矿井突水

摘要： 为了减少矿井突水发生时造成的矿工伤亡,为井下矿工动态选择出合理的逃生路径。综合考虑随时间变化的水位高度和水的流速对矿工逃生路径选择的影响,将其量化为对人体稳定性的影响,并将所研究的时间进行分段,根据不同时段下巷道内平均水流速与临界流速之比求得动态危险系数,并实时加权到邻接矩阵上,建立以巷道初始当量长度与危险性程度为衡量最优路径的权值时变数学模型,运用改进的Dijkstra算法进行求解,并结合W煤矿矿井进行实例分析。结果表明:优化后的模型更能反映突水时巷道内的实际情景,同时,改进的Dijkstra算法能够有效应用于突水时期最优逃生路径的动态选择中,使选择的逃生路径更加安全可靠。

摘要： 基于组合权和改进灰色关联理论,针对潘谢矿区4个含水层中提取的35个学习样本,建立了矿井突水水源识别模型,并利用该模型对7个检验样本进行了水源识别。结果表明:相同含水层的学习样本和检验样本中Na^(+)+K^(+),Ca ^(2+),Mg ^(2+),Cl^(-),SO_(4)^(2-)和HCO_(3)^(-)等6项化学指标值的含量变化趋势更为接近,符合灰色关联理论。组合权重综合考虑了主客观权重,避免人为因素的干扰,同时考虑了识别指标的实际情况。组合权方法计算的6项识别因子中,Ca ^(2+),Mg ^(2+),HCO_(3)^(-)的权重分别为0.231,0.383,0.203,且3者的权重值相加占总值的81.7%,说明3项指标在矿井突水水源识别中起主要作用。采用建立的组合权-改进灰色关联度模型对7个检验水样进行识别,除1个水样外,其余均与实际结果一致,识别准确率达到86%,表明该模型在矿井水源识别中具有一定的适用性。

摘要： 通过分析复杂井田不同含水层的常规元素、微量元素、氘氧同位素与氚同位素的水化学特征来判断各含水层的水力联系,并分别建立了Piper识别图版、Durov识别图版、氘氧同位素识别图版,借此可以快速甄别矿井突水的来源.结果表明:研究区地下水主要为大气降水补给,第四系含水层与直罗组含水层存在显著联系,直罗组含水层与延安组存在有限的联系.利用各含水层不同岩性导致的水化学离子特征差异和氘氧同位素、氚同位素的示踪特性建立识别图版,可有助于快速识别补连塔矿区突水水源,并对不同含水层的突水事故提出针对性的解决措施.

摘要： 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Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)+K^(+)、SO_(4)^(2-)、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,并将模型判别结果与PCA-Bayes模型判别结果做出对比.结果表明:保德矿采空区、二叠系砂岩含水层、石炭系砂岩含水层、奥灰含水层的水质类型分别为HCO_(3)^(-)Ca·Na·Mg型、HCO_(3)^(-)Na型、HCO_(3)-Na型和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na·Mg型;保德矿水样主成分为Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)+K^(+)、SO_(4)^(2-),可作为综合指标反映保德矿原始水样数据信息;待测水样中的异常值,可通过离群值检验和线性回归模型确定并校正;对比数据校正前后Bayes模型判别结果,校正后准确率为95%,判别准确度明显提升,可准确高效的识别突水水源.

摘要： 祁东煤矿煤层顶板压架突水事故频发,准确、快速地识别突水水源是防止突水再次发生的关键。为此,从祁东煤矿二类含水层中提取了28个训练水样以及潘二矿三类含水层的11个水样作为验证样本,以Ca2+、Mg2+、Na++ K2+、HCO3-、CI-、SO42-为评价变量。采用主成分分析法消除训练样本中的冗余离子变量,然后结合Bayes法建立模型,判别结果表明:新生界松散含水层(I)水样判别正确率为100%,煤系砂岩水(II)水样判别正确率为66.67%,太原组灰岩水(III)水样判别正确率为100%,模型的综合精度为90.91%。与单一Bayes判别方法相比,该方法具有准确率高、速度快等优点,基于该模型判别结果,可在煤矿突水事故发生后快速查明突水原因,有效预防矿井水害。

