水质特征模型在下组煤首采面突水水源判别中的应用
利用水化学特征识别朱庄煤矿突水水源
利用水化学特征识别朱庄煤矿突水水源朱乐章【摘要】通过详述朱庄煤矿造成主采煤层突水的各含水层的水文地质特征,对其中的砂岩含水层和灰岩含水层的水质进行取样分析,利用K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、德国度、TDS等常规测验,分析各含水层之间离子组成的差异、水化学类型的不同,提出离子毫克当量百分比、Piper三线图、Gibbs图等方法,对矿井突水水源进行快速识别.结果表明,这3种方法能够直观、快速、准确地识别朱庄煤矿突水水源.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2018(044)005【总页数】6页(P100-104,119)【关键词】水化学特征;矿井突水;离子毫克当量百分比;Piper三线图;Gibbs图;水源识别【作者】朱乐章【作者单位】淮北矿业股份有限公司孙疃煤矿,安徽省淮北市,235121【正文语种】中文【中图分类】TD745.2矿井突水作为煤矿五大灾害之一，关系着井下作业人员的生命安全，制约着矿井的发展。
我国东部矿井浅层煤炭资源逐渐枯竭，随着开采深度的增加，受煤层底板隐伏垂向导水通道威胁，矿井突水的隐患也不断加大。
目前，突水水源识别方法包括常规水化学分析法、水质模型法、微量元素法、环境同位素法、地下水动态观测法等。
通过研究区域地下水补给、径流、排泄规律，结合水文地质条件，分析水化学特征成为一种快速判别突水水源的方法。
朱庄煤矿现主采5#煤层与6#煤层，砂岩含水层、灰岩含水层均可能成为煤层出水的水源，矿区垂向导水构造发育，因此面对矿井突水需及时判定突水水源，通过采集各含水层水样进行水质分析，结合Gibbs图、Piper图、舒卡列夫分类，快速判定不同类型的矿井突水水源，为下一步突水治理提供参考依据。
1 主采煤层概况朱庄煤矿位于安徽省淮北市属闸河矿区，井田主要含煤地层为二叠系山西组和下石盒子组，矿井含煤7层，其中可采煤层4层，分别为3#、4#、5#、6#煤层，其中4#、5#、6#煤层为矿井主要可采煤层。
综合评判方法在矿区突水含水层水源判识中应用
综合评判方法在矿区突水含水层水源判识中应用刘晶晶【摘要】选取潘北煤矿煤系砂岩水、岩溶水、松散层水及采空区水等一批测试水样值,采用模糊数学中的综合评判方法对不同含水层的水样进行研究与评判.计算发现:在原先的Na++K+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO42-,HCO3-等六个因素分析之上,添加总硬度、碱度、pH及矿化度等因子,其突水水源判别准确度由原先的75％上升为100％.由此认为,就多含水层的突水水源类型判别的可靠度而言,不仅与样本量有一定的联系,更关键在于选取特征因子.【期刊名称】《能源与环境》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】2页(P19-20)【关键词】矿区;判别方法;突水多水源;特征因子【作者】刘晶晶【作者单位】安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南 232001;福建省197地质大队福建泉州 362011【正文语种】中文【中图分类】TD745.21多含水层突水问题一直是影响我国矿山安全开采的关键因素之一。
为此，国内外科研院所，采用不同的研究方法进行分析，选取多含水层的水质成分值作为其研究对象，结合多种的数学方法，将突水水源化学组分值进行前处理，然后编程计算，目的是获得最佳识别效果，比如，模糊分析方法［1-3］、灰色理论方法［4］、统计分析方法［5-6］、聚类分析方法［7］、神经网络方法［8］等。
目前，矿山突水的主要水源为：新生界底部松散层水、煤系顶底板砂岩水、岩溶水以及采空区水等。
由于多种水源，其成分变化范围常常不同，难以通过同一标准进行识别，采用模糊数学中的综合评判方法，简单且针对性较强，是矿山突水水源判别的一个重要方法。
本文在介绍其原理基础上，以淮南矿区煤系砂岩水、岩溶水、松散层水及采空区水等为对象，分析其化学组分特征，研究结果可为类似条件下的煤矿水害治理提供借鉴与参考。
综合评判方法，是模糊数学中对多种因素共同影响下的事物或现象进行综合评价的方法，实质为一种多目标决策的过程的研究手段，它是通过变换来完成这项工作，具体如下：式中，A=（a1，a2，…，ap）为模糊权向量，它是因素集X=｛x1，x2，…，xp｝上的权重分配；R为因素与评价集的模糊关系矩阵。
矿井涌(突)水源混合水识别模型研究
第52卷第12期煤炭工程COAL ENGINEERING Vol.52, N o. 12doi ：10.11799/ce202012026矿井涌（突）水源混合水识别模型研究董东林，张健，林刚，高艺轩，刘鑫(国家煤矿防治水工程技术研究中心，北京1_83)摘要：根据不同含水层在水化学特征上的差异，提出基于水化学原理判别矿井涌（突）水水源的混合水判识模型。
以开滦荆各庄矿为例，通过绘制P i p e r三线图判断待识别水样来源，运用PHREEQC软件建立矿井水源混合模型，并以6大常规离子和p H值为识别因子，提出了根据欧氏距离计算结果判断矿井混合水突水水源的模型。
结果表明，通过Pip e r三线图与欧氏距离结合的模型判别，涌水水源的水80%来自—12煤砂岩裂隙含水层（I D ), 20%来自9煤一7煤砂岩裂隙含水层(IV)，经与实际化验结果对比，该结果符合实际。
