矿井突水水源判别方法概述

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第五章矿井突水系统分析

4 3
Ca( HCO3 ) 2 2 Na 2 NaHCO3 Ca 2
（五）第三系底部砾岩含水层
该含水层在河南省矿区发育不稳定，对采煤一般不会造成威
胁。但在永夏矿区和鹤壁矿区尤其是冷泉、八矿一带，砾岩沉积稳定、厚度大、分布广，孔隙裂隙发育。该砾岩水受淇河入渗补
给，富水性强，大部分直接覆盖于煤系地层之上，对矿井开采有
第五章矿井突水系统分析
第一节矿井突水水源判别
矿井生产过程中经常发生突然性的突水事故，突水后及
时准确判断突水水源是矿井防治突水工作中的关键所在。由于矿井水文地质信息缺乏，运用数学方法来分析水质化
验资料，从而判断突水水源，不失为一种行之有效的矿井
地质工作方法。河南省矿井充水含水层主要有 5 层，自下而上依次为中奥陶统(Q2)灰岩含水层、石炭系第二层灰岩含水层（L2）、石炭系第八层灰岩含水层（L8）、二叠系（P）砂岩含水层、晚第三系（N底部砾岩含水层。另外，还有煤矿开采时经常遇到的老窑水，它们都有可能成为矿井的突水水源。汪世花高级工程师自 1998 年开始对鹤壁矿区各充水含水层水化学特征、水化学环境进行细致深入的研究，井对多年来各含水层的水质分析结果进行了总结，从而揭开了河南省煤矿应用水质资料判断突水源研究的序幕。
（二）石炭系第二层灰岩含水层
该层灰岩是下夹煤的直接顶板，平均厚度约8m，以溶蚀裂隙为主。除了在西部山区接受上覆第三系松散含水层的潜水补给和大气降雨入渗补给外，还要通过断层接受奥灰强含水层的对接补给。其含富含的金属硫化物FeS2
在氧化环境中生成硫酸盐：
（Ca+Mg）型水时，该水样可能是砂岩水或老窑水。
2 .详细识别
Na+为对Ⅱ（砾岩水）的隶属函数为-Na型和HCO -SO -Ca+Mg型水样水质类型呈 HCO -Ca+Mg型、HCO 经过对同为 HCO -Ca+Mg型的奥灰水、砾岩水、八灰水水质指建立水质指标对两个水源类型的隶属函数，如 Na+对Ⅰ（奥数量多，采用模糊概率法和特征指标法识别；而其他类型的水样标对比，发现奥灰水和八灰水水质指标非常接近，砾岩水同奥灰灰水或八灰水）的隶属函数为数量少，如采用模糊概率法识别无法保证找到合理的隶属函数，水、八灰水的总硬度以及 xNa+、Cl-、SO 2-和固形物含量相差比较 0 所以只能选择若干水质指标作为识别的特征因子，用常规的方法 5 1.0 5 x 5 x 5 个水质指标作为识别水源类别的因子，组成因大。因此，选这 HCO -Ca+Mgx 15 (5 3) Ⅱ( x) 15 5 型水为例，说明识别过程。识别。以下以识别 x 10-、SO 2- ，固形物，总硬度｝，而取识别集 Ⅰ x) 5 x 15 (5 2) 素集 U=｛ (Na+、Cl x 15 1.0 10 老窑水固形物含量非常高，砂岩水 Na+含量高，Mg2+含量、 r V={Ⅰ，Ⅱ},Ⅰ代表奥灰水或八灰水，Ⅱ代表砾岩水。 x 15 根据下式计算各指标对于各水源类别的平均隶属度 2++Mg2+)（摩尔含量）低。首先应用剔除法将老窑水和砂岩水 0 （Ca 与奥灰水、砾岩水、八灰水区别开来。 b

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

第40卷第3期煤田地质与勘探Vol. 40 No.32012年6月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Jun . 2012收稿日期: 2011-10-30作者简介:杨海军(1986—), 男, 四川广安人, 硕士研究生, 从事水文地质研究.文章编号: 1001-1986(2012)03-0048-07煤矿突水水源判别与水量预测方法综述杨海军1,2，王广才1,2(1. 中国地质大学水资源与环境学院，北京 100083； 2. 生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北武汉 430074)摘要: 突水严重制约着煤矿安全生产。

