浅埋型矿井涌水量预测预报的灰色模型

矿井涌水量预测 ,对矿井安全及正常生产都至关重要。矿井涌水量预测采用的常规方法对各含水层的水文地质参数依赖性较大 ,而对各因素之间的影响程度难以区分和把握 ,因此 ,在预测预报中的精度较差 ;而采用灰色理论则具有高度的概括性 ,可以把各种不确定因素 ,统统用一个简单的“灰数”来表示 ,并且预测精度高而简单实用。笔者在分析浅埋型矿井涌水量的构成要素的基础上应用灰色系统理论对其涌水量进行了预测 ,其方法与结果对推动矿井水文地质工作有一定的现实意义和指导作用。     

基于广义回归神经网络的矿井涌水量预测

矿井涌水量预测对矿山的安全生产和地下水资源的保护都有着重要意义。将广义回归神经网络(GRNN)引入到矿井涌水量预测中,以实例为研究基础,提出采用GRNN对矿井涌水量预测问题进行建模,将大气降水、采空区面积和底板构造断裂及采动裂隙三个影响因子作为网络输入,涌水量作为预测输出,采取交叉验证方法获得光滑因子来建立预测模型。预测结果表明,GRNN模型的预测值与真实值的最大相对误差仅为4.27%,而BP神经网络预测的最大相对误差为10.48%。同时,减少训练样本数量,即应用于小样本预测问题时,GRNN模型的预测结果较BP神经网络精度高且稳定性好。因此,应用GRNN模型进行矿井涌水量预测是准确的、可行的。     

基于R/S分析的矿井涌水量灰色预测

矿井涌水量序列具有分形和灰色特征,将R/S分析与灰色系统理论相结合,提出了R/S灰色预测模型以预报矿井涌水量。并以龙门矿为例,对其矿井涌水量进行了R/S分析,确定了Hurst指数和平均循环周期;还在一个周期内进行了涌水量灰色预测。结果表明:龙门矿矿井涌水量平均循环周期为10个月;原本无法进行灰色预测的矿井涌水量序列,经R/S分析后不但可以进行灰色预测,而且预测精度达97.54%,明显高于成熟模型—灰色马尔科夫预测模型的精度。该方法拓宽了分形和灰色理论在涌水量研究中的应用范围。     

煤矿水文地质勘探中稳定流抽水试验确定水文地质参数讨论

<正>确的水文地质参数是准确预测矿井涌水量的基础。以实际抽水试验为基础,对比计算分析单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种不同抽水试验方式下的水文地质参数,然后在考虑井损的情况下,对抽水孔的降深进行修正,以期得到更加精确的水文地质参数。结果表明,由于经验公式及井损的影响,使得单孔抽水所得参数误差及离散度较大,即使对降深进行修正后,单孔抽水依然得不到理想的结果。因此,建议采用两个观测孔的抽水试验方式来获取较为正确的水文地质参数。研究结果可为含水层水文地质参数计算及矿井涌水量预测提供理论依据,对矿井防排水系统设计和防治水措施制定具有重要现实意义。     

基于BP神经网络的摩擦阻力系数确定

矿井巷道摩擦阻力系数是整个矿井通风设计、管理以及系统改造的关键,是矿井巷道阻力特性中的重要影响因素。为了确定矿井巷道的摩擦阻力系数,提高矿井通风的管理能力,采用BP神经网络模型对矿井巷道的摩擦阻力系数进行模式识别,结合改进的贝叶斯正则化方法,运用MATLAB软件进行计算,预测矿井巷道的摩擦阻力系数。与实测的摩擦阻力系数做对比,结果表明:BP神经网络结构简单,收敛速度较快,并且预测精度高,对矿井巷道摩擦阻力系数的确定发挥重要作用,方便矿山井巷通风安全管理的实现。     

矿井突水路径搜索算法与应用

为了实现对矿井突水路径的搜索以及突水范围的预测,基于图论与网络理论,以巷道交叉点的标高为搜索权重,将水流流向分成下向蔓 延和上向升涨两个突水阶段,提出了水流下向、上向蔓延路径搜索算法。实现了对突水路径的搜索,并在已知巷道突水点的情况下,通过两个 时刻的巷道水位变化,计算得出了单位时间的突水量,结合给定的矿井巷道拓扑结构信息,对未来时间段的突水范围和水位标高点进行预测。 研究结果表明:在已知矿井突水点和矿井基础数据信息的情况下,应用无向图宽度优先搜索法生成矿井突水路径, 并结合得出的单位时间的突 水量,对下一时间段的突水量进行计算并对突水范围进行预测。     