关键词：矿井涌水源；混合水；水源识别；水化学；欧氏距离中图分类号：TD745文献标识码：A文章编号：167卜0959(2020)丨2-0124-04Identification model of the source of water-inrushDONG Dong-lin, ZHANG Jian, LIN Gang, GAOYi-xuan, LIU Xin(College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology ( Beijing) , Beijing 100083, China) Abstract：This paper proposes a model based on the principle of hydrochemistry that there are differences in hydrochemical characteristics between different aquifers to identify the source of mixed water—inrush. Taking Jinggezhuang Mine in Kailuan as an example, the source of the water sample is identified by drawing Piper's three-line diagram. The mixed model of mine water source is established using PHREEQC software, which takes six conventional ions and pH value as the identification factors, and it is proposed to judge the water source of the mixed water-inrush according to the calculation result of Euclidean distance.The results show that combining Piper three-line diagram with Euclidean distance is an accurate and feasible model to identify the source of mixed water—inrush.Keywords：source of water-inrush；mixed water；water source identification；hydrochemistry；Euclidean distance在煤矿安全生产中，矿井水害是仅次于煤矿瓦斯 灾害的第二大自然灾害，它对我国煤矿安全生产造成 重大影响在突水事故发生后，及时准确地识别 突水水源对煤矿安全生产具有重大意义14]。
基于水化学特征的聚类法判别矿井突水水源
基于水化学特征的聚类法判别矿井突水水源王炳强白喜庆吴振岭（中国煤炭地质总局水文地质局，河北邯郸056004）摘要：以新阳煤矿为例，通过对不同含水层水样进行取样化验，研究各含水层特征离子组成，应用聚类分析方法判断井下涌（突）水层位及补给水源。
该方法简单易学，并且投资少，效果好，为矿井防治水工作提供了一条可行的技术思路，值得推广与应用。
关键词：新阳矿水化学特征聚类法Prediction of Mine Water Inrush Sources Based on Cluster AnalysisofHydrogeo chemical FeaturesWang Bingqiang Bai Xiqing Wu Zhenling(Hydrogeological Exploration Bureau,CNACC,Handan,Hebei 056004) Abstract: In Xinyang coal mine as an example, through to different aquifer water sampling tests, the characteristics of the aquifer in ion of various composition and clustering analysis method to determine underground Chung bursting water layer and water supply. This method is easy to learn and has little investment, good effect, and it can provide a feasible technology for mine water prevention and control, it is worth to be popularized and applied.Key words:Xinyang Coal mine;Water chemical characteristics;Clustering method1引言我国煤田地质条件十分复杂，煤矿水害已成为影响我国煤矿安全生产的关键问题之一［1］。
Bayes方法在矿井突水水源判别中的应用
Bayes方法在矿井突水水源判别中的应用张春雷;钱家忠;赵卫东;马雷【摘要】快速有效地判别突水水源是矿井安全生产的重要保障.选取各含水层多项水质指标,应用Bayes 方法建立适用于不同水质类型的矿井突水水源快速判别模型.结合SPSS 软件,以淮南顾桥矿为例,并与模糊综合评判模型、神经网络模型进行分析比较.结果表明:贝叶斯多类线性判别模型能够有效地判别突水水源,比模糊综合评判有更高的准确性,与神经网络模型的判别准确率相同.Bayes 多类线性判别模型又以其计算过程简单、模型结构稳定而优于神经网络模型.既提高判别准确率又提高判别速度,实现对突水水源快速有效判别.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2010(038)004【总页数】4页(P34-37)【关键词】水源判别;Bayes 模型;煤矿【作者】张春雷;钱家忠;赵卫东;马雷【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TD741;P641.4快速有效判别矿井突水水源是保障煤矿安全生产的重要技术手段之一，国内外众多学者正努力尝试从地下水蕴含的地球化学信息中判别突水水源[1-5]。