摘要： 为了解决矿井突水危险性评价结果模糊性强的问题,提高矿井突水危险性评价的准确性,构建了包含定性与定量主控因素的突水危险性评价指标体系,利用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)组合赋权并结合云模型,构建了突水危险性综合评价云模型。将该模型应用于某金矿的突水危险性评价,结果表明:采样点评价结果模糊性低、可信度高,引用富水指数法并结合实际工程情况与水文地质条件,验证了该模型评价结果的准确性与有效性。该模型可以满足实际工程需求,为矿井水害防治工作提供指导与参考。

摘要： 水文地质参数是衡量含水层富水性的重要指标,其空间分布特征的准确推算,对于矿井突水灾害预报与防治具有积极意义.传统放水试验分析方法得到的是等效水文地质参数,不能准确刻画含水层的空间异质性.基于随时间变化的水头数据与水文地质参数的互相关分析,将水力层析法应用在陕西榆林柠条塔煤矿井下承压含水层叠加放水试验数据分析中,获得了研究区水文地质参数的空间分布特征.结果表明,工作面南北富水性差异大,涌水区位于强导水带上;从涌水区往北,导水系数和储水系数整体上逐渐减小;南部导水系数和储水系数均较大,属于富水异常区.研究表明,水力层析法是一种有效的非均质含水层参数识别的新技术,将井下放水视为针对含水层的刺激源,结合水头与水文地质参数的互相关分析,联合多个观测孔的水头响应数据,反演刻画研究区域的主要地质结构特征.在矿井水文地质条件分析中,预先采用水力层析法识别富水异常区域,可以有效降低突水事故风险.

摘要： 为准确预测煤层底板突水量,提出了一种基于IPSO-SVR(改进的粒子群算法以优化支持向量回归机算法)的煤层底板突水量的预测模型.针对矿井底板突水这种非线性、小样本问题,通过改变粒子群算法的惯性权重因子定义以及引入混沌映射思想的方式,避免算法陷入局部最优值,强化全局搜索.结合王家岭等煤矿突水实例,将水压、含水层、隔水层厚度、底板破坏深度以及断层落差作为影响煤层底板突水量的特征因素,将该预测模型算法与PSO-SVR预测模型算法进行比较.仿真结果表明:该预测模型算法的预测值更接近实际值,具有一定实际应用价值.

摘要： 我国是世界上煤炭生产量和消耗量最大的国家,但由于水文地质条件复杂,在煤矿生产过程中煤层顶底板突水事故频发,常常造成严重的经济损失和人员伤亡,快速精准地判别水害来源是矿井突水水害防治的关键步骤.基于河北开滦赵各庄矿的67个水样实测数据,将Na+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO42-,HCO3-六种离子的物质的量浓度作为输入项,突水水源类型为其输出项,应用鲸鱼优化算法(WOA)改进极限学习机(ELM)形成WOA-ELM判别模型实现突水水源判别.研究结果表明:以往的单一极限学习机具有稳定性差的缺点,采用鲸鱼算法对其权值和阈值进行迭代寻优,通过环形包围、气幕袭击、随机搜索3种方式的鲸鱼优化算法对最优参数进行搜索,收敛速度快、全局搜索能力强.根据座头鲸捕食行为建立的数学模型,由于猎物(突水)位置不确定,WOA算法首先假设当前的最佳候选解是目标猎物位置或最靠近猎物的位置,然后通过随机产生向量A和概率p来决定鲸鱼更新位置的方式.当|A|＞1时随机搜索猎物;当|A|＜1时,以0.5为分界点,p＜0.5选择环形包围模式,p＞0.5则通过螺旋运动来更新位置.依据最低适应度值得到最优个体的位置,最终将输出的42个最优权值和阈值赋给ELM模型,对待测样本进行判别.通过对比,WOA-ELM判别模型在矿井突水水源识别中的准确率高达95％以上,与单一ELM模型相比,准确率提升了15％左右.与支持向量机模型(SVW)、粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)模型以及灰狼优化算法改进的极限学习机(GWO-ELM)模型等相比,该模型具有更快的收敛速度与更高的精度,稳定性和泛化能力也均得到提升.

