基于投影寻踪技术的矿井突水水源判别模型——以新庄孜煤矿为例

投影寻踪是一种降维处理技术,它可以将高维分析问题通过投影方向转化为低维问题分析.应用该法的关键在于寻求最佳投影方向,这可以转化为一个复杂的非线性优化问题,结合Matlab的遗传算法工具箱进行优化求解.本文以淮南新庄孜煤矿为例,建立突水水源判别投影寻踪模型,并与模糊综合评判模型、神经网络模型、灰色聚类模型进行分析比较.结果表明:投影寻踪判别模型能够有效地判别突水水源,比模糊综合评判、神经网络模型、灰色聚类模型具有更高的准确性,为矿井突水水源判别提供了一个新途径.     

安徽省淮北平原地下水氟、溶解性总固体空间变异特征

应用数理统计学及地质统计学方法,对安徽省淮北平原73个浅层地下水中氟离子、溶解性总固体数据进行分析。结果表明,氟离子、溶解性总固体均服从对数正态分布,变异系数分别为0.77、0.36。地下水氟离子、溶解性总固体半方差函数分别满足高斯模型、指数模型,氟离子在49.00 km内存在自相关,溶解性总固体在7.21 km内存在自相关。氟离子浓度>1 mg/L的区域分布在淮北平原东北部、中部。淮北平原溶解性总固体>1 g/L的地区主要分布在宿州和淮北,其空间分布特征与氟离子相似。     

基于GIS和水质水温的矿井突水水源快速判别

针对淮南潘谢矿区新生界下含松散孔隙水与石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙水水质接近的特殊情况,提出了基于GIS和水质水温的矿井突水水源快速判别方法。该法是利用测温钻孔的温度-深度拟合结果,构建基于GIS的利用水温识别突水水源的模型,并将其判别结果与基于水质的模糊综合评判计算的结果相结合,综合判别矿井突水水源。本法应用于潘一煤矿86-1号突水判别,实例结果显示,该法可以较好地适用于水质判别效果不佳,而含水层之间存在较大的地温差(埋深差)情况下的突水水源识别。      

碳质页岩水力压裂模拟实验研究

为了分析碳质页岩的水力压裂过程,采用天然页岩岩块,制作了边长30cm立方体试样,采用实验室大型实验设备,设置了两种不同的割缝注射方向,对试样进行了水力压裂模拟实验。对比分析了试样的破坏形态;可以看出割缝注射方向对裂缝的发育有着重要影响;水力压裂的极限强度与裂纹和层面之间的夹角有一定的关系,当裂纹方向接近层面时,对应的水力压裂的强度较小。结合水力压裂的水压曲线,阐述了裂纹发育和压裂液压力之间的关系。声发射监测碳质页岩的水力压裂存在一定的不足,需要进一步提高探测精度。页岩水力压裂过程受多种因素影响,需要开展相应的模拟实验进行研究。     

Bayes方法在矿井突水水源判别中的应用

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。      

临涣矿区突水水源标型微量元素及其判别模型

利用示踪不同含水层水文地球化学特征的标型微量元素捕捉突水预兆期内的水文地球化学信息,建立判别模型分析煤矿重大突水水源,具有重要的理论与实践意义。本课题利用任楼井田及所在临涣矿区其他生产矿井的长观孔、矿井出水点从上而下分别取第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层24个水样,测试了24种微量元素含量。通过分析4类主要突水含水层微量元素含量与聚类规律,得到了Be、Zn、Ga、Sr、U、Zr、Cs、Ba8种主要突水含水层的标型微量元素,建立了以标型微量元素作为解释变量的突水水源Bayes线性判别模型。以24个水样为训练样本,得到模型判别正确率达到了80%,并分析了区域水循环与水文地球化学演化对判别模型效果具有一定程度的控制作用。     

基于支持向量机的淮南市浅层地下水水质评价

文章依据决策二叉树多分类的思想,构建了基于支持向量机的水环境质量评价模型。然后以淮南市75个水质监测点数据为例进行评价分析,并与模糊综合评判法进行了比较,结果基本一致。该模型所需要样本数量少、建模方便、通用性强,具有很好的实用价值。     

时序马尔可夫模型和有限元模型在中国北方型岩溶水资源评价中的应用—以徐州市张集水源地裂隙岩溶水为例

为满足城市不断发展对水资源的需求,本文分析了徐州市拟建水源地——张集水源地水文地质条件,建立了与研究区裂隙岩溶含水层相适应的三维数学模型,并用等参有限元方法求解。考虑到大气降水的多寡及其分配状况是影响地下水资源评价的最终决定因素,而且具有随机分布性质,建立了研究区大气降水的时间序列——马尔可夫模型,其精度高于单一的时间序列模型,与有限元方法结合并用于评价该区的地下水资源,得出水源地地下水允许开采量为16.71×10~4m~3/d。结论对水源地地下水资源可持续开发利用方案的确定提供了科学依据,同时对中国其他类似地区地下水资源正确评价具有重要的参考价值。     

城市缺水的环境效应及防治措施

水资源短缺是环境恶化的主要原因之一."城市缺水"是当今世界存在的带有普遍性的问题.本文分析了我国城市缺水的类型、缺水所引发的各种环境问题以及所产生的环境效应,并进一步提出了防治措施.结论对城市合理规划、科学管理以及可持续发展战略的实现具有重要的参考价值.     

酸雨研究进展与问题探讨

在综述国内外酸雨研究基础上,提出了我国酸雨研究中存在的一些问题。我国在酸雨研究方面已经取得了重大的进展,许多研究成果被有效地应用于酸雨的控制,但由于酸雨的不断加重和酸雨问题的复杂性,许多问题还需要深入研究,如:①随着能源结构的不断变化,研究建立适合我国特点的酸雨预测模型;②从生态系统角度研究酸沉降及其酸沉降破坏的生态系统的恢复技术;③研究燃煤二氧化硫的控制和不同行业如化工、建材、冶金等工艺废气的脱硫技术;④研究与我国的经济发展水平相适应的、合理的酸雨控制对策;⑤将新技术与酸沉降研究有机结合起来,研究基于GIS的酸化模型,规划酸沉降临界负荷。