矿井涌水水源识别的Logistic回归分析方法研究

为了快速有效地判断识别文家坡煤矿涌水水源,利用Piper三线图和Logistic回归分析相结合的方法,在对所采集的水样水化学分析的基础上,构建了基于Logistic回归的矿井涌水水源判别模型。结果表明:通过Piper三线图能够得到待判水样的水化学特征与白垩系洛河组砂岩水和侏罗系延安组顶板砂岩水比较相似,Logistic回归模型能够排除干扰因素、准确识别待判水样1为侏罗系延安组顶板砂岩水,待判水样2为白垩系洛河组砂岩水,将两种方法相结合能够准确地识别矿井涌水水源。     

青东矿水质变化规律及涌水水源判别模型

矿井水害是威胁矿井安全生产的一大隐患,为了快速有效地判别青东矿10煤层开采时可能出现的涌水水源,以便及时制定合理的治理措施,通过对青东矿实际的水化学数据资料进行统计整理、制作并分析Piper三线图、建立涌水水源的实用判别模型,得到了矿井重要含水层煤系砂岩含水层及太灰水的具体水化学特征信息,为合理采取防水措施及准确判断青东矿10煤开采时突水水源提供了科学依据。     

水化学特征法识别刘桥煤矿矿井充水水源

详细阐述了井田内各个含水层的水文地质特征,明确了煤系地层砂岩裂隙含水层及底板灰岩水含水层为矿井开采的主要充水水源,采用离子含量柱状图、Piper三线图对各含水层的水质类型进行初步区分,为矿井技术人员快速准确判别充水水源提供了有效的方法和依据。     

水源判别标准集在矿井防治水中的应用

及时、准确地判断出矿井突水水源是减小矿井损失,指导矿井防治水工作的有效手段,而此前建立的水源判别标准集,是正确判别突水水源的重要基础.通过对邢台矿水化学特征的综合分析,以水中6大常量组分(Na++Ka+,Mg2+,Ca2+,Cl-,SO2-4,HCO-3)作为构建指标,同时采用Piper三线图、箱型图和聚类分析对矿井水样进行筛选,建立邢台矿水源判别标准集,并利用灰色关联度理论建立水源判别模型,对标准集进行校验.结果表明,标准集能够准确反映所属含水层的水化学特征,可作为矿井突水水源判别的背景值.     

基于水化学特征的模糊评判法分析突水水源

通过对工作面水质进行化验总结,运用AquaChem软件绘制Piper三线图,对7199工作面4个月的水质进行统计分析,结果表明:7199工作面突水水源中包含顶板砂岩水、分界砂岩水、第四系底含水和侏罗白垩水。为更准确地确定突水水源间的主次关系,以模糊数学为基础,结合矿井含水层水化学分析资料,利用模糊综合评判法建立了矿井突水水源判别模型,选取6种常规离子作为判别因子,最终得出7199工作面直接出水水源为顶板砂岩水和下石盒子组底界砂岩水,并存在第四系底含和侏罗白垩水的间接补给。     

基于BP神经网络的矿井水源判别模型

矿井水源判别对于矿井防治水工作有重要的导向作用,能够有效减少防治水工作的盲目性.为了能够有效判别矿井突水水源,综合考虑各项水化学指标在水源判别中的重要性,确定以水中6大常量组分(Na++K+,Mg2+,Ca2+,Cl-,SO2-4,HCO-3)作为判别因子,以BP神经网络理论为基础,以对某矿开采影响较大的野青、砂岩、奥灰和伏青4个含水层水样为建模样本,建立水源判别模型,并随机选取7个矿井采掘过程中收集到的水样进行水源判别预测.结果表明,该7个水样分别来自伏青、野青和砂岩含水层,均与实际结果相符,说明以BP神经网络理论建立的水源判别模型具有较强的实用性,能够快速、有效的识别矿井水源.     