摘要： 根据矿井各含水层水化学成分的差异性,选取多种水化学成分指标作为突水水源识别的样本变量,综合利用多元统计分析技术、Bayes逐步判别法和PCA-Bayes综合判别法作比较,采用SPSS软件建立Bayes逐步判别模型、PCA-Bayes综合判别模型,以煤矿不同含水层的水化学资料中的多组样本为依据,利用该模型进行工程应用.结果表明:PCA-Bayes综合判别模型提高了突水水源判别的准确率和判别速度,实现了对矿井突水水源快速有效判别,为防治突水事故提供了有力的依据和判别方法.

摘要： 在矿井突水灾害防治中,快速、准确识别突水水源类型对制定合理有效的防治水措施起到至关重要的作用.本文首先对近年来在矿井突水水源识别中常用方法和出现的新识别方法进行分类,然后分析主要识别方法工作原理,以及研究者采用相应的识别方法所做的工作和成果.分析总结已有方法的特点,探讨突水水源识别的发展趋势.

摘要： 根据孔集井田煤矿地下水水文地质条件勘探试验的实测资料,对地下水水化学特征及其影响因素进行分析,总结出孔集井田地下水在各种因素影响下的水化学特征,为今后该地区的矿井突水水源判别及地下水资源开发利用和保护提供科学依据.

摘要： 应用统计学软件SPSS20.0当中的Bayes逐步线性判别方法,对矿井水源类型进行筛选.通过分析煤矿12个水源样本容量,筛选出判别水源类型的主要指标——镁离子含量与氯离子含量,并以此为自变量建立Bayes逐步线性判别的Fisher函数.通过此函数对建模的12个样本容量以及待检测的3种水源样本进行正确性判别.判别结果表明:基于SPSS20.0的Bayes逐步线性判别法的分类结果的正确率达到100％,即应用统计学软件对指导现场实际生产具有重要意义.

摘要： 利用导水裂缝带计算公式计算了四台矿8#煤层上部采空区导水裂缝带高度,分析了8#煤层顶板突水危险性;利用突水系数计算公式对8#煤层底板突水系数进行了计算,确定了在带压开采范围内,正常块段不存在底板突水危险,断层附近的局部块段有突水危险,应做好水文地质监测工作,预防底板突水.研究结论对矿井水防治具有重要的指导意义.

摘要： 为准确判别矿井涌水水源,针对矿井各主要突水水源的水化学特征数据样本,利用BP算法对网络进行训练,实现对随机挑选样本的判别,并与Bayes判别结果进行比较.结果表明BP神经网络方法判别涌水水源的总体正确率为86.67％,优于Bayes判别.该研究为有效开展矿井防治水工作提供了参考.

摘要： 介绍矿井瞬变电磁超前探原理及特点,结合某矿14102工作面切眼实际情况,进行了矿井瞬变电磁超前探测.经数据处理、成图显示及资料解释,并结合探测区相关地质情况分析,最后圈定了富水异常区.验证结果表明矿井瞬变电磁超前探测的范围能达到100m以上，不仅可以超前预报掘进巷道正前方的富水地质异常体，而且可以对巷道的左帮、右帮、顶板及底板进行探测，在巷道有限空间内使用小线圈超前探测，施工方便，效率高。矿井瞬变电磁超前探预测掘进巷道前方富水地质异常体，采集的数据经处理成图后，效果明显。使能够及时、全面地了解掘进巷道前方工程地质和水文地质情况，合理地安排掘进计划，避免地质灾害的发生，提高掘进效率，降低生产成本；保障了井下施工人员的生命安全，由于物探资料的多解性，若已知资料过少，会影响解释精度。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。矿井瞬变电磁受到掘进巷道内各种金属设备和电缆的影响，对实测数据形成干扰。另外，矿井瞬变电磁在探测前方有20m左右的盲区，使得这个范围内的情况无法确定。

