【摘 要】
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近年来随着煤矿开采深度的不断加大,矿井灾害事故的发生率也在不断提高,其中水害是对矿井安全生产威胁最大的灾害之一,给国家带来的各种损失极为严重。若要做好煤矿防治水工作及解决水患问题,准确地判别出矿井突水水源是前提。文中以谢桥煤矿为研究区,在收集整理谢桥煤矿相关的水文地质资料后,以水质分析结果及水文地球化学为基础,选取主要水化学特征指标作为分析依据,对来自不同含水层水化学资料中的96个样本,采用变异系
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近年来随着煤矿开采深度的不断加大,矿井灾害事故的发生率也在不断提高,其中水害是对矿井安全生产威胁最大的灾害之一,给国家带来的各种损失极为严重。若要做好煤矿防治水工作及解决水患问题,准确地判别出矿井突水水源是前提。文中以谢桥煤矿为研究区,在收集整理谢桥煤矿相关的水文地质资料后,以水质分析结果及水文地球化学为基础,选取主要水化学特征指标作为分析依据,对来自不同含水层水化学资料中的96个样本,采用变异系数法、Piper图、Durov图、Stiff图及主成分分析等5种方法分析该矿井主要水化学特点,通过主要离子间比值及Gibbs图分析地下水含水层离子组分来源及特征影响因素,并利用多元统计分析方法中的Fisher判别分析、Bayes逐步判别分析、基于主成分的系统聚类及灰色关联分析等分别建立判别模型,对该矿出水源头作出判定。研究结果表明:(1)谢桥煤矿新生界水、老空水、煤系砂岩水和太灰水样的K++Na+含量均明显高于Ca2+、Mg2+含量。新生界水化学类型较为复杂,原因可能为与外界水力联系较多,且其水样间PH值的差距明显高于其他3个层位的水样,而TDS值普遍较低,其他含水层TDS值则相对较高。(2)谢桥矿井内充水含水层的水化学组分主要受蒸发作用与水岩相互作用影响。地下水中发生了 Ca2+、Mg2+与Na+等阳离子间的交换作用,从而有Na+含量大于Cl-含量,其中Ca2+及Mg2+的主要来源为硅铝酸盐和硫酸盐类矿物的溶解,部分可能与碳酸盐的溶解有关。(3)Fisher判别法、Bayes逐步判别法、基于主成分的Ward法与灰色关联分析法的判别正确率分别为84.6%、88.5%、84.6%及80.77%,均可对该矿突水水源作出有效判别。(4)4种判别方法中,灰色关联分析判别效果最差,Bayes逐步判别法判别该矿突水水源的准确率最高,其原因极可能为Bayes逐步判别法较好地剔除了样本中的重复信息,从而提高判别的精度。文中将多种方法运用到谢桥煤矿的突水水源判别中,充实了煤矿相关研究内容,可为矿井水害防治提供一定的参考。图[24]表[27]参[82]
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