随着传统水化学方法在面对大量纷繁复杂的水质数据所表现手足无措时，各种不确定性数学模型被引用于突水水源的快速判别[6-9]。
Bayes多类线性判别模型是从样本的多元分布出发，充分利用多元正态分布概率密度提供的信息计算后验概率，然后确定样本归属[10]。
不同水质类型地下水中各组分种类及含量差异较大，本次研究仅选取不同含水层中普遍含有的6大常规离子用于模型运算，借助Bayes多类线性判别法利用已知预测未知的特点，结合矿区实际资料判别突水水源，并将其应用到淮南顾桥矿地下水判别实例中，取得较好效果。
基于离差加权的煤矿突水水源判别模型及应用
第38卷 第1期 煤田地质与勘探Vol. 38 No.1 2010年2月COAL GEOLOGY & EXPLORA TIONFeb. 2010收稿日期: 2009-09-04基金项目:国家自然科学基金项目(40672154; 40872166); 新世纪优秀人才计划项目(NCET-06-0541)作者简介:潘 婧(1985—), 女, 安徽宿州人, 硕士研究生, 从事环境科学和地下水模拟研究.文章编号: 1001-1986(2010)01-0054-04基于离差加权的煤矿突水水源判别模型及应用潘 婧, 钱家忠, 马 雷(合肥工业大学资源与环境工程学院, 安徽 合肥 230009)摘要: 矿井突(涌)水水源的快速识别是矿井水害有效防治的前提条件。
针对应用模糊综合评判方法解决水源判别常用的“超标加权法”和“偏标加权法”确定判别因子的权重系数方面存在的不足，结合方差分析中的离差分解法，提出了矿井突水水源判别权重系数确定的离差加权法；利用SPSS 软件，并以淮南潘三矿为例，对上述3种模型进行对比分析研究。
结果表明：基于离差加权的模糊综合评判能够有效的判别突水水源，比“超标加权法”和“偏标加权法”有更高的判别率；基于离差加权的模糊综合评判具有原理清晰、结构简单、运算量小、更为合理等优点，适合快速识别水源，为矿井水害防治提供了一种辅助决策手段。
关 键 词：突水水源判别；模糊综合评判；离差加权方法；模型中图分类号：TD74 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.013The discrimination model based on the deviation weighing method of inrushedwater sources in coal mine and its applicationPAN Jing, QIAN Jiazhong, MA Lei(School of Natural Resources and Environmental Engineering , Anhui Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China )Abstract: Rapid discrimination of the water bursting sources is the precondition of preventing water-inrush from coal floor effectively. This paper puts forward a method for determining the weighting coefficient, deviation weighing method with reference to a deviation decomposition method in variance analysis, in the light of the shortages of the “super weighting method” and “biasing weighting method” that are commonly used to determine the weighting coefficient of the judging factors for solving the discrimination of the water bursting sources with the fuzzy comprehensive evaluation; Using SPSS, the example of Huainan Pansan mine had been studied with the three fuzzy models. The results show that the fuzzy comprehensive evaluation based on the deviation weighing method which has an advantage of “super weighting method” and “biasing weighting method” can make the discrimination of the water bursting sources more effective. Considering its characters such as clear principle, simple structure and more suitability, the fuzzy comprehensive evaluation based on the deviation weighing method suits for rapid dis-crimination of the water bursting sources and provides an assistant means for decision-making to prevent wa-ter-inrush from coal floor.Key words: discrimination of inrushed water sources; fuzzy comprehensive evaluation; deviation weighting method; model矿井突水是煤矿生产过程中最具威胁的自然灾害之一，对矿井突(涌)水水源的快速识别是矿井水害防治的前提条件。