一种新型的矿井突水分析与预测的支持向量机模型

针对矿井突水样本数少,信息不完整的特点,提出了矿井突水分析的线性核H-SVMs模型。推导模型的理论推广误差公式,设计自顶向下基于SVM最大间隔逐层分类构造H-SVMs的新方法,并应用于实际的矿井突水预测。实验结果表明,线性核H-SVMs模型结构简单、泛化能力强,不仅能很好地预测矿井突水,而且其层次结构能正确反映突水的等级关系,各判别函数的法向量还可以指示各突水影响因素的权重,通过判决函数能有效分析突水影响因素并提取突水预测规则,为矿井突水预测提供了新的方法。     

基于层次分析法的矿井突水风险模糊综合评价

突水风险评价是矿井水害预控管理的重要内容,应用层次分析法与模糊数学理论,对矿井的突水风险进行科学与合理评价。在评价过程中,建立了矿井突水风险评价指标体系,通过比较矩阵的计算确定出突水风险各相关因素的影响权重,并进行权重总排序,找出矿井突水主要影响因素。基于该评价体系,建立二级模糊综合评价模型。应用表明:该评价方法能够对多个定性与定量指标影响的评价进行综合权衡,比较准确有效地反映出矿井突水风险等级。     

矿井水资源化与生态环境安全探讨

矿井水是煤矿区区域水资源系统的特定的组成部分,是地下含水系统具有补给机制的特殊单元,与生态环境系统又有关联性及制约性。矿井水的抽取净化利用(狭义矿井水资源化)能够诱发类似地下水开采和地下煤炭开采引起的生态环境灾害现象,表现的问题链为地下采动(裂隙生成扩展(渗流场变化、降水漏斗区扩大(水资源流失(矿井水形成/地下水水位下降(矿井水取用(地下水位再下降(生态环境响应(灾害)。广义矿井水资源化除了资源化关键技术研究外,还必须进行矿井水恢复与补给机制的研究、矿井水资源化的阈值及所诱发的生态环境灾害样式及其尺度研究,以达到即合理地进行矿井水资源化(对矿井水赋存形式Ⅱ)、防止水资源流失(对矿井水赋存形式Ⅰ),又保证生态环境安全的目的,实现真正意义的矿井水资源化。     

矿井涌水资源化利用分析

矿井涌水的资源化利用对缓解山区供用水紧张状况、有效利用和保护地下水资源、改善生态环境具有重要意义。通过勘探、抽水试验和实际观测,查明了矿井涌水条件,预测了矿井涌水量,分析了矿井涌水水质和资源化利用效益,为矿区采矿安全和实现矿井涌水资源化利用提供了依据。     

基于CEEMDAN和改进的混合时间序列模型工作面涌水量预测研究

为提高采煤工作面涌水量预测准确度,收集大量工作面涌水量观测数据进行整理、统计、分析,将涌水量稳定性、周期性和季节性特征考虑在内,提出1种基于数据驱动的完全自适应模态分解算法(CEEMDAN)和改进的混合时间序列模型工作面涌水量预测方法。该方法利用CEEMDAN处理涌水量数据,构建麻雀搜索算法(SSA)优化的长短期记忆网络(LSTM)和自回归移动平均模型(ARIMA)并行级联而成的混合时间序列模型对工作面涌水量进行预测。研究结果表明：该模型预测结果与真实数据相差更小,平均绝对误差为6.36 m³/h,均方根误差为10.6 m³/h,模型拟合系数为0.95,更适用于工作面涌水量预测。研究结果可为矿井工作面涌水量预测及防控提供参考。     

隧道渗涌水量的随机模型预测

渗涌水问题是常见的隧道病害 ,是影响隧道正常使用 ,危及行车安全的重要因素。因此 ,科学地预测隧道涌水量大小 ,是制定最优防治水方案 ,确保安全通车的关键。笔者以大瑶山隧道渗涌水量的实测数据为基础 ,应用随机过程的理论和方法 ,建立了隧道渗涌水量的平稳序列预测模型 ,并将预测值与实测结果进行了对比 ,比较吻合。     

矿井水资源评价的研究现状及展望

结合当前水资源评价的研究特点和发展方向,根据矿井水资源本身特点,将矿井水和生态系统作为整体,提出了"矿井水资源评价"的概念,初步建立了面向生态的区域矿井水资源评价理论和方法,阐述了它的内涵、研究内容和技术体系.矿井水资源评价内容包括水质评价、水量评价、污染评价和开发利用条件评价.对矿井水资源评价的各组成部分研究进展及存在问题进行了总结,指出了未来亟须研究的科学问题.研究结果为矿区水环境治理及更科学、更有效地实现矿井水资源化提供了理论依据.     