突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。

矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节。

从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面，总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。

对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨，概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。

关键词：煤矿突水；预测；判别；涌水量；模型中图分类号：P641.4; TD74 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2012.03.012Summarization of methods of distinguishing sources and forecasting inflow ofwater inrush in coal minesYANG Haijun, WANG Guangcai(1. School of Water Resources and Environment , China University of Geosciences , Beijing 100083, China ;2. State Key Laboratory for Biogeology and Environmental Geology , Wuhan 430074, China )Abstract: Water inrush seriously restricts the safe production of coal mine. The prevention and control of water inrush disaster is a systematic engineering which involves many disciplines and methods. Distinguish-ing sources of water inrush quickly and forecasting water inflow accurately are important links for the pre-vention and control of mine water inrush. In terms of fine investigation of geology environment of mine, the research on the characteristics of circulation and alternation of groundwater, and the research and application of mathematical models, the paper summed up the main domestic and international progress in prediction of coal mine water inrush, and discussed various methods of distinguishing sources of water inrush and fore-casting water inflow, and summarized the theory, application status and application conditions of the methods. Key words: coal mine water inrush; forecasting; distinguishing; water inflow; model我国是煤矿水害多发的国家，突水造成的直接经济损失一直排在各类煤矿灾害之首，特别是华北石炭-二叠系煤田和南方晚二叠系煤田受岩溶水的威胁严重，突水事故频繁[1]，亟待解决。

矿井突水水源判别方法与应用

ＬＩＪｉａｎ・ｌｉｎ，ＺＡＮＭｉｎｇ－ｊｕｎ，ＨＡＮＬｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
ｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎ１６７ｏｒｉｇｉｎａｌｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｏｆＨｅｂｉＭｉｎｅ，ａＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈ
针对矿区的实际情况选择不同的判别方法只要应用得当大都可较好地进行突水水源预测2基于数学理论的分析法计算简单理论特基础清晰但都需要根据经验确定计算公式中各嫌评价因子的权重值具有一定的人为nnnbp人工神经网络法综合考虑不同含水层的水化学特征评价过程简单评价结果不受人为因素的影响
第３３卷第５期２０１４年１Ｏ月
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｈｅｓｏｎｒｃｅｓｏｆｍｉｎｅｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｗｅｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｒｅ・ｖｉｅｗｅｄ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｏｔｈｅｒｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｂａｓｅｄｏｎａｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｏｒｙ．Ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓｕｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｔｉｍａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｍｉｎｅｗａｔｅｒｂｕｒｓｔｉｎｇ．Ｏｔｈｅｒｍｅｔｈｏｄｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｓｕｉｔａｂｌｅｉｎｔｅｒｖａｌｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｓｏｕｒｃｅ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｉｆｍｏｒｅｗａ — ｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄ，ａｎｄｉｆｆｅｗｅｒｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｔｔａｉｎｅｄ，ＳＶＭ

基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法

基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法一、概述矿井突水作为矿山生产过程中的一大安全隐患，其准确识别对于预防突水事故、保障矿山安全生产具有重要意义。

