基于水化学和多元统计的煤矿采空积水识别
发布时间：2021-09-16 22:06
采空积水是煤矿四大水害补给水源之一,在四川省对煤矿安全生产的威胁最大。为快速准确识别采空积水的突水点,降低矿山生产风险,以四川省孔家沟煤矿14组地表水和矿井水水化学检测数据为基础,在分析矿井水成因和水化学特征上,利用Pearson相关性系数和Q型聚类等多元统计方法对采空积水涌出点进行了识别。结果表明:Piper图可以初判涌水的补给水源类型;通过Pearson相关性系数判别值和大小关系分析,对地表水和深部矿井水具有较好识别效果;综合运用采样位置、地下水流向、Piper图、相关性和Q型聚类分析等方法,可区分差异较小的裂隙水和采空积水,提高补给水源判别精度;最终判断SY02、SY10和SY13的补给源为南部采空积水。该研究成果可为其他类似煤矿防治水工作中的水害水源识别提供参考。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区水文地质简图及采样点分布
表1 孔家沟煤矿矿井涌水采集点信息Table 1 Information of groundwater collection points 编号 采集点位置 高程/m SY01 肖家沟风机处溪水 470 SY02 原肖家沟井+442 m水平巷涌水 442 SY03 老河沟风机处溪水 514 SY04 +60 m水平运输巷E45反漏眼涌水 60 SY05 +60 m水平运输巷南巷水沟 60 SY06 +160 m水平运输巷水沟 160 SY07 +160 m水平19#反漏眼涌水 160 SY08 +230 m水平5石门涌水(C10密闭) 230 SY09 +230 m水平石门涌水(C13密闭) 230 SY10 +230 m水平运输巷114#反漏眼 230 SY11 +230 m水平水泵房左侧 230 SY12 +427 m K6煤层石门 427 SY13 +427 m 生活用水取用处 427 SY14 +493 m 行人平硐测水点前 4932.1.2 样品采集与分析
落在Piper图菱形区域不同位置的水样具有不同的化学特征。根据采集水样的Piper图分析,样品中碱土金属离子(Ca+Mg)与碱金属离子(Na)各有所重,主导阳离子为Ca2+,平均毫克当量百分数达47.80%;其次为Na++K+,占比为28.33%,最后为Mg2+,占比为23.87%。强酸根(SO 4 2- +Cl-)占比大于弱酸根(HCO-3+CO 3 2- ),SO 4 2- 为主导阴离子,平均毫克当量百分数为56.17%;其次为HCO-3,占比为43.33%,Cl-含量极少。样品在Piper图的菱形区域有A、B、C和D等4个主要聚集区(图3),A区内包含SY02、SY10、SY12和SY13,结合图1中采空积水区域、采样点位置和地下水流向等信息,可以初步推断这4个水样与采空积水的联系较大;B区包括SY11和SY14,这2个点位于孔家沟主井口附近,推测具有一定水力联系;C区包括SY01和SY03,为地表溪水;D区包括SY04、SY05和SY06,为矿井深部地下水,出露点埋深在500 m及以上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]突水水源的独立性权–模糊可变理论识别模型[J]. 董东林,李祥,林刚,卞建玲,曹成龙,吴恒. 煤田地质与勘探. 2019(05)
[2]多元统计分析在滨海矿区水源识别中的应用——以三山岛金矿为例[J]. 刘国伟,马凤山,郭捷,杜云龙,侯成录,李威. 黄金科学技术. 2019(02)
[3]基于主成分聚类分析的青海省水文分区研究[J]. 张国栋,樊东方,李其江. 人民黄河. 2018(12)
[4]基于独立性权-灰色关联度理论的突水水源判别[J]. 张淑莹,胡友彪,邢世平. 水文地质工程地质. 2018(06)
[5]基于Matlab因子分析及距离判别模型的矿井突水水源识别[J]. 曲兴玥,施龙青. 煤炭科学技术. 2018(08)
[6]矿井突水水源识别的RS-LSSVM模型[J]. 邵良杉,李印超,徐波. 安全与环境学报. 2017(05)
[7]基于极限学习机的矿井突水水源快速识别模型[J]. 王亚,周孟然,闫鹏程,胡锋,来文豪,杨勇,张延喜. 煤炭学报. 2017(09)
[8]基于熵权-模糊可变集理论的煤矿井突水水源识别[J]. 王心义,赵伟,刘小满,王甜甜,张建国,郭建伟,陈国胜,张波. 煤炭学报. 2017(09)
