基于水化學和多元統(tǒng)計的煤礦采空積水識別
發(fā)布時間：2021-09-16 22:06
采空積水是煤礦四大水害補給水源之一,在四川省對煤礦安全生產(chǎn)的威脅最大。為快速準確識別采空積水的突水點,降低礦山生產(chǎn)風險,以四川省孔家溝煤礦14組地表水和礦井水水化學檢測數(shù)據(jù)為基礎,在分析礦井水成因和水化學特征上,利用Pearson相關性系數(shù)和Q型聚類等多元統(tǒng)計方法對采空積水涌出點進行了識別。結果表明:Piper圖可以初判涌水的補給水源類型;通過Pearson相關性系數(shù)判別值和大小關系分析,對地表水和深部礦井水具有較好識別效果;綜合運用采樣位置、地下水流向、Piper圖、相關性和Q型聚類分析等方法,可區(qū)分差異較小的裂隙水和采空積水,提高補給水源判別精度;最終判斷SY02、SY10和SY13的補給源為南部采空積水。該研究成果可為其他類似煤礦防治水工作中的水害水源識別提供參考。
【文章來源】：科學技術與工程. 2020,20(27)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
研究區(qū)水文地質簡圖及采樣點分布
表1 孔家溝煤礦礦井涌水采集點信息Table 1 Information of groundwater collection points 編號 采集點位置 高程/m SY01 肖家溝風機處溪水 470 SY02 原肖家溝井+442 m水平巷涌水 442 SY03 老河溝風機處溪水 514 SY04 +60 m水平運輸巷E45反漏眼涌水 60 SY05 +60 m水平運輸巷南巷水溝 60 SY06 +160 m水平運輸巷水溝 160 SY07 +160 m水平19#反漏眼涌水 160 SY08 +230 m水平5石門涌水(C10密閉) 230 SY09 +230 m水平石門涌水(C13密閉) 230 SY10 +230 m水平運輸巷114#反漏眼 230 SY11 +230 m水平水泵房左側 230 SY12 +427 m K6煤層石門 427 SY13 +427 m 生活用水取用處 427 SY14 +493 m 行人平硐測水點前 4932.1.2 樣品采集與分析
落在Piper圖菱形區(qū)域不同位置的水樣具有不同的化學特征。根據(jù)采集水樣的Piper圖分析,樣品中堿土金屬離子(Ca+Mg)與堿金屬離子(Na)各有所重,主導陽離子為Ca2+,平均毫克當量百分數(shù)達47.80%;其次為Na++K+,占比為28.33%,最后為Mg2+,占比為23.87%。強酸根(SO 4 2- +Cl-)占比大于弱酸根(HCO-3+CO 3 2- ),SO 4 2- 為主導陰離子,平均毫克當量百分數(shù)為56.17%;其次為HCO-3,占比為43.33%,Cl-含量極少。樣品在Piper圖的菱形區(qū)域有A、B、C和D等4個主要聚集區(qū)(圖3),A區(qū)內包含SY02、SY10、SY12和SY13,結合圖1中采空積水區(qū)域、采樣點位置和地下水流向等信息,可以初步推斷這4個水樣與采空積水的聯(lián)系較大;B區(qū)包括SY11和SY14,這2個點位于孔家溝主井口附近,推測具有一定水力聯(lián)系;C區(qū)包括SY01和SY03,為地表溪水;D區(qū)包括SY04、SY05和SY06,為礦井深部地下水,出露點埋深在500 m及以上。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]突水水源的獨立性權–模糊可變理論識別模型[J]. 董東林,李祥,林剛,卞建玲,曹成龍,吳恒. 煤田地質與勘探. 2019(05)
[2]多元統(tǒng)計分析在濱海礦區(qū)水源識別中的應用——以三山島金礦為例[J]. 劉國偉,馬鳳山,郭捷,杜云龍,侯成錄,李威. 黃金科學技術. 2019(02)
[3]基于主成分聚類分析的青海省水文分區(qū)研究[J]. 張國棟,樊東方,李其江. 人民黃河. 2018(12)
[4]基于獨立性權-灰色關聯(lián)度理論的突水水源判別[J]. 張淑瑩,胡友彪,邢世平. 水文地質工程地質. 2018(06)
[5]基于Matlab因子分析及距離判別模型的礦井突水水源識別[J]. 曲興玥,施龍青. 煤炭科學技術. 2018(08)
[6]礦井突水水源識別的RS-LSSVM模型[J]. 邵良杉,李印超,徐波. 安全與環(huán)境學報. 2017(05)
[7]基于極限學習機的礦井突水水源快速識別模型[J]. 王亞,周孟然,閆鵬程,胡鋒,來文豪,楊勇,張延喜. 煤炭學報. 2017(09)
[8]基于熵權-模糊可變集理論的煤礦井突水水源識別[J]. 王心義,趙偉,劉小滿,王甜甜,張建國,郭建偉,陳國勝,張波. 煤炭學報. 2017(09)