传统的矿井突水水源识别方法往往依赖于经验判断和单一的水质指标分析，这些方法不仅效率低下，而且识别准确率难以保证。

开发一种高效、准确的矿井突水水源识别方法成为当前矿山安全领域亟待解决的问题。

主成分分析（PCA）和Fisher判别分析法是两种常用的数据处理和模式识别方法，它们在不同的领域中都得到了广泛的应用。

PCA通过降维的方式将多个指标转化为少数几个综合指标，这些综合指标能够反映原来指标的大部分信息，且相互独立，避免了信息的重叠。

而Fisher判别分析法则是一种线性分类器，通过求解最优的权向量和阈值，将样本投影到一条直线上，然后选择一个阈值将两类分开。

这两种方法的结合，可以实现对矿井突水水源的高效、准确识别。

本文将详细介绍基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法。

通过PCA对矿井突水水源的多项指标进行降维处理，提取出主要的综合指标。

利用Fisher判别分析法对这些综合指标进行分类判别，从而实现对矿井突水水源的准确识别。

通过实例验证和对比分析，证明该方法的可行性和优越性，为矿山安全生产提供有力的技术支持。

1. 矿井突水问题的严重性及其对矿井安全生产的影响矿井突水问题一直是采矿行业面临的一项重大挑战，其严重性不容忽视。

突水事件往往伴随着大量的地下水涌入矿山坑道，使得施工条件变得极为复杂，采矿成本大幅上升。

更为严重的是，突水不仅影响正常的采矿生产，甚至可能导致淹井事故的发生，给矿山工程和人员安全带来严重威胁。

在突水事故发生时，大量水流的涌入使得井巷和矿山设备遭受淹没，进而造成人员伤亡和财产损失。

突水事件还会对采矿生产造成直接影响，导致产量减少，甚至使部分矿区因无法继续开采而报废，给矿山的经济效益和资源利用带来巨大损失。

矿井突水水源的判别方法

矿井突水水源的判别方法
1. 从水文地质学和水文地质地貌角度：可以根据该区域的古地貌形态、表层土壤、地下水等水文地质特征，推测突水水源的来源。

2. 从水分析测试的角度：可以对突水水源中的水质成分进行检测，然后比较与相近地区井内或井外水体的化学成分，以判定水是来自矿井突水还是其它来源。

3. 从水体涵养能力角度：判断水体的涵养能力，对矿井井水来源进行判断，矿井突水水源一般有较强的涵养能力，而其它水源涵养能力往往较弱。

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

杨海军，一，王广才，
