矿井充水水源快速识别技术研究

介绍了矿井充水水源快速识别技术的原理与方法,结合经坊煤业的水文地质具体情况建立了水源识别数学模型,并利用水源识别仪器配套嵌入式软件实现了各种离子指标的测量,样品库的组织和管理。     

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。     

基于KPCA-GWO-SVM的矿井突水水源识别

为提高矿井突水水源识别的精准度，提出1种基于KPCA-GWO-SVM的矿井突水水源识别模型；该算法利用核主成分分析（KPCA）进行特征降维，加快水源识别速度，通过灰狼优化算法（GWO）搜寻支持向量机（SVM）的最优参数，使水源识别精准度更高；以赵各庄矿为研究对象，分析各含水层主要水化学类型，选取6种离子指标，经KPCA提取3个主成分，随机选取总样本量70%为训练集（共47组），30%作为预测集（共20组），构建KPCA-GWO-SVM模型并与KPCA-PSO-SVM、KPCA-WOA-SVM和KPCA-SVM模型对比。结果表明：KPCA-GWO-SVM的水源预测结果与实际结果一致，比未经KPCA处理模型的预测准确率高10%且寻优速度更快；与其他模型相比准确率最高，具有优越性。     

矿井富水性超前探测及水源快速识别研究

通过对井东煤业矿井掘进巷道超前探测技术和水源识别技术进行研究,总结出矿井特有的岩体地球物理特性及水文地质特征,基于交流电放电法,研发设计了矿井富水性超前探测系统,结合矿区的水文地质特征和水样测试结果,建立了矿井水源库,并研发了矿井水源快速识别技术,成功运用于巷道富水性超前探测和水源识别。研究为类似矿井的水害防治提供了参考依据。     

动态权-集对分析模型在矿井突水水源识别中的应用

矿井突水是煤矿生产的主要威胁之一,准确判定矿井突水水源是突水灾害防控的重要环节。为进行矿井突水水源识别,基于动态权和集对分析理论,针对葫芦素井田5种不同含水层中所提取的53组水样,选取K~++Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~-,SO■及HCO■六项水化学指标作为识别因子,确立了其水源识别区间,构建了矿井突水水源识别的数学模型。然后利用10组已知矿井水样验证水源识别模型,最后使用该模型对2015-04-26葫芦素井田21102工作面突水进行水源识别。结果表明:动态权重综合考虑主客观权重,既削弱了人为因素的影响,又考虑了识别指标的实际情况,权重赋值合理。利用动态权计算的6项识别因子中,SO■,Cl~-,K~++Na~+的权重值分别为0.38,0.25及0.20,远大于其他3项指标且其权重之和占总权重的83%,在突水水源识别中起决定性作用。利用10组已知矿井水样验证动态权-集对分析水源识别模型,9组识别结果与实际情况完全吻合,仅有1组第四系水样识别结果与实际不符,为建模时第四系样本数据少,待测水样超出识别区间所致。使用已建模型识别葫芦素井田21102工作面突水水源,判别结果与实际完全一致,因21102工作面突水几乎均来自直罗组与白垩系,而直罗组与白垩系建模样本量大,所建识别区间合适。大量的水质数据及准确的识别区间是动态权-集对分析模型进行准确突水水源识别的基础与保障。     

矿井涌水水源分析的多元矩阵模型及应用

及时准确地识别矿井涌水水源是防治矿井水害的前提。选择Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~++K~+、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-和TDS等常规水化学指标作为水源分析的判别因子,以新庄孜矿28组水样数据构建了水源识别的三元矩阵模型。为检验模型的可靠度,将其用于水文地质条件相近的许厂煤矿涌水水源的识别研究。     

煤矿视频中复杂行为识别的持续学习模型探究

为更好保障矿工井下作业安全，如何提高矿井监控视频中矿工复杂行为识别准确率已成为研究热 点。通过耦合深度网络和主动学习方法构建的矿工复杂行为持续学习模型，可自动对新增样例进行标记，并持续 从视频数据中学习人体行为，从而提高识别准确率。分析在是否为主动学习和是否固定缓冲区大小 4 种实验环境 下公共数据集 KTH 和真实煤矿监控数据集 RCV 中复杂行为的识别性能，发现随着新增样例的加入，持续学习模型 框架能够不断改进每种复杂行为模型的识别性能，且最终的识别准确率相较于传统识别模型有明显提升。结果表 明持续学习行为模型能有效解决复杂行为识别过程中的概念漂移问题，且具有良好的自学习能力和鲁棒性。     