[9]濟南泉域巖溶水水化學特征及其成因[J]. 王珺瑜,王家樂,靳孟貴. 地球科學. 2017(05)
[10]基于層次分析法的敏感水源識別方法[J]. 傅金祥,劉夢陽,由昆. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2017(03)
本文編號：3397378
【文章來源】：科學技術與工程. 2020,20(27)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
研究區(qū)水文地質簡圖及采樣點分布
表1 孔家溝煤礦礦井涌水采集點信息Table 1 Information of groundwater collection points 編號 采集點位置 高程/m SY01 肖家溝風機處溪水 470 SY02 原肖家溝井+442 m水平巷涌水 442 SY03 老河溝風機處溪水 514 SY04 +60 m水平運輸巷E45反漏眼涌水 60 SY05 +60 m水平運輸巷南巷水溝 60 SY06 +160 m水平運輸巷水溝 160 SY07 +160 m水平19#反漏眼涌水 160 SY08 +230 m水平5石門涌水(C10密閉) 230 SY09 +230 m水平石門涌水(C13密閉) 230 SY10 +230 m水平運輸巷114#反漏眼 230 SY11 +230 m水平水泵房左側 230 SY12 +427 m K6煤層石門 427 SY13 +427 m 生活用水取用處 427 SY14 +493 m 行人平硐測水點前 4932.1.2 樣品采集與分析
落在Piper圖菱形區(qū)域不同位置的水樣具有不同的化學特征。根據(jù)采集水樣的Piper圖分析,樣品中堿土金屬離子(Ca+Mg)與堿金屬離子(Na)各有所重,主導陽離子為Ca2+,平均毫克當量百分數(shù)達47.80%;其次為Na++K+,占比為28.33%,最后為Mg2+,占比為23.87%。強酸根(SO 4 2- +Cl-)占比大于弱酸根(HCO-3+CO 3 2- ),SO 4 2- 為主導陰離子,平均毫克當量百分數(shù)為56.17%;其次為HCO-3,占比為43.33%,Cl-含量極少。樣品在Piper圖的菱形區(qū)域有A、B、C和D等4個主要聚集區(qū)(圖3),A區(qū)內包含SY02、SY10、SY12和SY13,結合圖1中采空積水區(qū)域、采樣點位置和地下水流向等信息,可以初步推斷這4個水樣與采空積水的聯(lián)系較大;B區(qū)包括SY11和SY14,這2個點位于孔家溝主井口附近,推測具有一定水力聯(lián)系;C區(qū)包括SY01和SY03,為地表溪水;D區(qū)包括SY04、SY05和SY06,為礦井深部地下水,出露點埋深在500 m及以上。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]突水水源的獨立性權–模糊可變理論識別模型[J]. 董東林,李祥,林剛,卞建玲,曹成龍,吳恒. 煤田地質與勘探. 2019(05)
[2]多元統(tǒng)計分析在濱海礦區(qū)水源識別中的應用——以三山島金礦為例[J]. 劉國偉,馬鳳山,郭捷,杜云龍,侯成錄,李威. 黃金科學技術. 2019(02)
[3]基于主成分聚類分析的青海省水文分區(qū)研究[J]. 張國棟,樊東方,李其江. 人民黃河. 2018(12)
[4]基于獨立性權-灰色關聯(lián)度理論的突水水源判別[J]. 張淑瑩,胡友彪,邢世平. 水文地質工程地質. 2018(06)
[5]基于Matlab因子分析及距離判別模型的礦井突水水源識別[J]. 曲興玥,施龍青. 煤炭科學技術. 2018(08)
[6]礦井突水水源識別的RS-LSSVM模型[J]. 邵良杉,李印超,徐波. 安全與環(huán)境學報. 2017(05)
[7]基于極限學習機的礦井突水水源快速識別模型[J]. 王亞,周孟然,閆鵬程,胡鋒,來文豪,楊勇,張延喜. 煤炭學報. 2017(09)
[8]基于熵權-模糊可變集理論的煤礦井突水水源識別[J]. 王心義,趙偉,劉小滿,王甜甜,張建國,郭建偉,陳國勝,張波. 煤炭學報. 2017(09)
[9]濟南泉域巖溶水水化學特征及其成因[J]. 王珺瑜,王家樂,靳孟貴. 地球科學. 2017(05)
[10]基于層次分析法的敏感水源識別方法[J]. 傅金祥,劉夢陽,由昆. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2017(03)
本文編號：3397378
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