（．中国地质大学水资源与环境学院，北京１０８；１００３２．生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北武汉４０７）３０４
摘要：突水严重制约着煤矿安全生产突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。矿井突
ｗａｅｎｒｈｉｏｌｍｉｓｔｒｉｕｓｎｃａｎｅ
ＹＡＮＧＨａｕ，ＮＧＧｕｎｃｉＯｎＷＡａｇａ
（．ｃｏｌｆＷｔＲｓｕｃｓｎｎｉｎｅｔＣｉａＵｉｒｉｅｓｉｃｓＢｉｎ００３Ｃｉａ１ＳｈｏａｅｅｏｒｅｄＥｖｒｍｎ，ｈｎｎｖｓｔｏｏｃｎｅ，ｅｉ１０８，ｈ；ｏｒａｏｅｙｆＧｅｊｇｎ２Ｓａｅｅａｏａｏｙｏｉｅｌｙａｄｎｉｎｅｔｌｅｌｇ，ｕａ３０４Ｃ／ａ．ｔｔＫｙＬｂｒｔｒｆｒｏｏｏＥｖｒｍｎａｏｏｙＷｈｎ４０７，ｈｎ）ＢｇｇｎｏＧ
ｗａｅｎｕｈｄｉａｔｒｉｙｔｍａｉｎｉｅｒｎｇｗｈｃｎｏｖｅｎｉｃｐｉｅｎｔｏｓＤｉｔｎｕｓ・ｔｒｉｒｓｓｓｅｓａｓｓｅｔｃｅｇｎｅｉｉｈｉｖｌｓｍａｙｄｓｉｌｓａｄｍｅｈｄ．ｓｉｇｉｈｎｉｇｓｕｃｓｏｔｒｉｒｈｑｉｋｌｎｏｅａｔｎｔｒｉｆｏａｃｒｔｌｒｍｐｒａｔｌｎｓｆｒｔｒ — ｎｏｒｅｆｗａｅｎｕｓｕｃｙａｄｆｒｃｓｉｇｗａｅｎｌｗｃｕａｅｙａｅｉｏｔｎｉｋｏｈｅｐｅｖｎｉｎａｄｃｎｒｌｏｎｔｒｉｒｓ．ｎｔｒｓｏｎｎｅｔｇｔｎｏｅｌｇｎｉｏｍｅｔｏｉｅｔｅｅｔｏｎｏｔｏｆｍｉｅｗａｅｎｕｈＩｅｍｆｆｅｉｖｓｉａｉｆｇｏｏｙｅｖｒｎｎｆｍｎ，ｉｏｈｒｓａｃｎｔｅｃａａｔｒｓｉｓｏｉｃｌｔｏｎｌｒａｉｎｏｒｕｄｔｒａｄｔｅｒｓａｃｎｐｉａｉｎｅｅｒｈｏｈｈｒｃｅｉｔｃｆｃｒｕａｉｎａｄａｔｎｔｏｆｇｏｎｗａｅ，ｎｈｅｅｒｈａｄａｐｌｔｏｅｃｏａｈｍａｉａｏｅｓｔｅｐｐｒｓｍｍｅｐｔｅｍａｎｄｍｅｔｃａｄｉｔｒａｉｎｌｒｇｅｓｉｒｄｃｉｎｏｆｍｔｅｔｃｌｍｄｌ，ｈａｅｕｄｕｈｉｏｓｉｎｎｅｎｔｏａｏｒｓｎｐｅｉｔｏｆｐｃａｉｅｗａｅｎｕｈ，ａｄｄｓｕｓｅａｉｕｔｏｓｏｉｔｇｉｈｎｏｒｅｆｗａｅｎｕｈａｄｆｒ — ｏｌｍｎｔｒｉｒｓｎｉｃｓｄｖｒｏｓｍｅｈｄｆｄｓｉｕｓｉｇｓｕｃｓｏｔｒｉｒｓｎｏｅｎｃｓｉｔｒｉｆｏａｄｓｍｍａｉｅｈｈｏｙａｐｉａｉｎｓａｕｎｐｉａｉｎｃｎｉｉｎｆｈｔｏｓａｔｎｇｗａｅｎｌｗ，ｎｕｒｚｄｔｅｔｅｒ，ｐｌｃｔｏｔｔｓａｄａｐｌｔｏｏｄｔｏｓｏｅｍｅｈｄ．ｃｔＫｅｒｓｃａｎｔｒｎｕｈｆｒｃｓｉｇｄｓｉｇｉｉｇｗａｅｆｏｍｏｅｙｗｏｄ：ｏｌｍｉｅｗａｅｒｓ；ｏｅａｔ；ｉｔｕｓｎ；ｔｒｎｌｗ；ｄｌｉｎｎｈｉ