马氏距离判别模型在矿井突水水源判别中应用
本 文 以某 矿井 为例 ， 根 据 各含 水 层 的 水质 特 征 和 实 际判 别 需要 ， 把水 样 分 为 三类 ， 其 中 ４—６煤 顶板 水 为第 １类 ， 奥 灰 水 为第 ２类 ， ６煤 底 至奥 灰 砂 岩 水 为 第 ３类 。本次 训 练 样 本 数为 ２ ０个 突水 水样 ， ４—６煤 顶 板 的 有 ６个 ， 奥灰 水 的有 ７ 个， ６煤底 至 奥灰砂 岩 水 的有 ７个 。训 练样本 水 质数 据如 表 １ 所示 。本次 待测 样本 为 ６个水 样 ， 其 水质 数 据如表 ２所 示 。
１ 距 离 判别 原 理
１ ． １ 马 氏 距 离 判 别 函 数
Ｍｇ 、 ＨＣ Ｏ 一、 Ｓ Ｏ 、 总硬 度 、 碱度、 ｐ Ｈ、 矿 化度 １ １ 项 指标 作
为评 价 因子 。
由于 马 氏距离 不受 量 纲 的 影 响 ， 两 点 间的 马 氏 距离 与 原 始 数据 的测 量 无 关 ， 其 可排 除 变 量 间 相 关 性 的干 扰 ， 给 距 离 的计算 带来 了很大 的方 便 。 设 总体 Ｃ＝ｔ Ｘ ， Ｘ ： ， …， Ｘ ｝ 为 ｍ维 总 体 （ 考 察 ｍ个 指
判 别 矿井 突 水水 源 常用 方 法 有 很 多 ， 如 多 元 统 计 法 、 模 糊综 合 评判 法 － ６ １ 、 神经 网络 法 ． ７ ＿ 、 灰 色 关 联 分 析 、
支 持 向量 机 Ｊ 、 可 拓识 别法 … 等， 这 些 研究 方 法 取 得 了一 些 重 要 的成 果 。距 离 判 别 是 一 种 统 计 分 析 方 法 ， 以给 定 样
２ ０ １ ３年 １ １月 第３ ５卷 第 ６期
贝叶斯判别分析在矿井突水水源预测中的应用
贝叶斯判别分析在矿井突水水源预测中的应用熊伟;崔光磊【摘要】选用多项化学指标作为判别因子,建立了适用于不同水质类型矿井多类水源分析的贝叶斯(Bayes)判别分析模型进行矿井突水预测.通过对河南焦作矿区样本进行预测,对比实测数据,验证了该方法在突水预测中具有较高的准确性.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2012(038)011【总页数】4页(P110-113)【关键词】贝叶斯判别分析;突水;预测;焦作矿【作者】熊伟;崔光磊【作者单位】中国矿业大学安全工程学院,江苏省徐州市,221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏省徐州市,221116【正文语种】中文【中图分类】TD742随着社会的发展，对能源需求量不断增大，煤矿的开采量急剧增加，导致开采深度不断增加和开采规模不断扩大，矿井突水危害日益严重。
研究煤矿突水规律及其机理，迅速判定突水水源位置及采取有效的治理措施，是矿井实现高效高产的重要保障内容，也是煤矿安全生产中亟待解决的课题。
地质条件的差别使得不同含水层地下水化学成分各不相同，利用水文地球化学方法，分析矿井涌出水的化学成分及组成，确定其水质类型，就可判定矿井涌水来自哪个含水层。
据此原理，目前已发展出了很多识别矿井突水水源的方法，例如数量化方法、专家经验法、人工神经网络法、模糊综合评价法等。
本文提出采用贝叶斯（Bayes）判别分析方法对矿井突水水源的地下水化学样品进行归类和分析，以建立用于识别突水水源的判别模型，并依据该模型对新的突水水样进行判别分类，为矿区防治水工作提供了一种简便快捷的新工具和途径。
所谓判别方法就是给出空间Rm的一种划分：D＝｛D1，D2，…，Dk｝，一种划分对应一种判别方法，不同的划分就是不同的判别方法。
贝叶斯判别法也是给出空间Rm的一种划分。
贝叶斯的统计思想总是假定对研究的对象已有一定的认识，常用先验概率分布来描述这种认识；然后抽取一个样本，用样本来修正已有的认识（先验概率分布），得到后验概率分布。
水化学特征分析法在突水水源判别中的应用
１ 矿 井 水 文 地 质 条 件
期水量逐步稳定在 ３ ｍ ／ ０ ｈ左右 ， 涌水量约 占矿井涌水 量 的 ５ ％ 。 由于 此 出 水 点 位 于 巷 道 顶 部 ， 初 认 为 出 ０ 起
水 水 源 可 能 为 煤 系 地层 顶 板砂 岩 水 。但 结 合 矿 井 水 文
山西大远煤业有 限公 司矿井设计生产 能力核 准为 ６ Ｏ万 ｔａ ／ 。井 田位 于宁武 向斜 的东翼 ， 为一单 斜构 造 ，
２１年第１ ０ ０ 期
童 晨 救 斜ｌ
１ ８ ９
水 化 学 特 征 分 析 法 在 突水 水 源 判 别 中的应 用
朱衍利 石 磊 李 万业 郭英 明 ， ， ，
（． １ 山西 大 远 煤 业 有 限 公 司 ， 州 忻 ０４ ０ ； ．煤 炭 科 学研 究 总 院西 安研 究 院 ， ３２ ０ ２ 西安 ７ ０５ ） １０ ４
Ｚ ｕ Ｙａ ｌ Ｓ ｉＬ ｉ Ｌ ａ ｙ ‘ Ｇｕ ｎ ｍｉ ｇ ｈ ｎｉ ｈ ｅ ， ｉＷ ｎ ｅ ， ｏ Ｙｉｇ ｎ ，
（ ．ｄｙａ ｉｅＬｄ ｎＳ ａｘ ｐｏｉｃ ，ｉｚｏ ｉ ３ ２０；． Ｃ ｄ，ｉａ ｒｎｈ ｘ’ ｉ １０４ １ ａｕｎｍ ｎ ｔ．ｉ ｈｎｉ ｒｖ ｅ ｘ ｈ ｕｃｔ０ ４ ０ ２ Ｃ Ｐ ｘ’ｌｂａｃ ，ｉａ ｃｔ ７０ ５ ） ｎ ｎ ｙ ｌ ｎ ｙ
山西 大远 煤业公 司在 ２煤 ＋１０ ２０水平 巷道 开拓 掘进 时 ， 翼 顶部 出现一 处 出水 点 ， 北 稳定 涌水 量约 为
《2024年水质分析在矿井突水水源判别中的应用》范文
《水质分析在矿井突水水源判别中的应用》篇一一、引言矿井突水是矿山安全生产中的重大灾害之一，其发生往往伴随着水量的突然增加和水质的急剧变化。
突水水源的准确判别对于矿山的安全生产和灾害防治具有重要意义。
