[发明专利]一种矿用水源识别方法及识别设备

说明书

技术领域

本发明涉及水源识别领域，特别涉及一种矿用水源识别方法及水源识别设备。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加和开采规模的扩大，出现了多种威胁煤矿安全生产的灾害，其中煤矿突水已成为深度开采的一大灾害。尤其是近几年，矿井突水事故频繁发生，给煤矿开采人员的生命带来了危害，也对煤矿经济造成重大的损失。因此，矿井突水水源的研究对于突水预测与防治、开采方法的改进，安全度评价具有重大的理论意义。

根据地下水在形成过程中，由于受到含水层的沉积期、地层岩性、建造和地化环境等诸多因素的影响，使储存在不同含水层中的地下水主要化学成分有所不同的原理，多采用水化学法识别突水水源种类。

目前进行矿井突水水源类型的识别，主要是由矿井水害研究专家鉴定检测突水水源类型。由矿工收集已知水源类型的水样和未知水源的水样，再送给水源分析专家，由专家对采集的水源水样测量其化学成分的含量，记录测量数据，再检测未知水样的化学成分含量，将测量结果与已知水源水样的测量数据做此较，从而判断未知水样的水源类型。但是，这需要矿工远距离运送水源样品，长时间等待专家的测量和识别结果，耽误了煤矿开采进度，也耗费矿工的时间和体力，突水严重时，难以避免突水灾害的发生，从而给煤矿工作人员带来生命危险，给煤矿生产带来严重的经济损失。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种可以实时、实地、快速、准确地识别矿井突水水源类型的识别方法和识别设备。

本发明提供的一种矿用水源识别方法，包括：

根据已知水源的化学特征，建立水源样品库；

确定识别指标，判断未知水源类型。

相应地，本发明实施例还提出了一种水源识别设备，其包括：

样品库管理单元，用于建立水源样品库；

水源识别单元，用于判断未知水源的类型。

上述的水源的化学特征是指水源水样所属煤矿的地下常规水的水化学特征(包括离子浓度和PH值)。

上述的确定识别指标的方法是：根据样品库各水源的测量数据，从中选出几个(4个或4个以上)指标，以后称所选的指标为识别指标，选择的标准是它们在每种水源的含量的变化此其他指标的含量的变化明显。

进一步地，确定识别指标之后，需要判断识别指标是否有效，其方法是：根据水源样品库的数据，以识别指标为变量参数，为每种水源建立一个判别函数，并用样品库的数据进行回代检验；回代检验证明识别指标有效后，再采用聚类分析方法做进一步验证，确保水源样品库和识别指标都是有效的。

上述的回代检验的方法是把样品库中的每种水样代入判别函数，计算判别值，取其最大值，则水样属于该类型的水，如果所有样品利用判别函数判断的归类和样品库中样品的归类一致，则说明所选的识别指标是有效的，否则要重新建立样品库，重新选择识别指标。

再进一步地，经回代检验验证所选的识别指标有效后，需要对样品库进行聚类分析，其实施方法是采用样品两两间的距离作为分类尺度，根据分类标准划分样品类别；样品两两间的距离越小，说明关系越密切，将它们归为一类。如果发现同种水源的水样不能聚为一类，则表明所选的识别指标不合理或者该矿井水的水化学特征此较接近，需要重新建立水源样品库，重新选择识别指标；如发现水源的水样聚为一类，说明所选的识别指标和样品库都是有效的，可以用于识别未知水源的水样类型。

最后，测量未知水源水样的识别指标的含量，判断未知水源的类型。具体的识别方法是将水样的测量结果代入判别函数，计算其判别值，根据最大判别值来判断该水样的水源类型。

与现有技术相此，本发明的优点和有益效果是：可迅速、准确地测量出水源的几种化学成分的含量，轻松地保存测量数据，采用多样品多测量的方法，建立一个精确地水源样品库，实现了实时、实地、快速、方便、准确地识别待测水样的类型，避免矿井水害的发生，减少煤矿工作人员的负担，避免了煤矿水害带来的人员伤亡和煤矿危险事故的发生。

附图说明

图1为本发明方法的概括框图；

图2为本发明实施例的一种矿用水源识别方法流程图；

图3为本发明的一种矿用水源识别方法的实施例的样品水源库示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。

附图1，图示了本发明的一种矿用水源识别方法的概括框图，其方法包括：