水化学分析法判别煤矿突水水源

水化学分析法判别煤矿突水水源作者：刘帅来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2015年第4期刘帅（冀中能源股份有限公司邢东矿）摘要院邢东煤矿底板钻孔发生突水，及时准确判别出水水源，成为了治理矿井突水的关键。

本文对矿井主要含水层进行水化学特征分析后，绘制出水样的PiPer 三线图，并通过出水点与背景值进行对比，从而判断出出水水源为奥灰岩溶水，为封堵井下突水奠定了基础。

关键词院水化学分析突水水源PiPer 三线图通过对地下水的化学特征、分布规律等进行研究分析，在一定程度上有助于对地下水的赋存、补给，以及径流和排泄条件等进行分析，这些分析对于查明煤矿井下突水水源，以及对井下突水进行有效防治具有重要的意义。

邢东矿在-980 集中运料巷进行正常底板超前钻孔时突水，通过与矿井多个含水层进行水化学分析，将该处出水点与背景值进行比对分析后，判断出出水水源为奥灰岩溶水，为治理井下突水奠定了基础。

1 矿井水文地质条件邢东矿井位于太行山中段东麓与华北平原西侧，地势西高东低。

本井田处于半封闭状态，奥灰岩溶水是井田地下水的主要补给来源，在各自含水层内自西向东缓慢运动，矿井汇集各含水层地下水，成为良好的排泄场所。

2 -980 钻孔出水点概况-980 集中运料巷属于向新区开拓，该巷道迎头前方为F23 前下断层，落差30m，施工的15 号底板钻孔穿过该断层。

该钻孔施工至206m 时，发现钻孔出水，初始水量为20m3/h，稳定水量为90m3/h。

根据矿井水文地质和巷道迎头实际揭露情况，15 号钻孔突水得出2 种可能：①野青灰岩水通过钻孔而突水；②奥灰水通过断层导水而突水。

其依据是：①根据钻孔剖面图，出水钻孔距野青灰岩很近，不能排除野青灰岩水的可能；②-980 集中运料巷迎头前方为F23、SF86 断层，导通含水层的可能性很大。

对于突水原因，尤其是突水水源等，难以通过分析水文地质条件进一步认清，在这种情况下，需要对出水水源进行判断，进一步组织开展矿井防治水工作。

对矿井突水水源的判别

对矿井突水水源的判别作者：汪鸿雁来源：《科学与财富》2018年第30期摘要：地下水的水化学特征可以反映地下水所处的水文地质环境，对矿井突水水源的正确、快速判别是矿井水害有效防治的前提条件，研究地下水的水化学特征有助于分析地下水的补给、径流、排泄条件，对查明井下突水水源和水害防治有明确的指导意义。

关键词：水化学地球特征；特征离子；突水水源一、矿井突水特征矿井突水是指掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿，大量地下水突然涌入矿山井巷的现象。

矿井突水一般来势凶猛，常会在短时间内淹没坑道，给矿山生产带来危害，造成人员伤亡。

在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区，在构造破碎的地段，常易发生矿井突水。

当巷道底板下有间接充水层时，便会在地下水压力和矿山压力作用下，破坏底板隔水层，形成人工裂隙通道，导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。

但只要查明水文地质条件，采取措施，矿井突水是可以预防和治理的。

二、矿井突水水源判别2.1一般的预感通过观察物理现象，如煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹；当温度降低，出雾或硫化氢气味；有时可以听到水的嘶嘶声等识别矿井突水征兆。

2.2岩体力学等突水机理通过对突水机理角度来判别突水水源，主要从岩体力学，地下水渗流场理论等角度分析水害来源。

主要表现为工作面压力增大，底板鼓起，工作层产生裂纹并逐渐增加；沿裂缝或煤层渗水会逐渐增加，而水将增加。

2.3数据分析通过对地下水中所包含的水文地球化学信息进行数据分析，利用突水水质中所含有的水文地球化学信息来辨别突水水源。

从研究现状来看，以常规水化学识别法判断矿井突水水源较为普遍。

通过分析水样的水质类型、物化特征等，结合水质的水文地球化学分布、迁移、转化规律来分析突水的来源。

2.3.1 特征离子和特征离子比值判别方式为了快速判别矿井突水水源含水层，经常采用特征离子判别方式，即在掌握某些含水层独特的离子含量前提下，直接测定该种特征离子，以快速给出突水含水层判断。

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矿井突水水源判别方法概述收稿日期:2010-03-05;修订日期:2010-08-02基金项目：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）（2007CB209401）资助;中国矿业大学青年科研基金项目（2007A025）资助。

作者简介:李燕（1984-），女，黑龙江逊克人，中国矿业大学水文学与水资源专业硕士研究生，主要从事矿井水害防治技术、水文地质工程地质、水资源评价等方面的研究。

E-mail ：liyanxw@ 。

李燕，徐志敏，刘勇(中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116)摘要:矿井突水灾害造成巨大的经济损失和人员伤亡，严重阻碍着我国煤炭行业的发展。

一旦发生突水，及时准确地查明突水水源是解决和进一步预防突水灾害的前提，因此选择合适的判别方法是快速高效判别突水水源的关键，本文对近些年来判别矿井突水水源的各种方法进行探讨，概述各种方法的原理、应用现状及其适用条件，为保障矿井安全生产的防治水工作提供决策依据。

关键词:突水水源；判别方法；水化学；防治水中图分类号:TD74文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2010）11-0087-03Summary on Methods of DistinguishingSources of Mine Water-invasionLI Yan,XU Zhi-min,LIU Yong（School of Resources and Earth Science ，China University of Mining &Technology ，Xuzhou 221116,China ）Abstract:Mine water bursting causes serious economic loss and casualties ，preventing the development of coal industry to a great extent.Once water bursted,timely and accurately discriminating the sources of mine water bursting is the precondition of solving and preventing water inrush disaster,so,how to select the appropriate method is the key to fast and high efficient discriminating the sources of water -invasion.This paper sketches the principle,application status and applicable conditions for various methods of identifying sources of water-rush,which can provide the decision to adopt effective method for the prevention of the water inrush and the safety production of coal mine.Key words:source of mine water bursting;method of discrimination;hydrochemistry;water control0前言矿井突水是煤矿生产过程最具威胁的灾害之一，人员伤亡大，经济损失列于煤矿三大事故的榜首。