水质分析作为突水水源判别的重要手段，可以通过对矿井水样中各种化学成分的检测和分析，为突水水源的识别提供科学依据。
本文将探讨水质分析在矿井突水水源判别中的应用及其重要性。
二、矿井突水及水质分析概述矿井突水是指矿山在开采过程中，由于各种原因导致的地下水位突然升高，大量水体涌入矿井的现象。
突水事件往往伴随着水质的急剧变化，这些变化包括水体中各种离子浓度、pH值、溶解氧等化学成分的改变。
水质分析则是通过对水样中这些化学成分的检测和分析，了解水体的性质和来源。
三、水质分析在矿井突水水源判别中的应用1. 检测水体中的离子浓度矿井突水后，水体中的离子浓度会发生明显变化。
通过检测水样中各种离子的浓度，可以初步判断突水的可能来源。
例如，若水中钙、镁离子浓度较高，可能表明突水水源为地下水或地表水；若水中含有较高的硫酸根离子，则可能表明突水水源与矿山周围的酸性废水有关。
2. 分析水体的pH值和溶解氧水体的pH值和溶解氧也是水质分析的重要指标。
突水后，水体的pH值和溶解氧会发生改变，这些改变与突水水源的性质和来源密切相关。
通过分析这些指标，可以进一步判断突水的可能原因和来源。
3. 对比分析历史数据在矿井突水发生前，通常会进行定期的水质检测。
通过对比突水前后水样的化学成分和指标，可以更加准确地判断突水的可能水源。
这种方法需要结合矿山的实际情况和历史数据，进行综合分析和判断。
四、实例分析以某矿山为例，该矿山在开采过程中发生了突水事件。
在突水后，进行了详细的水质分析。
通过检测水样中的离子浓度、pH 值和溶解氧等指标，发现水中钙、镁离子浓度较高，同时pH值较之前有所降低。
结合该矿山的历史数据和周边环境，初步判断该次突水的可能水源为地下水。
逐步判别模型在矿井突水水源判别中的应用
逐步判别模型在矿井突水水源判别中的应用魏新华【摘要】利用不同含水层的水化学成分差异,采用逐步判别方法借助SPSS统计软件,建立矿井突水水源的判别模型,选取矿井三类突水水源31个样品作为判别样品,以突水含水层Ca2+、Mg2+、K++Na+、HCO3-、Cl-、SO42-等常规离子组分为评价因子,并筛选出Ca2、HCO3-两个指标作为判别指标,得到逐步线性判别函数,用于突水水源的判别,并采用马氏广义距离的F检验、回判检验及样品检验等多种方法进行验证,经验证,该模型判别效果较好,能较好识别突水水源.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】3页(P51-53)【关键词】逐步判别;突水水源;水源判别【作者】魏新华【作者单位】安徽省煤田地质局勘查研究院,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】P641.4+1矿井突水是我国煤矿开采过程中主要的自然灾害之一，根据原煤炭工业部统计数据局：全国受水害威胁的矿井，占矿井总数的27.5%，受水害威胁的煤炭储量达数百亿吨[1]而且一旦突水，往往造成极大的经济损失与人员伤亡[2][3]，水害防治工作在矿井建设、生产过程中起着重要作用。
突水水源不同，水害防治的方法各异，因此，突水水源判别是水害防治工作的关键。
地下水的水化学成分是含水介质、水动力条件、氧化-还原环境综合作用的结果，不同突水水源的水化学成分存在一定差异，因此，可以利用突水水源之间的水化学差异进行水源判别[4][6]。
突水水源判别方法多种多样，如模糊识别[7]、模糊综合评判法[8]、灰色关联度评价法[9]、灰色聚类法[10]、人工神经网络识别技术[11]等，这些方法在矿井突水水源判别中得到了应用，并取得一定成果。
多组逐步判别方法是利用一定的检验规则，对变量进行逐步筛选，同时进行判别的一种方法。
近年来，该方法在多学科中得到一定的应用[12-14]，本文基于该方法建立矿井突水水源识别模型，并应用于矿井突水水源识别。
《2024年水质分析在矿井突水水源判别中的应用》范文
《水质分析在矿井突水水源判别中的应用》篇一摘要：本文将详细阐述水质分析在矿井突水水源判别中的应用。
首先，我们将介绍矿井突水的基本概念和其危害性；其次，我们将探讨水质分析的原理和方法；最后，我们将通过实际案例分析，展示水质分析在矿井突水水源判别中的具体应用和效果。
一、矿井突水概述矿井突水是指矿井在开采过程中，由于地质构造、采矿活动或其他因素导致地下水突然涌入矿井的现象。
突水事件往往会造成矿工的生命安全威胁，同时也会对矿井的生产造成严重影响。
因此，准确判别突水水源，对于预防和控制突水事件具有重要意义。
二、水质分析原理和方法水质分析是通过检测水样的物理、化学和生物性质，分析水的来源、污染状况及可能对人体健康的影响。
在矿井突水水源判别中，水质分析主要依据水的化学成分、离子含量、微量元素等指标进行判别。
（一）化学成分分析通过检测水样中的各种离子浓度，如钙离子、镁离子、钠离子等，可以初步判断水的类型和来源。
例如，高浓度的钙镁离子通常表明水样可能来自地下水或地表水。
（二）微量元素分析微量元素在水中含量的变化可以反映水的来源和污染状况。
例如，某些特定元素的含量变化可以指示水样是否受到工业污染或农业污染。
（三）其他检测方法除了化学成分和微量元素分析外，还可以通过检测水的温度、电导率、pH值等指标进行综合分析。
这些指标的变化可以提供更多关于水样的信息，有助于准确判别突水水源。
三、水质分析在矿井突水水源判别中的应用（一）实例背景某煤矿在开采过程中发生突水事件，为确定突水水源，以便采取有效的防治措施，进行了水质分析。
（二）应用过程1. 采集水样：在突水事件发生后，立即采集矿井内的水样，包括涌出的水和矿井中的地下水。
2. 实验室检测：将采集的水样送至实验室，进行化学成分、微量元素和其他指标的检测。
3. 数据分析：根据检测结果，综合分析水样的化学成分、离子含量、微量元素等指标，判断突水水源。
4. 结果判断：根据数据分析结果，确定突水水源，为防治措施的制定提供依据。
利用水化学特征识别桑树坪煤矿突水水源
