Bayes逐步判别法在邢台煤矿突水水源判别中的应用
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互 补 、 互 排 的 关 系 。因 有 厚 约 ６ ～ １０ 的 新 生 界 砂 岩 和 粘 ０ ５ｍ
土类层相间隔 ，和二叠系数层厚度大 、分布稳 定的泥岩 、砂 质泥岩类隔水层相隔 ，阻隔 了地表水大量溃入坑道 ，据开采
能 ： ｆ ＝ ’ ’ｉ， ，， ｕ＋ ｍ Ｕ ） 力 ｕ＋ ／ 【 ，１ …． 若 ｆ：ｉｆ， （ ） ｗ Ｕ ＝ ２ ｋ （ ｎ（ ） ＋
蕴藏 量 已明显减少。流经邢台矿 的河 流有 两条，即沙河和七
里河 。沙河位于矿井南部边缘 ，是一常年有水河流 ，平时流 量较小为 １ ｍ ／， ～５ 洪水 期流 量可达 ２ ８ ／ １ ５ ｓ ３ ｍ３ （ ９ ８年 ８月） ｓ 。 七里河在邢台矿中部穿过 ，为季节性之河流 沙河 、七里河 由西向东穿过矿区，与浅层项部砾石层水水力联系密切，呈
、 一 ｆ＋ ｝ ｌ 一 Ｉ ｌ ＋ 硝
ｕ ｆ＋ （）
几一
将所研究对象进行分类 ，并且对这些类别作一些观测 ， 取得一批样本数据 。要求从 已知 的样本数据 出发 ，建立一种 判别方法 ，当我们取得一个新 的样本 时，可 以根据这个样本
则选 ｊ 入判 别函数 ，同时计算其维 尔克斯统计量 ： 进
． ～
资料证实 ， 即使在河床下采煤， 也不会 导致地表水渗入井下 。
、 ：
２ Ｂｙ ｓ逐步 判 别模型 ａｅ
２ １ 原 理 概 述 ．
ｒ ｒ
１
Ｆ（ １月 ） 当 ㈩ ＞ ＋硝， 一 ， 一 。 － ） 则 ｘ入 ｊ
是 否恰 当 ， 判 别 分 析 效 果 的关 键 。 果 在 某 个 判 别 问题 中 ， 是 如
将最重 要 的变量 忽略 了，那相应 的判别 函数的效 果一定不
好；而另一方面 ， 如果判Biblioteka Baidu变量个数太 多， 计算量必然增大 ， 会影响估计的精 度。 特别 当引入 了一些判别 能力不强 的变 量
错判 比率和 正确判别 的比率 。 ２ ２数学模型 的建立 ． （） １ 利用逐步判别分析【选取“ ２ 】 有效” 变量 。设观测数据 为 Ｘｉ ，ｉ１ ，…，ｋ ｔ ＝ ，２ ，ｋ为分类 数，ｔ ｌ ，…，ｍ，ｍ ＝ ，２ 为变 量个数 ，ｉｌ ，…，ｎ ＝ ，２ ，ｎ为第 ｉ 类观测样本数 。计算 各类 样本 的均值 、 总均值 、 内离差距阵 Ｌ 组 和离差距阵 ｗ 。 将 原始数据计算 的 Ｌ ｘ 为 Ｌ ｏ ｘ记 ，ｗ 记为 ｗ０ ，其元素分别 记 为 １和 ｗＩ ｉ 先 引入 第 一 个 变 量 ，计 算 全 部 变 量 的判 别 ｏ首
开发应 用
Ｂ ｙ ｓ 步 判别 法 在 邢 台煤 矿 突水 水 源 判 别 中的应 用 ａｅ 逐
聂荣花 晏 伟 萨贤春
（． １ 中煤科 工集团西安研 究院，陕西 西安 ７ ０ ０ ；２ 西安科技 大学测绘科 学与技术 学院，陕西 西安 ７ ００ ） １００ ． １ ０ ０
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。文章 以邢 台煤矿 为研 究对 象，选取各含水层 多项水质指标 ， 应 用 Ｂ ｙｓ 步判 别法建立矿井 突水 水源快速判别模型 。结果表明：Ｂ ｙｓ ａｅ 逐 ａｅ 逐步判别模型 以其计算过程 简单 、模型结构稳定 而优 于其它模 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，为防治水工作提供有 力依据 。 关键 词：矿 井 突水；水源判别；Ｂ ｙ ｓ 步判 别 ａｅ 逐
Ｄ ： １ ． ９ ９ ｊ ｓ ． ６ １ ６ ９ ． ０ ２ ０ ． １ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ．ｉ ｎ １ ７ — ３ ６ ２ １ ． ６ ０ ４ ｓ
１ 矿 区水 文地质 概 况
邢 台矿区位于北温带大陆性气候 ，据邢 台气象 台统计 ，