基于SVM的矿井通风阻力系数影响因素分析与预测

矿井通风阻力系数是通风安全最重要的基础参数之一,为了实现矿井通风阻力系数简单准确地预测,提出了利用支持向量机（SVM）来预测矿井通风阻力系数的方法。通过分析影响因子与矿井通风阻力系数的相关性关系,并利用MATLAB逐步建立单影响因素与矿井通风阻力系数、多影响因素与矿井通风阻力系数之间的SVM预测模型,对比分析各预测模型的相对误差,确定最佳矿井通风阻力系数预测模型,即当输入模型影响因素为巷道断面积、周长和支护方式时,预测相对误差小于10%的样本数占测试样本的76%,相对误差小于20%的样本数占测试样本的90%。结果表明:该预测方法在矿井通风阻力系数预测中是可行的,并具较高的准确性。     

矿井水资源化与生态环境安全探讨

矿井水是煤矿区区域水资源系统的特定的组成部分，是地下含水系统具有补给机制的特殊单元，与生态环境系统又有关联性及制约性。矿井水的抽取净化利用(狭义矿井水资源化)能够诱发类似地下水开采和地下煤炭开采引起的生态环境灾害现象，表现的问题链为地下采动(裂隙生成扩展(渗流场变化、降水漏斗区扩大(水资源流失(矿井水形成／地下水水位下降(矿井水取用(地下水位再下降(生态环境响应(灾害)。广义矿井水资源化除了资源化关键技术研究外，还必须进行矿井水恢复与补给机制的研究、矿井水资源化的阈值及所诱发的生态环境灾害样式及其尺度研究，以达到即合理地进行矿井水资源化(对矿井水赋存形式Ⅱ)、防止水资源流失(对矿井水赋存形式Ⅰ)，又保证生态环境安全的目的，实现真正意义的矿井水资源化。     

唐山市水资源合理配置研究

针对唐山市水资源条件和开发利用现状,建立了智能型水资源合理配置模型,采用层次化动态水资源合理配置方法,依据四水转化原理,对多种水源的利用进行多年逐时段水资源配置,实现了水量水质统一配置,地表水与地下水联合供水,分部门分行业科学配水,多水源多用户时空联合调配.     

海州矿高矿化度矿井水脱盐试验研究

海州矿矿井水一直都以排放为主要处理方式,不仅污染了水资源,还造成水资源的浪费.水质分析表明,海州矿矿井水属高矿化度矿井水.针对矿井水含盐量高、硬度大的特点,对此类高矿化度矿井水的脱盐方法和脱盐率的影响因素进行了理论分析和试验研究.经过运行费用和运行可靠性等方面的分析比较,确定选用电渗析方法脱盐.试验选用了一定规格的电渗析器,在试验中通过改变电渗析器的工作条件,绘制曲线来分析主要工艺参数的变化对脱盐效率的影响.试验结果表明,在工作电压为55 V、工作电流为1.86 A时,脱盐率达到70%以上.     

矿井涌水量的灰色-马尔柯夫预测方法

将灰色预测和马尔柯夫预测结合起来,形成一个兼有灰色预测与马尔柯夫转移概率矩阵预测优点的灰色-马尔柯夫预测方法。充分利用历史资料数据给予的信息,提高随机波动性较大数据列的预测精度,进一步拓宽灰色预测的应用范围。利用该方法对一些矿井的涌水量进行预测,取得了较为满意的结果。     

顶板含水层防水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

煤矿水害风险量化评价方法

为提高煤矿防治水管理水平,预防和消除矿井水害,在层次分析法的基础上建立中性值作为参照对象对矿井水害风险进行实时评判的方法。根据《煤矿防治水细则》建立以矿井水文地质类型、矿井涌水量标准分数、突水预兆、采掘面位置、探水结果为准则层的层次结构模型,并对各评价指标赋权。依据制定的水害风险评价指标的评分细则和监测监控数据并结合其权重得到水害评价总得分。通过总得分与中性参照分数比较得出预测结果:水害评价总得分大于中性参照分数,证明水害的威胁小,分数越高越安全;反之则水害的威胁较大,分数越低越危险,这时需要加强防治水的力度,令评价分数管控大于中性参照分数。这种方法依赖于井下监测监控数据进行量化评价,能实时、客观、全面且准确地反映煤矿水害的风险情况。