奥陶系石灰岩溶隙溶洞承压强含水层组 从奥灰水分析结果(表 1)可知， 水样矿化度变化范围为 981.25~1 532.50 mg/L，pH 值为 7.1~7.3，呈中性。 由图 1 可以清晰看出， 奥灰 7 个水样均位于 Piper 图的中上区域，且彼此靠近。根据 MT/T 672—1997 《煤矿水害防治水化学分析方法规定》[13]，主要离子 毫克当量百分数大于 25 %参加评定水质类型； 介于 20 %~ 25 %的成分作为参考成分，并用括号区别。奥灰水水 样水化学类型为 SO4·HCO3—Ca·Mg·(Na)、
428.49 189.61 462.76 481.32 47.43 171.06 162.50 160.14 189.48 182.75 194.69 182.44 267.94 3.15 128.20
1 817.21 533.64 7 347.06 6 052.58 62.15 267.17 427.65 417.36 404.60 507.71 505.65 470.46 962.53 215.06 527.05
矿化度 3 318.62 2 323.98 9 396.32 7 653.78 501.71 1 438.18 1 129.74 981.25 1 022.07 1 532.50 1 488.57 1 423.95 1 742.77 2 084.46 1 187.01 pH 5.9 7.4 4.5 4.5 7.8 7.1 7.3 7.3 7.1 7.3 7.3 7.3 7.4 8.6 7.8
2
研究区地下水化学特征
对矿井造成威胁的水源主要来自厚层灰岩岩溶
表1
Table 1
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 取水点 开始突水时突水水样 第二次取水突水水样 老窑积水 老窑积水 黄河水 奥灰水 O2 奥灰水 O2 奥灰水 O2 奥灰水 O2 奥灰水 O2 奥灰水 O2 奥灰水 O2 11号煤顶板砂岩裂隙水 山西组底部砂岩裂隙水 矿井污水 阳 Na++k+ 397.44 547.00 59.87 26.91 64.09 231.63 90.07 85.45 20.40 225.49 174.27 180.96 204.08 751.00 118.24
常规水化学方法识别突水水源的应用
常规水化学方法识别突水水源的应用常浩宇;弓金保;孙泽;徐维;孙润【摘要】矿井水化学组分受控于多种因素,不同含水层由于所处空间的不同,造成了地下水化学组分的差异.对于矿井涌水量异常增大的情况,为了及时准确地辨识涌水来源,利用常规地下水水化学知识,结合煤矿已有的大量水化学数据,划分矿井水水质类型,并进行聚类分析.查明了东欢坨矿3086工作面异常涌水与上下含水层的水力联系,为矿山采取下一步防治水措施提供了依据.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2018(015)001【总页数】6页(P21-26)【关键词】水质分析;矿井水;派珀三线图;聚类分析【作者】常浩宇;弓金保;孙泽;徐维;孙润【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;西山煤电(集团)马兰矿,山西太原030200;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201【正文语种】中文【中图分类】TD7450 引言矿山水害是煤矿生产中仅次于瓦斯灾害的第二大灾害，在煤炭开采过程中遇到的各种地质构造如陷落柱、断层等都有可能沟通工作面上下含水层，成为地下水的充水通道，造成矿井涌水量异常增大。
一旦出现涌水量异常增大的情况，对涌水水源的辨识是矿方及时采取相应防治水措施，防控灾害扩大的必要步骤，但是常规的钻探及物探手段难以直接查明涌水来源及其与上下含水层的水力联系[1,2,3]。
矿井水中的各种离子含量反映了矿井充水水源的本质特征，通过对矿井涌水离子组分数据进行分析整理，结合矿井之前积累的大量水质数据，利用水化学和数学方法进行数据处理，则可以便捷地识别突水水源，推断突水通道，为下一步水害治理提供依据。
1 地下水常规水化学内容地下水化学成分的分析是水源辨识研究的基础，工作目的与要求不同，分析项目与精度也不相同。
矿井水常规水化学组分主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+及八种离子，其综合水质指标有pH值、电导率(EC)、总溶解固体(TDS)等。
多元统计分析模型在矿井突水水源判别中的应用
多元统计分析模型在矿井突水水源判别中的应用
刘杰刚;徐新启;时艳茹;虞青松;李磊
【期刊名称】《中国煤炭》
【年(卷),期】2013(039)002
【摘要】综合运用分层聚类、逐步判别分析方法的计算原理,依据岱庄煤矿出水点及含水层水样的水质分析资料,建立多元统计分析模型,进行水质相似度分析和主要出水水源判别.研究表明分层聚类方法能够定量、直观地反映各水源之间水质的亲疏关系；逐步判别分析法可以有效地判别突水点的类型归属,二者互为补充和验证.【总页数】4页(P101-104)
【作者】刘杰刚;徐新启;时艳茹;虞青松;李磊
【作者单位】中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏省徐州市,221116;煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏省徐州市,221116
【正文语种】中文
【中图分类】TD745.21
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用地下水水质特征模型判别姚桥矿井突水水源
用地下水水质特征模型判别姚桥矿井突水水源
李明山;程学丰;胡友彪;路风光;禹云雷
【期刊名称】《矿业安全与环保》
【年(卷),期】2001(028)0z1
【摘要】结合姚桥矿井地下水水化学资料，介绍了用地下水水质特征模型判别矿井突水水源，并建立了姚桥煤矿矿井突水水质特征判别模型。