年降雨量在 ４ ０ ５ ｍｍ左右 ，雨季集中在六 、七、八三个 ０ ￣６ ２ 月 ，近年来雨量减少到 ４ ０ ｍ 以下 。由于降雨量的减少、 ０ｒ ａ 上游西部 山区水库蓄水 ，地下水 的补给 明显不足 ，加上矿区 范 围内工农业发展 ，大量开采地下水 ，形成地下水位逐年下 降趋势 。 区水位标高 由 １ ６ 的＋ ０ 矿 ９ ３年 ７ ｍ左右 ， 下降到 １８ ９７
相 应 的 贝 叶斯 判 别 函数 。最 后 检 查 判 别 的效 果 ，也 就 是 计 算
年 的＋ ０ 左右 ，水位降低幅度达 ２ ｍ。 ５ｍ ０
邢 台矿东部 百泉为 区域 的主要泄水 区， 地下水 由矿区的 西部 、西北部 、西南径流至矿 区东部 ，自溢成 泉，形成达活 泉和 百泉 泉群 。近年来 由于沙河上游 的朱庄水库 、石岭水库 等拦洪蓄水 ，总蓄 水量 为 ７亿 ｍ ，以及邢 台电厂 的扩建 ， 采水量 的增加 ，因此 百泉 的 自然排泄量 已大大减少 。 １８ 据 ９３ 年 资料统 计，百泉 流量 已减 少到 ４８ ｍ ，达活泉 的排泄量 ． ／ ４ ｓ 为 ０８ ｍ 。 １８ ．７ ／ 据 ９ ７年和 １８ 的考察 ， ｓ ９ ８年 百泉水 出现断流 ， 整个 泉区 自溢水全部干枯 。以上说明邢台矿区的奥灰岩溶水
时 ，还 会 严 重 地 影 响 判 别 的 效 果 。
故本文将贝叶斯判别和逐步判别方法相 结合，首先利用 逐步分类判别剔除关联度较小或无用的变量，找到对 判别最 合适 的变量 ；然后对选入的变量建立贝叶斯判别函数 ；最后 对待判样本进行判别分析。这种方法保留了各 自的优势 ，减 少 了复杂 的计算 ，也提高 了判别的效率 。 首先 ，对于选择变量 ，应考虑到 以下几个方面：（ ）和 １ 判别分析 的目的有密切关联 ；（ ）能够反映 出待判类变量 的 ２ 特征 ；（ ）对于不 同研究对象 ，其值要 有明显的差异。然后 ３ 确定分析样本和验证样本 ，再用逐步判别法筛选变量 ，建立
土类层相间隔 ，和二叠系数层厚度大 、分布稳 定的泥岩 、砂 质泥岩类隔水层相隔 ，阻隔 了地表水大量溃入坑道 ，据开采
能 ： ｆ ＝ ’ ’ｉ， ，， ｕ＋ ｍ Ｕ ） 力 ｕ＋ ／ 【 ，１ …． 若 ｆ：ｉｆ， （ ） ｗ Ｕ ＝ ２ ｋ （ ｎ（ ） ＋
蕴藏 量 已明显减少。流经邢台矿 的河 流有 两条，即沙河和七
里河 。沙河位于矿井南部边缘 ，是一常年有水河流 ，平时流 量较小为 １ ｍ ／， ～５ 洪水 期流 量可达 ２ ８ ／ １ ５ ｓ ３ ｍ３ （ ９ ８年 ８月） ｓ 。 七里河在邢台矿中部穿过 ，为季节性之河流 沙河 、七里河 由西向东穿过矿区，与浅层项部砾石层水水力联系密切，呈
、 一 ｆ＋ ｝ ｌ 一 Ｉ ｌ ＋ 硝
ｕ ｆ＋ （）
几一
将所研究对象进行分类 ，并且对这些类别作一些观测 ， 取得一批样本数据 。要求从 已知 的样本数据 出发 ，建立一种 判别方法 ，当我们取得一个新 的样本 时，可 以根据这个样本
则选 ｊ 入判 别函数 ，同时计算其维 尔克斯统计量 ： 进
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资料证实 ， 即使在河床下采煤， 也不会 导致地表水渗入井下 。
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２ １ 原 理 概 述 ．
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Ｆ（ １月 ） 当 ㈩ ＞ ＋硝， 一 ， 一 。 － ） 则 ｘ入 ｊ
是 否恰 当 ， 判 别 分 析 效 果 的关 键 。 果 在 某 个 判 别 问题 中 ， 是 如
将最重 要 的变量 忽略 了，那相应 的判别 函数的效 果一定不
好；而另一方面 ， 如果判Biblioteka Baidu变量个数太 多， 计算量必然增大 ， 会影响估计的精 度。 特别 当引入 了一些判别 能力不强 的变 量
