煤炭开采过程中巷道布置、巷道稳定性、煤炭开采数量,而且可能引发工作面突水,对井下矿工的生命安全带来严重威胁。本文以梧桐庄煤矿为例,结合矿井水文地质条件及突水水源的水化学特征,建立聚类分析模型、模糊判别模型,对突水水源进行判别,结果显示,成功的预测出陷落柱的存在,并且水质和水温已经成为梧桐庄矿导水陷落柱的辨识依据。这种方法在其它水文地质条件相似的煤矿都起到了很好的借鉴作用。     

模糊综合评判法的改进及在水源判别中的应用

为了快速有效地判别矿井突水水源,提高水源判别准确率,提出一种改进的模糊综合评判模型,即用各含水层水质判别指标的Huber-M估计量,替代其平均值作为各含水层的标准背景值。将改进的模糊综合评判模型应用于斜沟煤矿突水水源判别中,结合斜沟煤矿水文地质特点,通过K++Na+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO2-4,HCO-3建立判别指标,并采用超标加权法来确定判别指标权重,隶属度函数采用"三角形和半梯形组合"的隶属函数。实验结果表明,用Huber-M估计量替代平均值作为各含水层的标准背景值进行实验,提高了突水水源判别的准确率,且未知水样的水源判别结果全部正确,证明该方法切实可行。     

潘一煤矿地下水化学空间变化特征与水源识别分析

为了认识矿井地下水化学在空间分布上的特征与变化规律和正确、快速识别地下水水源,用Piper图示法分析潘一矿4个主要含水层的地下水化学特征和水质类型,探究了新生界下含水和煤系水水质在空间上的变化特征,并用BP人工神经网络方法判别水样来源。结果如下:潘一矿新生界上含水,与其他含水层的水样水质相差较大,水质类型为HCO_3-Na+K·Ca;新生界下含水水质类型比较单一,为Cl-Na+K型水;煤系水沿HCO_3~-方向分布范围广,水质的类型主要为Cl-Na+K型水;灰岩水为Cl-Na+K型水。新生界下含水、灰岩水和部分煤系水水质比较接近,难以通过水质信息对水样来源做出有效判别。潘集背斜附近的浅部煤系砂岩含水层可能受到上覆下含水的补给,呈现出较高的Ca~(2+),Mg~(2+)浓度和较低的HCO_3~-浓度的特征。BP人工神经网络方法判别准确率为82.3%,总体上判别效果较好。     

煤矿地下水化学特征分析及涌水水源判别模型建立

在煤矿的开采过程中,矿井水害是常见的煤矿地质灾害之一,准确掌握地下水化学特征对指导煤矿防治水工作具有重要的实际意义。基于袁店二井煤矿各含水层水质化验资料(离子含量、pH值和矿化度),绘制出各含水层的Piper三线图、Durov图,得出了各含水层的水质类型以及各水化学参数的变化规律。对各离子进行谱系聚类分析,明确了各离子的来源。在上述研究基础上,建立了相应的涌水水源判别模型。研究结果表明:袁店二井煤矿地下水阴离子主要为HCO_3~-和Cl~-,阳离子主要为K~++Na~+,水化学类型以HCO_3~-·Cl--Na~++K~+型为主;其离子主要来源于可溶的钠钾盐以及难溶的碳酸盐岩。比对建立的水源判别模型,对1022工作面集中风巷处水样进行判别,得出1022工作面集中风巷涌水水源为煤系砂岩水。通过此项研究,为以后的矿井防治水工作提供一定的指导作用。     

Bayes逐步判别法在邢台煤矿突水水源判别中的应用

快速有效地判别突水水源是矿井安全生产的重要保障。文章以邢台煤矿为研究对象,选取各含水层多项水质指标,应用Bayes逐步判别法建立矿井突水水源快速判别模型。结果表明:Bayes逐步判别模型以其计算过程简单、模型结构稳定而优于其它模型,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,为防治水工作提供有力依据。     

顶峰山矿井地下水化学特征分析

顶峰山矿井地下水系统包含四个子系统:第四系孔隙含水岩组、煤系基岩裂隙含水岩组、栖霞灰岩裂隙—岩溶含水岩组和老窑水。通过对四个子系统地下水化学特征的系统研究,建立了相应的四个含水模型,作为判别矿井突水水源的依据,以指导矿井安全生产。     

顶峰山矿井地下水化学特征分析

顶峰山矿井地下水系统包含四个子系统：第四系孔隙含水岩组、煤系基岩裂隙含水岩组、栖霞灰岩裂隙-岩溶含水岩组和老窑水。通过对四个子系统地下水化学特征的系统研究，建立了相应的四个含水模型，作为判别矿井突水水源的依据，以指导矿井安全生产。     

煤矿矿井突水水源的多元矩阵模型分析

 针对煤矿矿井突水对煤矿安全生产的不利影响,基于水化学分析结果,建立多元混合模型模型,分析计算矿井突水水样,并与传统的BP 神经网络原理和模糊综合评判法相对比,分析结果与矿山实际情况相符合。结果表明：多元混合模型不仅能准确分析出矿井突水水样主要来源,而且计算简单准确,受水化学分析样本量和离子种类数量限制较小,可以作为一种矿井突水水源判别工具在工程实践中应用。     

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化与突水水源判别

我国华北隐伏型煤田突水水源判别普遍注重单一含水层的静态水化学场分析,很少考虑煤矿开采进程中多含水层地下水系统水化学演化规律。为此,本文以典型华北隐伏型煤田——淮北煤田为研究示范,提出了地下水渗流与水化学演化模式。而且以淮北煤田境内的芦岭煤矿Ⅱ1016工作面出水点水化学动态变化为例,基于地下水渗流与水化学演化模式,正确判别出该工作面出水水源与渗流突水模式。研究成果对我国华北隐伏型煤矿水灾防治提供重要理论支持。     

Fisher方法在矿井突水水源判别中的应用

快速且准确地判定突水水源是有效预防矿井突水事故的关键工作之一。本文以淮北矿区海孜煤矿为例,选取6大常规离子作为突水水源识别的样本变量,运用Fisher判别分析法建立突水水源判别模型。并与Q型聚类分析法判别的结果进行比较。研究结果表明:Fisher判别模型能够有效地判别突水水源,比Q型聚类分析有更高的准确性,实现对突水水源快速有效的判别。     

KPCA-CS-SVM下的矿井突水水源判别模型

针对矿井水害的突水水源判别问题,采用KPCA方法对原始数据降维,通过布谷鸟搜索算法(CS)优化支持向量机(SVM)的惩罚因子C和核参数g,建立基于KPCA-CS-SVM的矿井突水水源判别模型,以淮南新庄孜矿各含水层共45个突水样本数据作为研究对象,选取7个主要影响因素作为突水水源的判别依据,对KPCA-CS-SVM水源...