【总页数】3页(P174-176)
【作者】李明山;程学丰;胡友彪;路风光;禹云雷
【作者单位】大屯煤电集团公司姚桥矿,;淮南工业学院,;淮南工业学院,;大屯煤电集团公司姚桥矿,;大屯煤电集团公司姚桥矿,
【正文语种】中文
【中图分类】P641
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水质动态曲线预测在突水水源判别中的应用
水质动态曲线预测在突水水源判别中的应用
牟林
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】2016(044)003
【摘要】为解决矿井水文地质条件复杂矿区的工作面突水后水源难以借助单一方法快速判别的问题，在现有水源判别方法的基础上，以霍州煤电干河矿2-112工作面为例，利用已有勘探数据，提出了以“独立识别区”和“关键离子”为主的用于突水过程分析的水质动态曲线预测法。
“关键离子”用于初步判别水源类型，当水质动态曲线进入“独立识别区”时，可进入二级判别确定突水水源。
运用此方法实现了对干河矿2-112工作面突水水源的准确判别，形成了肯定判别仅有太灰水或太灰水、奥灰水同时参与突水过程的判别方法。
【总页数】6页(P70-74,79)
【作者】牟林
【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安 710077
【正文语种】中文
【中图分类】TD741
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水质特征模型在下组煤首采面突水水源判别中的应用宋淑光1，孟辉1，张牧1，奚修军1，朱术云2（1．淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿，山东济宁272175；2．中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116）摘要：通过对淄博矿业集团公司岱庄煤矿影响下组煤开采的3个主要含水层以前所做的大量水质化学成分化验结果的资料整理，建立了该矿下组煤主要充水水源的水质特征模型。
根据最近突水点水质特征指标与已建立的水质特征模型进行综合对比，准确及时地确定了突水水源。
关键词：地下水；水质特征模型；水源判别；对比分析；煤矿中图分类号：TD745文献标志码：B文章编号：1003－496X（2012）06－0122－03The Application of Water Feature Model for Water－bursting Source Judgment at the First MiningFace of Under－group Coal SeamsSONG Shu－guang1，MENG Hui1，ZHANG Mu1，XI Xiu－jun1，ZHU Shu－yun2（1．Daizhuang Coal Mine，Zibo Mining Group Co．，Ltd，Jining272175，China；2．School of Resource and Earth Science，China University Mining and Technology Xuzhou221116，China）Abstract：Through processing the large number of water quality chemical composition test results of three main aquifers，which affect the under－group coal mining at Daizhuang coal mine of Zibo mining group，the water feature model of mainly water filling resource in the under－group coal seam is established．According to the comprehensive comparison between the water feature indexes of a recent water bursting point and the established water feature model，the source of bursting water is determined timely and accurately．Key words：groundwater；water feature model；water source judgment；comparative analysis；coal mine在下组煤采掘生产实践中，常会遇到某工作面或掘进头突水问题，首先要考虑的是突水水源问题，判别井下突水水源的方法很多［1－3］，其中根据突水水质的化学成分进行判别仍是目前矿井突水中重要的方法［4－5］。
地下水化学成分的形成主要有溶滤及溶解作用、阳离子交替吸附作用、浓缩作用、混和作用、脱碳酸作用和生物化学作用，通常地下水化学成分是很复杂的，但对于给定区域含水层的地下水，其水化学性质指标的变化仍将具有自身的基本特征。
故只要把握不同含水层水质的基本属性，就可以根据水化学特征分析水文地质条件，根据水质特征模型判别不同含水层之间的水力联系，从而可区分矿井突水水源。
结合淄博矿业集团岱庄煤矿下组煤首采工作面胶带顺槽突水的水质化学特征和已有相关资料进行研究。
1水文地质概况根据水文地质补勘资料［6］，岱庄煤矿属全隐蔽型煤田，首采区主要可采煤层为16#、17#煤层。
采区内对16#、17#煤层开采影响的主要含水层为十下灰、十三灰和奥灰3个主要的充水含水层。
1）十下灰含水层。
十下灰含水层平均厚5．32m，岩溶裂隙发育不均。
据2009年8月25日十下灰地面观测孔平均水位标高－64．637m，q=0．00157 0．1857L/（s·m），K=0．3551 5．1686m/d，属补给条件较好、中等富水的含水层。
