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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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基于水化学场与水动力场示踪模拟耦合的矿井涌( 突) 水水源判识

作者(Author):

  • 曾一凡
  • 梅傲霜
  • 武 强
  • 华照来
  • 赵 頔
  • 杜 鑫
  • 王 路
  • 吕 扬
  • 潘 旭

作者单位:

  • 1.中国矿业大学(北京) 国家煤矿水害防治工程技术研究中心
  • 2.陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
  • 3. 北矿大( 南京) 新能源环保技术研究院

关键词:

  • 水源判识
  • 水化学特征
  • 机器学习算法
  • 粒子反向示踪
  • 顶板水害
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

为了弥补现有方法判识结果缺少实际水循环的支撑与验证以及对实际采矿过程中 涌水现象与矿井立体水文地质模型等结合不足的问题提出一种基于水化学场机器学习分析 与水动力场反向示踪模拟耦合的矿井涌()水水源综合判识技术。 该技术首先利用水文地球化 学的原理揭示矿井涌()水及其可能来源含水层(水体)的水化学特征利用特征的相似性对 涌()水来源进行定性分析;随后利用机器学习算法对涌()水来源进行定量判识;最后建立渗 流场数值模型实现涌()水来源的再验证与涌水路径的可视化输出。 以曹家滩煤矿为工程实 例运用该方法对 122108 和 122109 两个工作面的涌水来源进行判识研究结果表明:随着深度的 增加研究区地下水中阴离子始终以 HCO-为主导而阳离子则呈现由 Ca2+ 为主导过渡到 Na+K为主导的趋势;支持向量机(SVM)需要额外利用遗传算法(GA)等方法对惩罚系数 和核函数参 数 进行优选而随机森林(RF)无需复杂的参数设置和优化便能得到较为满意的性能且具有更 高的准确性;矿井涌()水渗流场可视化模型反向示踪显示 122109 工作面在红土隔水层天窗” 附近存在第四系含水层地下水通过导水裂隙带涌入工作面的情况。 该技术判识出 122108 工作面 涌水来源于直罗组和延安组含水层地下水122109 工作面涌水来源于第四系含水层地下水判识 结果与工程实际情况相吻合


曾一凡,梅傲霜,武强,等.基于水化学场与水动力场示踪模拟耦合的矿井涌(突)水水源判识[J].煤炭学报,2022,47(12):4482-4494.
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