煤矿视频中复杂行为识别的持续学习模型探究

为更好保障矿工井下作业安全，如何提高矿井监控视频中矿工复杂行为识别准确率已成为研究热 点。通过耦合深度网络和主动学习方法构建的矿工复杂行为持续学习模型，可自动对新增样例进行标记，并持续 从视频数据中学习人体行为，从而提高识别准确率。分析在是否为主动学习和是否固定缓冲区大小 4 种实验环境 下公共数据集 KTH 和真实煤矿监控数据集 RCV 中复杂行为的识别性能，发现随着新增样例的加入，持续学习模型 框架能够不断改进每种复杂行为模型的识别性能，且最终的识别准确率相较于传统识别模型有明显提升。结果表 明持续学习行为模型能有效解决复杂行为识别过程中的概念漂移问题，且具有良好的自学习能力和鲁棒性。     

基于粗糙集的矿井风机故障规则提取

为了提高矿井风机故障诊断的准确率,使用UCI数据库的机械故障分析数据集进行分析。根据矿井风机的特点确定通频垂直振幅、基频垂直振动速率、振动频率是检测矿井风机故障的关键检测参数。因此,提出了采用粗糙集进行矿井风机故障数据挖掘的方法,通过对数据集中数据选择、离散、决策表的构建及约简方法的介绍,以期提取出矿井风机故障诊断的规则,实现矿井风机故障诊断专家系统规则库的建立。     

基于聚类分析方法的矿井水源识别

矿井水源的识别是矿井防治水工作中的重要环节,选择合适的识别方法是快速准确地识别水源的关键。对聚类分析的原理及步骤进行了简要介绍,并将其应用于矿井水源的识别。根据矿井水样的水化学数据,分析矿井水样的水化学特征,确定水源的识别指标,运用系统聚类分析法研究了矿井水源识别方法。最后,结合已有的矿井水样数据,通过MATLAB仿真实验,证明了研究的聚类分析方法识别矿井水源的效果。     

煤炭储量管理系统中图表结合问题研究

介绍使用地理信息系统技术,将储量图上的空间数据和属性数据进行分析,最终将结果写入数据库中,并生成煤矿上报的报表。此技术能提高煤矿企业储量管理水平。     

高坡石料厂主要矿山地质环境问题及恢复治理技术

为了使矿区生态环境得到进一步改善,破坏土地得到恢复,确保矿区人民生命财产安全,进一步促进矿山经济可持续发展,研究了高坡石料厂主要矿山地质环境问题,主要为崩塌、滑坡、含水层破坏、地形地貌景观破坏以及土地资源破坏。针对上述问题,采取边坡清理、土地整治、挡水墙、排水工程以及生物绿化等措施。通过矿山地质环境恢复治理工程的研究,可以有效防止水土流失,提高植被覆盖率,改善生态环境和周围生态景观,使矿山生态环境得到一定程度的恢复和保护。     

基于改进AHP和熵权法耦合的风化基岩富水性预测方法

我国西北地区侏罗系风化基岩含水层是矿井充水的主要含水层,多次煤矿顶板突水事件均与该含水层有关。侏罗系风化基岩具有结构疏松、孔隙度大、岩层渗透性强和裂隙发育的特点,其富水性在空间上极不均一,如何科学的评价预测侏罗系风化基岩富水性成为矿井防治水工作中急需解决的难题。以柠条塔井田南翼为例,分析了风化基岩富水性的控制因素,选取风化基岩顶面标高级别指数、岩性组合指数、风化指数和岩芯采取率指数4个指标作为风化基岩富水性预测的主要指标。针对AHP在确定权重时重专家经验而对指标实测数据特征考虑不够和熵权法在确定权重时重客观数据而未顾及专家经验的不足,提出了将改进AHP和熵权法通过最小二乘法耦合起来计算富水性预测指标权重的方法。利用柠条塔井田南翼172个钻孔地质资料和其中41个风化基岩抽水试验资料,进行了基于改进AHP、熵权法和改进AHP与熵权法耦合的柠条塔井田南翼富水性分区预测及比较。结果表明,基于改进AHP权重确定方法、熵权法权重确定方法和耦合两者的权重确定方法预测的富水性类别和41个抽水钻孔的富水性吻合度分别为68.29%,70.73%和92.68%,即就是基于改进AHP和熵权法耦合确定预测指标权重的风化基岩富水性预测方法效果最好。该研究成果为含水层富水性评价预测提供了一种新方法。     