该含水层是16#煤层的直接顶板，为该煤层开采的直接充水含水层。
2）十三灰含水层。
十三灰厚度1．75 9．30m，平均4．03m，局部有泥岩夹层，钻孔漏水孔率极低，且漏水钻孔分布很分散，表明薄层灰岩富水空间不发育，富水性较弱。
2008年1月25日1160采区内L13－4观测孔观测水位标高为+16．130m左右（最近3年最高水位），十三灰至奥灰间距为18．85 27．85m，一般23．4m，但部分地段存在一定的水力联系。
3）奥灰含水层。
采区内绝大多数钻孔揭露奥灰厚度50m左右，主要揭露奥灰六段，奥灰最大揭·221·（第43卷第6期）应用·实践露厚度177．87m。
根据2011年8月10日1160采区内O2－3观测孔观测水位标高为+15．930m，单位涌水量为0．0161 3．098L/（s·m），渗透系数为0．0289 2．4766m/d，水质属SO4－Ca·Mg型和SO4－Ca型。
奥灰含水层厚度大，富水性好，一般作为太原组灰岩含水层的主要补给水源，也是下组煤开采的间接充水含水层。
2充水水源水质特征模型为快速判别出水水源，矿上及时采取突水点水样送到山东省鲁南地质工程勘察院水质化验室进行水质特征指标的化验。
根据水质化验结果，结合该采区以前开拓和掘进期间以做的其它出水点不同含水层已有相关水质化验资料，以前的相关资料共收集30个水质化验结果，其中十下灰6个，十三灰水14个，奥灰水10个。
为增加可靠性和准确性，只采用各个含水层相关水质指标的平均值，测试的水化学成分其详细结果见表1。
根据表1中大量以前3个主要充水含水层水化学相关指标进行对比分析，可建立主要影响下组煤开采的主要3个含水层的水质特征模型。
2．1十下灰水水质特征模型①水质类型为SO4．HCO3－Ca．Na（K）型；②在阳离子中Ca2+和Na+K+离子含量较高，占主要阳离子毫克当量百分数的35%以上；③在阴离子中SO42－．和HCO3－离子含量较高，分别占主要阴离子毫克当量百分数的66．1%和27．6%；④总硬度和矿化度均相对较低，总硬度为933．0德国度，矿化度为2207．1mg/L。
2．2十三灰水水质特征模型①水质类型为SO4．HCO3－Ca．Mg型；②在阳离子中Ca2+和Mg2+离子含量较高，分别占主要阳离子毫克当量百分数的71．8%和18．5%；③在阴离子中SO42－．和HCO3－离子含量较高，分别占主要阴离子毫克当量百分数的78．5%和16．5%；④总硬度和矿化度均比十下灰水相应指标高，总硬度1768．0德国度，矿化度为2846．6mg/L。
2．3奥灰水水质特征模型①水质类型为SO4－Ca．Mg型；②在阳离子中Ca2+和Mg2+离子含量较高，分别占主要阳离子毫克当量百分数的74．3%和20．1%；③在阴离子中SO42－．离子含量占绝对优势，占主要阴离子毫克当量百分数的81．1%；④总硬度和矿化度在这3个主要含水层中均最高，总硬度为2178．2德国度，矿化表1突水点和以前水样平均值水质特征主要指标综合对比充水水源十下灰水样（6个）十三灰水样（14个）奥灰水样（10个）突水点水样（2个）总硬度/933．01768．02178．21512．7矿化度/（mg·L－1）2207．12846．63100．02286．9主要阳离子含量/（mg·L－1）K+Na+314．3132．081．063．9Ca2+279．4629．9694．9448．8Mg2+57．197．1112．595．2∑阳离子650．8859．0888．4607．9主要阳离子毫克当量/（meg·L－1）K+Na+10．14．32．62．1Ca2+14．031．534．722．4Mg2+4．88．19．47．9∑阳离子28．943．846．732．4占主要阳离子毫克当量百分数/%K+Na+35．19．75．66．4Ca2+48．471．874．369．1Mg2+16．518．520．124．5主要阴离子含量/（mg·L－1）Cl－82．277．491．152．0SO42－1160．01665．21945．31351．9HCO3－308．2221．3210．2249．7∑阴离子1150．41963．92246．61653．6主要阴离子毫克当量/（meg·L－1）Cl－2．32．22．61．5SO42－24．234．740．528．2HCO3－10．17．36．98．2∑阴离子36．644．250．037．9占主要阴离子毫克当量百分数/%Cl－6．35．05．13．9SO42－66．178．581．174．3HCO3－27．616．513．821．8度为3100．0mg/L。
3突水点水源判别分析3．1突水工作面概况11601工作面位于1160采区胶带上山的东北侧，是该采区的首采工作面，故四周均为16#煤层待采区。
工作面2个顺槽设计长度分别约为1520m 和1574m，工作面倾向净宽约60m。
该面胶带和轨道2个顺槽从2011年5月开始进行掘进施工，到现在轨道顺槽已经掘进施工了354m，迎头标高约－528m左右，胶带顺槽已经掘进施工了406m，迎头标高约－533m左右，如图1。
3．2出水概况2011年7月4日夜班11601工作面胶带顺槽测点F4前1134m巷道迎头断面右上方煤层因打炮眼从炮眼中出水，如图2。
该出水点距离巷道右帮约0．5m，距离顶板约0．3m。
水从打炮眼的孔中向外流出，有压力，但感觉不大。
用大桶法进行流量测·321·（2012－06）图1工作面及出水点位置平面示意图量：夜班测量约为10m3/h，7月5日上午下井测试流量约19m3/h，7月6日上午下井测试流量约15 m3/h。
虽有下降的趋势，但由于在以前掘进过程中基本没有从煤层中出水实例，绝大多数都是从顶板往下出水，故为安全起见决定进行打钻超前探测迎头前方有无异常。
图2出水点和探水钻孔在11601面胶带顺槽掘进迎头断面的位置示意图根据钻探原始记录，从2011年7月8日开始，在11601皮带顺槽迎头施工探水钻孔1，进行打钻探查。
当钻进施工深度到3．5m时，开始出水，水量为13m3/h，有一定的水压。