一旦矿井发生突水,如何及时准确地判断突水成因,查找突水水源,是解决和进一步预防突水灾害的关键问题[1]。

判别矿井突水水源，要充分考虑矿区的水文地质条件和构造条件，结合相应的水位、水温、水化学资料予以综合分析判断。

其中，水化学数据是地下水最本质的特征,用水质资料判别水源具有快速、准确、经济的特点。

依据水化学数据判别矿井突水水源的方法，从以往的简单水质类型对比分析、特征组分判别、同位素分析法等，逐渐发展到今天的多元统计学方法（聚类分析、判别分析）和非线性分析方法（灰色系统理论、模糊数学、人工神经网络、GIS 、M M H 支持向量机法、可拓识别法等）多种方法相互补充验证，水源判别方法理论日趋成熟。

本文主要对上述方法做适当的分析和简述。

1水位、水温判别法在水文地质条件简单的地区，水位和水温可以作为初步判断突水水源的依据。

目前的用于判别矿井突水水源的“QLT ”法即为水质、水位和水温的简称。

受低温梯度的影响，不同含水层的水温会有一定的差距，因此，可以依据突水点的水温与突水危险的含水层水温对比，来初步预测矿井突水水源。

袁文华[2]等人在任楼煤矿突水水源判别中采用了此方法，结果表明依靠含水层水温来判别矿井突水水源的方法是可行的。

当矿井发生突水时，相应含水层的水量变化必然导致水位发生变化，如河南某矿综采工作面突然发生突水事故，根据水位监测资料发现煤层下伏四灰水位急剧下降，下部奥灰含水层水位保持不变，因此可初步判断此次突水水源是四灰含水层，且奥灰含水层没有补给四灰含水层。

说明两者没有发生水力联系。

2简易水化学分析2.1突水水源特点矿井突水水源按其来源可以分为大气降水、地表水体、地下水体和老空水。

大气降水一般为矿化度较小、硬度较低的软水。

地表水一般均带泥沙悬浮物而有浑浊度。

此外，大气第29卷第11期2010年11期煤炭技术Coal TechnologyVol.29,No.11November,2010降水及地表水中含有大量的有机物和细菌，可作为判断其存在的重要依据。

地下水的水化学成分十分复杂，作为矿井突水水源应采用其它方法综合判断。

老空水多表现为强酸性，突水瞬时水量大、破坏性强，但一般与其它水源无联系，突水后急剧减弱.可作为常规判定老空水的重要依据[4]。

2.2特征组分判别在这里，特征组分是指某水源所特有的水化学组分，在其它水源中不含或仅有痕迹量存在。

开滦范各庄矿1984年发生了有史以来最大的突水事故，最大瞬时涌水量高达2 053m3/min，涌水中NO3-含量较高，而井田内奥灰水中NO3-含量也很高，其它含水层中基本没有或仅有痕迹量存在，初步判断突水水源是煤层下伏奥灰水。

经后期验证，此指标可信度高、效果显著。

应注意的是特征组分的选择是在长期的水化学观测和分析对比的基础上得到的，必须具有易检、显著、稳定的特点。

2.3同位素分析法同位素常具有化学性质稳定，不易沉淀与吸附的特点，同位素技术为分析矿区地下水补给来源、各含水层之间的联系等方面提供重要依据。

应用同位素的示踪试验也作为判断矿井突水水源的重要途径之一。

潘国营[5]等人在河南义马煤业集团采用了同位素技术判别矿井突水水源，研究结果表明：应用此项技术能准确、快速地确定矿区地下水的同位素特征,并判断出矿井突水的主要来源，为制订有效的防治水措施提供科学依据。

2.4水质类型对比分析水质类型对比是一种传统的水化学分析方法，它通过传统的离子比例系数、舒卡列夫、阿廖金及皮伯图示等分类方法划分水质类型，通过对比分析来确定突水来源。