摘要： 介绍矿井瞬变电磁超前探原理及特点,结合某矿14102工作面切眼实际情况,进行了矿井瞬变电磁超前探测.经数据处理、成图显示及资料解释,并结合探测区相关地质情况分析,最后圈定了富水异常区.验证结果表明矿井瞬变电磁超前探测的范围能达到100m以上，不仅可以超前预报掘进巷道正前方的富水地质异常体，而且可以对巷道的左帮、右帮、顶板及底板进行探测，在巷道有限空间内使用小线圈超前探测，施工方便，效率高。矿井瞬变电磁超前探预测掘进巷道前方富水地质异常体，采集的数据经处理成图后，效果明显。使能够及时、全面地了解掘进巷道前方工程地质和水文地质情况，合理地安排掘进计划，避免地质灾害的发生，提高掘进效率，降低生产成本；保障了井下施工人员的生命安全，由于物探资料的多解性，若已知资料过少，会影响解释精度。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。矿井瞬变电磁受到掘进巷道内各种金属设备和电缆的影响，对实测数据形成干扰。另外，矿井瞬变电磁在探测前方有20m左右的盲区，使得这个范围内的情况无法确定。

摘要： 介绍矿井瞬变电磁超前探原理及特点,结合某矿14102工作面切眼实际情况,进行了矿井瞬变电磁超前探测.经数据处理、成图显示及资料解释,并结合探测区相关地质情况分析,最后圈定了富水异常区.验证结果表明矿井瞬变电磁超前探测的范围能达到100m以上，不仅可以超前预报掘进巷道正前方的富水地质异常体，而且可以对巷道的左帮、右帮、顶板及底板进行探测，在巷道有限空间内使用小线圈超前探测，施工方便，效率高。矿井瞬变电磁超前探预测掘进巷道前方富水地质异常体，采集的数据经处理成图后，效果明显。使能够及时、全面地了解掘进巷道前方工程地质和水文地质情况，合理地安排掘进计划，避免地质灾害的发生，提高掘进效率，降低生产成本；保障了井下施工人员的生命安全，由于物探资料的多解性，若已知资料过少，会影响解释精度。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。矿井瞬变电磁受到掘进巷道内各种金属设备和电缆的影响，对实测数据形成干扰。另外，矿井瞬变电磁在探测前方有20m左右的盲区，使得这个范围内的情况无法确定。

摘要： 介绍矿井瞬变电磁超前探原理及特点,结合某矿14102工作面切眼实际情况,进行了矿井瞬变电磁超前探测.经数据处理、成图显示及资料解释,并结合探测区相关地质情况分析,最后圈定了富水异常区.验证结果表明矿井瞬变电磁超前探测的范围能达到100m以上，不仅可以超前预报掘进巷道正前方的富水地质异常体，而且可以对巷道的左帮、右帮、顶板及底板进行探测，在巷道有限空间内使用小线圈超前探测，施工方便，效率高。矿井瞬变电磁超前探预测掘进巷道前方富水地质异常体，采集的数据经处理成图后，效果明显。使能够及时、全面地了解掘进巷道前方工程地质和水文地质情况，合理地安排掘进计划，避免地质灾害的发生，提高掘进效率，降低生产成本；保障了井下施工人员的生命安全，由于物探资料的多解性，若已知资料过少，会影响解释精度。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。矿井瞬变电磁受到掘进巷道内各种金属设备和电缆的影响，对实测数据形成干扰。另外，矿井瞬变电磁在探测前方有20m左右的盲区，使得这个范围内的情况无法确定。

摘要： 介绍了音频电穿透视探测技术的基本原理、施工方法及资料处理,通过工程实例对煤矿的工作面进行了富水性探测,经论证,音频电透视法施工速度快，可以进行大范围勘查，收集的数据量大，能用于精细探查。矿井音频电透视法对采煤工作面内部的导含水构造及含水层的富水性探测的空间定位、范围控制的准确性及精度更高。音频电穿透视探测的是某个界面附近的电性异常，在深度的准确定位上还存在着发展空间。音频电穿透视是目前探测回采工作面内部及附近富水性、构造的一种有效的矿井物探手段，经论证探测效果两良好。