基于水化学和氯同位素的煤矿矿井水来源识别与解析

准确确定矿井涌水来源及组成比例是矿井防治水工作的关键问题之一。先前的研究主要集中于矿井单一水源识别,对多源矿井水的混合问题涉及较少。以河南城郊煤矿矿井涌水为研究对象,采用常规水化学与氯同位素相结合的方法,在主要充水含水层水文地球化学特征研究基础上,识别出矿井涌水来源并解析其组成。结果表明,研究区矿井涌水水化学特征与煤系砂岩水和太灰水相似,表明矿井水主要由上述两种水源混合而来。结合Cl-和37Cl质量守恒原理,经端元法计算得出煤系砂岩水和太灰水占矿井涌水的比例在80.8%以上,未知端元水源贡献比例小于19.2%。该方法对于矿井涌水水源的判别更加快速准确,可为矿井防治水工作提供决策依据。     

孔家沟煤矿水文地球化学特征及水源识别研究

为了研究倾斜煤层矿井水水化学基本特征及水源,判断识别矿区补给水源及井下的排泄点,构建水源识别模型。结合孔家沟煤矿开拓开采及涌水实际,共布设了14个水样采集点,通过水样采集、检测及分析,并使用Piper三线图和Durov图,研究矿井开采区域的地下水水化学特征及与TDS、pH值之间的关系。通过对水样进行来源、分组判断,得出该区域地下水呈弱酸性,TDS、pH值相对较小,水化学特性以Ca-Mg-SO₄-HCO₃、Na-HCO₃-SO₄型为主。研究成果可为矿区的水源动态特征识别提供理论指导。     

刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水源分析

为了查明刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水源类别,指导防治水措施的实施,基于矿井历年水化学资料,制作水化学阴阳离子含量三线图,在此基础上分析各个含水层的矿化度、硬度、离子含量的变化特征,建立水质模型;将该工作面富水区水样与之比对,确定水源种类;最后采用模糊聚类分析方法建立评判集,进一步确定水源种类的主次关系。判断结果表明：刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水同时包含有六煤砂岩裂隙水、太灰水和奥灰水,其中以六煤砂岩裂隙水和太灰水含量为主,奥灰水含量次之。     

基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别方法研究

解决当前水源识别仅考虑矿井水化学特性及水位观测等少量因素,缺乏矿井突水力学支撑相关问题,以林西煤矿1021中回采工作面为例,提出了一种基于水力学与水化学耦合的矿井涌(突)水水源识别方法。该方法首先根据封闭不良钻孔、断层、老空区、底板等矿井突水力学模型,求解涌(突)水点不同水源或通道突水的临界防隔水煤岩柱厚度Lv|其次对比Lv和实际隔水煤岩柱厚度Le之间定量关系,判定不同水源突水的先验概率|然后以先验概率为纽带,利用贝叶斯判别分析,建立基于水力学与水化学耦合的矿井突水水源识别模型|最后利用该模型对1021中回采工作面涌水点水源进行验证识别。研究结果表明：由于第Ⅲ含水层、第Ⅳ含水层水化学特征相似,建立单一的水化学识别模型,会将涌(突)水点水源误判为第Ⅲ含水层水。而基于水力学与水化学耦合的水源识别模型可精确识别出该涌(突)水点水源属于第Ⅳ含水层水,判识结果与工程实际情况一致,有效提高了矿井涌(突)水水源识别精度。     

济宁三号井田矿井突水的水化学特征和水源判别

济三井田，尤其是一采区在开采3煤过程中受到上覆3煤顶板砂岩、侏罗纪红层和第四系下组等含水层的突水威胁。本文基于水化学方法，利用水质测试资料，结合聚类分析法描述了一采区含水层的水化学特征，分析了突水水源。目前，进入一采区工作面的的水源主要为红层水和3煤顶板砂岩水，3煤顶板砂岩水所占比例随着采空面积的增加有增大的趋势。工作面涌水量资料验证了水化学法判定突水水源的可靠性。     

地下突水隐患识别与风险预测的改进D-S算法

针对地下矿突水因素的不确定性与时空的随机性,主要应用改进D-S算法开展地下矿突水隐患识别与风险预测,以期为地下矿突水隐患识别和水灾预测与防治等提供有效的理论依据。在考虑地质突水因素的同时,更加注重在生产管理中的人为因素。通过采用专家打分法获取各突水因素的基本概率赋值(BPA),基于改进D-S算法,构建识别框架Ω={突水、临界、不突水、不确定},建立以富水性系数、隔水层系数、水压系数、构造系数、矿压系数、勘探系数、开采系数、预防管理系数为证据体的突水融合决策模型。最后,通过国内某典型矿山进行实际应用,结果与实际情况基本一致,说明所建立的预测模型是可行的。     