错判 比率和 正确判别 的比率 。 ２ ２数学模型 的建立 ． （） １ 利用逐步判别分析【选取“ ２ 】 有效” 变量 。设观测数据 为 Ｘｉ ，ｉ１ ，…，ｋ ｔ ＝ ，２ ，ｋ为分类 数，ｔ ｌ ，…，ｍ，ｍ ＝ ，２ 为变 量个数 ，ｉｌ ，…，ｎ ＝ ，２ ，ｎ为第 ｉ 类观测样本数 。计算 各类 样本 的均值 、 总均值 、 内离差距阵 Ｌ 组 和离差距阵 ｗ 。 将 原始数据计算 的 Ｌ ｘ 为 Ｌ ｏ ｘ记 ，ｗ 记为 ｗ０ ，其元素分别 记 为 １和 ｗＩ ｉ 先 引入 第 一 个 变 量 ，计 算 全 部 变 量 的判 别 ｏ首
开发应 用
Ｂ ｙ ｓ 步 判别 法 在 邢 台煤 矿 突水 水 源 判 别 中的应 用 ａｅ 逐
聂荣花 晏 伟 萨贤春
（． １ 中煤科 工集团西安研 究院，陕西 西安 ７ ０ ０ ；２ 西安科技 大学测绘科 学与技术 学院，陕西 西安 ７ ００ ） １００ ． １ ０ ０
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。文章 以邢 台煤矿 为研 究对 象，选取各含水层 多项水质指标 ， 应 用 Ｂ ｙｓ 步判 别法建立矿井 突水 水源快速判别模型 。结果表明：Ｂ ｙｓ ａｅ 逐 ａｅ 逐步判别模型 以其计算过程 简单 、模型结构稳定 而优 于其它模 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，为防治水工作提供有 力依据 。 关键 词：矿 井 突水；水源判别；Ｂ ｙ ｓ 步判 别 ａｅ 逐
Ｄ ： １ ． ９ ９ ｊ ｓ ． ６ １ ６ ９ ． ０ ２ ０ ． １ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ．ｉ ｎ １ ７ — ３ ６ ２ １ ． ６ ０ ４ ｓ
１ 矿 区水 文地质 概 况
邢 台矿区位于北温带大陆性气候 ，据邢 台气象 台统计 ，
年降雨量在 ４ ０ ５ ｍｍ左右 ，雨季集中在六 、七、八三个 ０ ￣６ ２ 月 ，近年来雨量减少到 ４ ０ ｍ 以下 。由于降雨量的减少、 ０ｒ ａ 上游西部 山区水库蓄水 ，地下水 的补给 明显不足 ，加上矿区 范 围内工农业发展 ，大量开采地下水 ，形成地下水位逐年下 降趋势 。 区水位标高 由 １ ６ 的＋ ０ 矿 ９ ３年 ７ ｍ左右 ， 下降到 １８ ９７
相 应 的 贝 叶斯 判 别 函数 。最 后 检 查 判 别 的效 果 ，也 就 是 计 算
年 的＋ ０ 左右 ，水位降低幅度达 ２ ｍ。 ５ｍ ０
邢 台矿东部 百泉为 区域 的主要泄水 区， 地下水 由矿区的 西部 、西北部 、西南径流至矿 区东部 ，自溢成 泉，形成达活 泉和 百泉 泉群 。近年来 由于沙河上游 的朱庄水库 、石岭水库 等拦洪蓄水 ，总蓄 水量 为 ７亿 ｍ ，以及邢 台电厂 的扩建 ， 采水量 的增加 ，因此 百泉 的 自然排泄量 已大大减少 。 １８ 据 ９３ 年 资料统 计，百泉 流量 已减 少到 ４８ ｍ ，达活泉 的排泄量 ． ／ ４ ｓ 为 ０８ ｍ 。 １８ ．７ ／ 据 ９ ７年和 １８ 的考察 ， ｓ ９ ８年 百泉水 出现断流 ， 整个 泉区 自溢水全部干枯 。以上说明邢台矿区的奥灰岩溶水
时 ，还 会 严 重 地 影 响 判 别 的 效 果 。
故本文将贝叶斯判别和逐步判别方法相 结合，首先利用 逐步分类判别剔除关联度较小或无用的变量，找到对 判别最 合适 的变量 ；然后对选入的变量建立贝叶斯判别函数 ；最后 对待判样本进行判别分析。这种方法保留了各 自的优势 ，减 少 了复杂 的计算 ，也提高 了判别的效率 。 首先 ，对于选择变量 ，应考虑到 以下几个方面：（ ）和 １ 判别分析 的目的有密切关联 ；（ ）能够反映 出待判类变量 的 ２ 特征 ；（ ）对于不 同研究对象 ，其值要 有明显的差异。然后 ３ 确定分析样本和验证样本 ，再用逐步判别法筛选变量 ，建立