謝一礦地下水化學(xué)特征及突水水源判別Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型.pdf

1、煤礦突水水源的正確、快速識別是礦井水害有效防治的前提條件。本文以淮南老礦區(qū)謝一煤礦為研究對象，收集礦井多年觀測得到的水質(zhì)資料，研究了井田內(nèi)不同含水層的水化學(xué)類型、特征離子以及礦井突水水源快速判別的動態(tài)回歸Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并將Elman模型分別與BP模型以及模糊綜合評判模型、灰色關(guān)聯(lián)度模型、貝葉斯模型進(jìn)行比較，得出主要結(jié)論如下： (1)煤系含水層水質(zhì)以HCO3-(K+Na)型為主，太灰I組和III組含水層水質(zhì)以HCO3-C

2、a·Mg型為主，奧灰含水層水質(zhì)同樣以HCO3-Ca·Mg型為主，老塘的水樣點(diǎn)很少，主要是HCO3·SO4-(K+Na)。對含水層水質(zhì)總體特征分析，通過各含水層離子濃度對比圖，煤系水中Ca+、Mg+含量相對比較低，太灰相對于奧灰，水樣中Ca2+、Mg2+、K++Na+、HCO3-含量偏高，老塘水的HCO3-和SO42-濃度相對最高。通過箱圖來分析各含水層離子的分布，研究發(fā)現(xiàn)老塘水最好區(qū)分于其他三個(gè)含水層，當(dāng)水樣點(diǎn)的[TDS]>1500mg

3、/L且[SO42-]和[K++Na+]和[HCO3-]>300mg/L的時(shí)候可以判定該水樣點(diǎn)的水來自于老塘水，能夠達(dá)到95％以上的正確率。如果水樣點(diǎn)的[Ca2+]<50mg/L且[Mg2+]<20mg/L能夠判斷煤系水樣點(diǎn)，達(dá)到60％以上。 (2)通過使用傳統(tǒng)的礦井突水水源判別模型對水樣點(diǎn)進(jìn)行判別研究，得到貝葉斯模型的判別效果相對較好，而模糊超標(biāo)評判的效果相對較差。模糊超標(biāo)加權(quán)明顯比模糊偏標(biāo)加權(quán)的效果差，原因是超標(biāo)加權(quán)法側(cè)重于正

4、偏，即對于大于平均值較多的數(shù)值分配的權(quán)重大；而對于小于平均值較多的數(shù)值分配的權(quán)重小，用在水源判別上不合適。總體上煤系的點(diǎn)沒有判別錯(cuò)誤。太灰水樣與奧灰水樣在水質(zhì)上很接近，而且太灰與奧灰有較強(qiáng)的水力聯(lián)系，很可能某些水樣點(diǎn)是因?yàn)榛煊衅渌麑游坏乃?，因而難以區(qū)分。 (3)分別利用Elman網(wǎng)絡(luò)與BP網(wǎng)絡(luò)，針對地下水化學(xué)特征分別建立突水判別模型，實(shí)例結(jié)果表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型判別效果高于傳統(tǒng)模型，Elman網(wǎng)絡(luò)模型判別11個(gè)水樣，判錯(cuò)一個(gè)，比B