王玉民[6]等人在对大同煤矿集团的煤峪口矿采用矿井水质的“时空”研究方法对矿井涌水水源进行了论述，确定3#层采空区积水为此次矿井突水的水源，并以此为依据采取了合适的排水技术，恢复了矿井正常生产。

目前此方法常用于确定水源特征等基础分析。

2.5涌水量构成法通过同位素和离子守恒等方法可以对矿井涌水量的构成予以定量分析研究，确定各个突水含水层的水在矿井水的比例，结合矿区的实际水文地质资料，判断矿井突水水源。

如河南某矿，首次采用离子守恒法分析矿井涌水构成，得出矿区矿井涌水量中约有70%来自L7灰含水层，24%来自寒灰含水层，与矿区实际观测资料比较接近。

由此可知是由于采动底板扰动破坏带波及到L7灰含水层致使水涌入矿井，且L7灰含水层与下部的寒灰含水层不存在水力联系，少部分寒灰水是以往突水的剩余水量，进而判定突水来源是L7灰水。

说明某些特定条件下通过研究矿井涌水量构成亦可判断矿井突水来源，为采取相应的防治手段提供依据。

3多元统计学方法3.1聚类分析聚类分析在水源判别中的应用，是将水样看作P维（P 个指标）空间的一个点，然后选择相似性统计量研究点与点之间的疏密关系，把关系密切的点归为一类。

修中标[7]等人在判别张集矿突水水源时采用了聚类分析的方法，结果准确可靠。

应注意，不同矿井因水文地质条件不同,有的指标对评价结果贡献小，有的指标对评价结果贡献很大，因此可将数个指标做相关性分析，选择相关性系数较大的指标，更能反映出不同含水层水样的差异，也称为主成分分析法。

3.2判别分析判别分析是判别样品所属类型的一种统计方法，其主要任务就是选择含水层中各种离子的含量及温度等各项标示指标为变量,在某一“准则”下构造出判别函数Yg（X），从而建立反映各个含水层标示特征的函数。

常用的判别分析方法有逐步判别、序贯判别；距离判别、贝叶斯判别（Bayes）等。

张许良[8]等人在对焦作矿区突水水源判别中采用了数量化理论的判别分析方法，对新的突水水样进行了水源判别，并对已知的4个突水点进行验证，验证结果表明此方法效果较好，为该矿区判别新的突水水源提供了较为方便的工具。

4非线性分析方法4.1模糊数学法进行矿井突水水源判别时,各含水层水质特征界限往往不明显,需综合多个因素的综合效果进行判别，因此，模糊数学法在判别矿井突水水源中得到了广泛的应用。

早在1995-1996年，李明山[9-10]分别采用了模糊相似比和最大贴近度的方法对姚桥矿矿井突水水源进行了判别，而如今常用的模糊数学方法主要是模糊综合评判，其原理可用下式描述：E*R=B式中：E为“输入”,它是由参加评价因子的权重经归一化处理得到的一个权重模糊矩阵;R是由各变量对各评判等级的隶属度r ij组成的一m×n阶模糊关系矩阵；B为“输出”,为最终模糊综合评判结果。

在模糊综合评判中，最关键的就是代表因素权重和隶属度函数的确定，计算权重的方法很多，常用的为超标加权法和偏标加权法。

超标加权法是对于大于平均值较多的数值分配的权重大,而对于小于平均值较多的数值分配的权重小,这在水源判别中不是很合理。

偏标比较超标而言有明显的准确性,但是当所测实际数据中某一因素较其它因素接近于平均值时,该因素所占的比重明显变小,因也可能出现检测不准的情况。

近年来由顾士玲[11]提出的逐差加权法在水源判别中得到了更好的应用，利用改进后的逐差加权法,准确率高于其它2种判别方法十几甚至是几十个百分点,效果明显。

同时近年来有人将熵权法引入水质模糊综合评判中，也取得了良好的效果。

矿井突水水源判别方法概述

第五章 矿井突水系统分析

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

矿井突水水源判别方法与应用

基于主成分分析与Fisher判别分析法的矿井突水水源识别方法

矿井突水水源的判别方法

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

水化学分析法判别煤矿突水水源

对矿井突水水源的判别

第五章矿井突水系统分析