摘要： 一种煤矿井下突水预警监测装置及方法，所述装置包括导流罩、第一滤板、安装筒、第二滤板、安装台组件、转动柱、第一螺旋叶片、水质传感器、中央控制器、声光报警器、安装罩和固定架；导流罩为半球形罩状结构，且罩状凸起的朝向与水流方向相反，导流罩外周面上设置有导流槽，导流槽槽底设置有多个进水孔，导流罩、第一滤板、安装筒和第二滤板沿水流方向依次同轴设置，导流罩与第一滤板转动连接，导流槽终点端与第一滤板外周面对齐，第一滤板、安装筒和第二滤板依次连接。本发明能在保证水质传感器正常监测的前提下，对水质传感器进行安全防护，且能避免堵塞情况发生，有利于长时间稳定的进行水质监测，从而能长时间进行煤矿井下突水预警监测。

摘要： 本发明公开了一种矿井老突水点封堵方法，包括：老突水点位于封闭工作面或巷道中，基于老突水点附近区域的地质条件和水文地质条件，确定老突水点下伏岩层中具有薄层含水层；通过水质化验分析突水水源，根据老突水点附近区域地质构造特征查找薄层含水层突水受补给的通道；在薄层含水层与导水通道相交位置附近上方地表布置定向钻孔开孔点，由地表向薄层含水层施工定向钻孔；利用定向钻孔垂直段在破碎带投注骨料，水平段在薄层含水层进行小帷幕注浆，封堵导水通道；通过强含水层的水位、突水点水量及矿井排水量进行封堵效果评价。本发明克服了现有封堵技术揭露构造和注浆段成点状、注浆效果不理想的缺点，可从根源上对老突水点进行封堵。

摘要： 本发明涉及矿业相关技术领域，公开了一种用于矿井采掘诱发突水溃砂的监测预警装置，包括设置在岩壁上的多组安装孔，所述插杆外壁上设置有红外测距仪还，包括：角度测量组件；安装固定组件，本发明首先通过计算机对红外测距仪与角度测量仪的测量结果进行分析，从而形成岩壁的空间几何模型，当岩壁发生地质变化时，岩壁的相对位置也会发生改变，此时计算机失去该块危险岩壁的数据信息，计算机对该块岩壁处的报警器进行启动，从而对危险岩壁附近的工人进行预警，本发明实现了对岩壁整体的实时监测，且可对灾难发生位置进行精准定位，且监测精度高，可通过岩壁变化在灾难初期对灾难进行预警，提升了装置的安全性。

摘要： 本发明公开了一种矿井突水垂直电性源TEM实时监测系统，将发射导线AB放置在矿区正中心部位设置的垂直钻孔内，发射机向发射导线AB提供阶跃电流，通过信号传输线连接中央总控系统，在地面上与巷道内布设数据采集站与三分量磁探头，多个三分量磁探头共用一个数据采集站，数据采集站将三分量磁探头的探测数据通过信号传输线传输至中央总控系统；这样中央总控系统对接收的探测数据进行处理解释，将探测数据形成视电阻率断面图，判断矿区巷道掘进前方与煤层回采时顶底板处是否含有突水致灾区，如若存在，则通过时深转换，确定突水致灾区的横向、纵向位置，实时将处理结果进行动态显示，以实时监测巷道掘进过程或煤层回采过程中的突水状况。

摘要： 本发明公开了一种复杂多含水层矿井突水水源识别方法，包括以下步骤：S1：根据已知含水层水样的水化学数据，建立矿井的水源数据库；S2：经过数据检验以及异常值的处理后的数据作为建模样本；S3：确定识别指标及其阈值并采用回代检验判断初步识别模型中的识别指标的有效性；S4：依据有效的识别指标以及Fisher识别法，建立“综合‑逐步识别法”模型；S5：测定待判水样识别指标，并通过“综合‑逐步识别法”模型依次判定，识别水源类型。本发明的优点是综合采用特征离子对比法、离子比例系数法和Fisher识别法等，对不同含水层水源识别采用不同方法，先简单后复杂，逐步判定水文地质条件较复杂、充水含水层较多的矿井水源类型。