淮北矿区底板断层防治水研究与实践

为了有效地治理淮北矿区底板断层突水,针对不同断层情况采取了不同的措施。在煤柱留设方面,充分考虑了断层倾角和断层对煤体渗透性的影响;在注浆、疏放水方面,考虑各个含水层之间的水力联系。研究和实践表明：与传统的按规程和经验留设煤柱相比,在考虑到断层倾角和断层对煤体的影响基础上进行煤柱留设更加科学合理。桃园矿F2断层倾角为60°,处于临界角;为安全考虑,在留设煤柱后还应加强底板监控,防治断层引发的底板突水。注浆前先进行放水试验可以更好地了解含水层之间的水力联系,对注浆工作有指导作用。朱庄矿和杨庄矿的工程实践也说明了注浆对于阻止小断层构造引发的突水效果显著。     

模糊数学在煤矿突水水源判别中的应用

防治矿井突水,必先进行矿井突水水源的判定,但各含水层之间水质特征界限不甚明显。应用模糊综合评判法可以通过对矿井突水水质的分析,准确地进行矿井突水水源的判别。结合某矿矿井突水水源判别的实例,具体阐述了矿井突水混合水源的判别以及对奥灰水作为水源的可能性的排除,并用实际的探查孔和突水点所在区域不同含水层水位监测等资料对评判结果进行了验证,证明了该评判方法进行突水水源判别的可靠性。     

断层水害防治技术应用研究

位于承压含水层上巷道掘进过导水断层时,在承压含水层水压和围岩应力变化的因素下,会导致承压含水层裂隙发育,断层破碎带形成导水通道,承压含水层与断层破碎带发生水力联系形成突水通道,对巷道安全掘进带来威胁,极易发生突水事故。针对上述问题,通过分析井田水文地质条件、超前探查掌握断层及其防范承压含水层的水文资料,综合分析断层的导水性及承压含水层的区域富水性,按照公式进行突水危险性水害预测理论计算。根据综合分析和理论计算结果,采取对断层破碎带预注浆加固、断层两盘含水层治理改造、承压含水层疏水降压和加强巷道支护的综合防治措施,消除了承压水害和断层水害,保障了巷道安全过断层。     

乌东煤矿地下水水化学特征及其指示

为了研究乌东煤矿煤层顶板含水层之间的水力联系,采用了统计分析、Piper三线图、Gibbs图等方法定性分析了基岩地下水、第四系地下水以及地表水之间的水力联系。利用不同水体的Cl-浓度差异性,计算了相邻含水层之间的水力联系度,定量判别了它们之间的水力联系程度。结果发现,所有地下水样品的pH介于7.1～8之间,都为弱碱性水。随着含水层埋深的加大,地下水TDS逐渐增大,地表水和第四系地下水TDS均低于基岩含水层地下水。基岩地下水、第四系地下水和地表水主要的水化学类型分别为Cl·SO4-Na、HCO3·SO4-Na·Ca、SO4·Cl·HCO3-Na和SO4·Cl·HCO3-Na·Ca。基岩地下水样品受到浓缩作用影响,地表水和第四系地下水受到岩石风化-蒸发影响。同时研究区地下水和地表水中还发生了阳离子反交换作用。第四系地下水和地表水的联系度为0.361,联系程度为中等|第四系和基岩地下水之间的联系度为0.404,联系程度为低。此结果可为后期矿井涌水量预计及防治水工作提供参考依据。     

基于非达西流模型的煤矿突水渗流机制数值模拟

突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。以义安煤矿704工作面突水事故为例,采用非线性渗流模型模拟突水瞬态流动全过程,探讨突水过程中流速和压力的变化规律,揭示矿山突水全过程的流态转捩机制。研究表明：义安煤矿突水达到最大涌水量时,含水层的压力在0.2～0.3 MPa之间,突水实际上是一个降压加速的过程,含水层压力骤降是突水发生的前兆,且突水通道进出口压力和流速是动态变化的,3个流场有机地组成一个不可分割的整体。撑子面处突水流体涡旋是层流向紊流过渡的空间响应,表明矿山突水存在流态转捩过程。通过进一步研究发现突水通道的导水性能越强,发生突水灾害时危害越大。研究结果可为反演确定合理的工程渗流力学参数和突水通道的几何结构提供参考。     

福建马坑铁矿主要含水层水化学特征与突水水源的识别

本文对马坑铁矿主要含水层的水化学特征进行了分析,以灰色系统理论为基础,利用灰色关联度法建立矿坑突水水源的因素序列,对一次突水点建立参考序列,从而判定突水可能来自的含水层,并计算出各个含水层对突水量贡献的大小,为识别矿井突水水源提供了科学依据。