[9]济南泉域岩溶水水化学特征及其成因[J]. 王珺瑜,王家乐,靳孟贵. 地球科学. 2017(05)
[10]基于层次分析法的敏感水源识别方法[J]. 傅金祥,刘梦阳,由昆. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(03)
本文编号：3397378
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区水文地质简图及采样点分布
表1 孔家沟煤矿矿井涌水采集点信息Table 1 Information of groundwater collection points 编号 采集点位置 高程/m SY01 肖家沟风机处溪水 470 SY02 原肖家沟井+442 m水平巷涌水 442 SY03 老河沟风机处溪水 514 SY04 +60 m水平运输巷E45反漏眼涌水 60 SY05 +60 m水平运输巷南巷水沟 60 SY06 +160 m水平运输巷水沟 160 SY07 +160 m水平19#反漏眼涌水 160 SY08 +230 m水平5石门涌水(C10密闭) 230 SY09 +230 m水平石门涌水(C13密闭) 230 SY10 +230 m水平运输巷114#反漏眼 230 SY11 +230 m水平水泵房左侧 230 SY12 +427 m K6煤层石门 427 SY13 +427 m 生活用水取用处 427 SY14 +493 m 行人平硐测水点前 4932.1.2 样品采集与分析
落在Piper图菱形区域不同位置的水样具有不同的化学特征。根据采集水样的Piper图分析,样品中碱土金属离子(Ca+Mg)与碱金属离子(Na)各有所重,主导阳离子为Ca2+,平均毫克当量百分数达47.80%;其次为Na++K+,占比为28.33%,最后为Mg2+,占比为23.87%。强酸根(SO 4 2- +Cl-)占比大于弱酸根(HCO-3+CO 3 2- ),SO 4 2- 为主导阴离子,平均毫克当量百分数为56.17%;其次为HCO-3,占比为43.33%,Cl-含量极少。样品在Piper图的菱形区域有A、B、C和D等4个主要聚集区(图3),A区内包含SY02、SY10、SY12和SY13,结合图1中采空积水区域、采样点位置和地下水流向等信息,可以初步推断这4个水样与采空积水的联系较大;B区包括SY11和SY14,这2个点位于孔家沟主井口附近,推测具有一定水力联系;C区包括SY01和SY03,为地表溪水;D区包括SY04、SY05和SY06,为矿井深部地下水,出露点埋深在500 m及以上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]突水水源的独立性权–模糊可变理论识别模型[J]. 董东林,李祥,林刚,卞建玲,曹成龙,吴恒. 煤田地质与勘探. 2019(05)
[2]多元统计分析在滨海矿区水源识别中的应用——以三山岛金矿为例[J]. 刘国伟,马凤山,郭捷,杜云龙,侯成录,李威. 黄金科学技术. 2019(02)
[3]基于主成分聚类分析的青海省水文分区研究[J]. 张国栋,樊东方,李其江. 人民黄河. 2018(12)
[4]基于独立性权-灰色关联度理论的突水水源判别[J]. 张淑莹,胡友彪,邢世平. 水文地质工程地质. 2018(06)
[5]基于Matlab因子分析及距离判别模型的矿井突水水源识别[J]. 曲兴玥,施龙青. 煤炭科学技术. 2018(08)
[6]矿井突水水源识别的RS-LSSVM模型[J]. 邵良杉,李印超,徐波. 安全与环境学报. 2017(05)
[7]基于极限学习机的矿井突水水源快速识别模型[J]. 王亚,周孟然,闫鹏程,胡锋,来文豪,杨勇,张延喜. 煤炭学报. 2017(09)
[8]基于熵权-模糊可变集理论的煤矿井突水水源识别[J]. 王心义,赵伟,刘小满,王甜甜,张建国,郭建伟,陈国胜,张波. 煤炭学报. 2017(09)
[9]济南泉域岩溶水水化学特征及其成因[J]. 王珺瑜,王家乐,靳孟贵. 地球科学. 2017(05)
[10]基于层次分析法的敏感水源识别方法[J]. 傅金祥,刘梦阳,由昆. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(03)
本文编号：3397378
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