摘要： 本发明公开了一种基于特征选择与支持向量机模型的矿井突水水源判别方法，包括：步骤S1：确定参与建模的含水层，在含水层采集水样，水样的数量为至少60组；步骤S2：测试每组水样的水质信息；步骤S3：利用R语言将多组水质信息按照7：3的比例分为训练数据集和测试数据集；步骤S4：应用随机森林模型进行特征选择；步骤S5：建立第一支持向量机模型；步骤S6，建立第二支持向量机模型。根据本发明的基于特征选择与支持向量机模型的矿井突水水源判别方法，使用了随机森林方法进行特征选择，使用支持向量机模型框架进行建模，可以提升模型结果的准确性。

摘要： 本发明实施例涉及矿井突水预警技术领域，公开了一种矿井突水预警系统、方法和终端设备。上述矿井突水预警系统包括：预警系统包括数据采集单元、数据统计识别单元、预警单元，数据采集单元连接数据统计识别单元，数据统计识别单元连接预警单元；数据采集单元用于采集突水预警数据；数据统计识别单元用于接收突水预警数据，并对突水预警数据进行识别，确定用于表征突水情况的多类数据；预警单元用于根据多类数据确定是否满足突水预警条件，若满足突水预警条件则进行突水告警。本发明采用多种数据确定是否满足突水预警条件，可以及时地对矿井突水事故进行预警，提升了矿井突水事故的预测准确性，保证了矿井开采工作的安全运行。

摘要： 本发明提供基于EEMD‑Isomap算法矿井突水水源识别方法，属于煤矿安全领域。包括以下步骤：获得矿井水的拉曼光谱信息；对拉曼光谱信号进行降噪处理；将拉曼光谱信号划分为训练集和预测集；利用对训练集和预测集降维处理；将训练集作为核K最近邻算法的输入，建立突水水源识别模型；将预测集输入到突水水源识别模型，得到预测结果；对比预测结果和模型中的实际结果获得识别准确率；将识别准确率和辨识时间作为突水水源种类的评价指标识别矿井突水类型。本发明提出的方法可以智能化识别突水水源类型，对于提前有效地进行水的预防和控制，从而预防和减少水害的发生，有着极大的参考价值。

摘要： 本实用新型公开了一种基于PVA水溶膜材料的矿井突水预测装置，包括支架、漏斗形外壳、封闭性PVA水溶膜、金属球、压力按钮、报警器、指示灯以及箱体。利用PVA水溶膜材料遇水迅速降解，并且承载力可设计选择的特点，准确迅速地检测工作面煤壁上是否有凝结的水珠形成，从而判断矿井是否有突水征兆。若煤壁上有凝结的水珠形成，封闭性PVA水溶膜与水珠接触，会发生降解，导致内部盛放的金属球从漏斗中落下，落至压力按钮处，压力按钮被触动后，与之相连接的报警器开关、指示灯开关也相继被触动。该装置除裹有金属球的封闭性PVA水溶膜外，均可多次重复使用，封闭性PVA水溶膜可根据需要选择不同的承载力。

摘要： 本实用新型提供了一种矿井突水水源检测装置，所述矿井突水水源检测装置包括检测主管，沿所述检测主管的长度方向设置有至少两个采集模块，所述采集模块分别独立连接有检测模块，所述检测模块均电性连接分析模块；所述采集模块包括壳体，所述壳体内设置有隔板，所述隔板将壳体内分为独立的过滤液采集腔和原液采集腔，所述过滤液采集腔的进口端设置有过滤件，所述过滤液采集腔和原液采集腔分别独立接入所述的检测模块。通过对突水水源进行多深度取样，了解不同深度水源的水质情况，检测突水水源的准确参数，进一步地提高检测效果，判别水源变化情况，具有结构简单、检测结果准确和适用性高等特点。