榆横南区地下采煤对地表水库坝体影响的安全性研究

以魏墙煤矿1313工作面为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定工作面开采的主要充水水源和充水通道,结合先期地表移动变形实测成果、应用概率积分法对1313工作面回采后造成的地表塌陷进行预测,从而判断地表水库坝体的损伤程度。结果表明:矿井开采的3号煤层顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层为1313工作面开采时的主要充水水源,覆岩导水断裂带为主要充水通道,大气降水、地表水库水体均不会被沟通导入井下;而回采后地表塌陷变形将造成水库坝体的Ⅳ级损伤,极可能造成水库水体外溢、灌入下游农田的危险。     

李村煤勘查区水文地质特征及充水因素解析

利用勘查区做过的详查勘探,分析该区的水文地质特征、各充水含水层的特征和充水因素,进而对二₁煤层开采过程中取得的煤层顶板砂岩含水层水、太原组石灰岩含水层水及寒武系灰岩含水层水、老窑老空水、断层水向矿井充水的资料进行充分的分析。在开采时,采取超前探放水、留足防水煤柱等措施,有效防治水害对煤矿安全生产的威胁。     

基于多方法耦合的矿井突水水源识别模型研究

为快速准确地判别矿井突水水源,减少矿井突水事故带来的危害,以保德矿为例,选取Ca2+、Mg2+、Na++K+、SO2-4、Cl-、HCO-3共6种水化学指标作为判别指标,通过分析各含水层水化学特征,确定了各含水层代表水样,以此为基础建立了耦合主成分分析-离群值检验-回归填补法-贝叶斯判别法的矿井突水水源判别模型,并将模...     

河南新安矿区煤层底板突水评价及防治建议

新安矿系我国大水矿区,煤矿水害严重威胁矿井安全生产.根据河南省新安矿区地质及水文地质构造特征,对矿区煤矿床充水条件分析,明确奥灰水对底板突水危险性影响,并提出防治水建议,期待能对矿区煤矿生产起到参考的作用.     

承压水体上开采底板突水灾害机理的研究

以淮北杨庄煤矿Ⅱ617综采工作面特大突水事故为研究背景，通过对其突水地段地质与水文地质情况、突水水源与导水通道、底板防隔水性能、不同应力场相互作用的研究，认为淮北杨庄矿Ⅱ617综采工作面特大底板突水灾害的发生，是其岩性场、应力场与渗流场耦合作用的结果.最后，提出了杨庄矿在回采过程中应采取的防治水安全技术保障措施.     

宁夏王洼煤矿矿井涌水分析与涌水量计算

 在分析宁夏王洼煤矿地质及水文地质条件的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为区内的第四系遍布全区,普遍含孔隙潜水,但由于其钻孔揭露最大厚度较小,导水裂隙带的最大破坏高度尚未达到该含水层,所以该含水层对煤矿开采影响较小;影响区内煤矿涌水量的主要含水层为中奥陶系、上三迭统延长群、下侏罗统延长群、中侏罗统直罗群、上侏罗统安定群、第三系、下白恶统六盘山群。采用富水系数比拟法、狭长水平巷道水动力学法、矿井实测排水量对煤矿涌水量进行了计算,通过对各种计算方法适应性的评述及计算结果的对比分析,认为采用大井法预测矿井涌水量比较合理。     

基于Piper-PCA-Fisher模型的矿井突水水源识别

矿井水害的发生时刻威胁着煤炭的安全生产,同时也造成了严重的经济损失。为了迅速和准确地识别突水水源,选用Piper三线图对采自矿区突水含水层的41个水样进行筛选,得到32个典型水样作为训练样本,采用主成分分析法提炼出3个主成分作为判别指标,建立了水源判别模型;采用留一交叉验证法对模型的预判分类稳定性进行评价,模型对样本总体分类的准确率达到81.3%。并对焦作矿区11个未知水样进行水源判别,错误1个。并将预测结果与Fisher模型进行对比。结果表明,基于Piper-PCA-Fisher的判别模型能有效提高判别精度,为矿井安全生产提供保障,为矿井开展防治水工作及地下水资源合理开发利用提供理论依据。