[发明专利]一种矿井突水水源快速判别系统

权利要求书

1.一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，包括：

多个数据采集模块，所述多个数据采集模块分别设置于矿井水源中的不同位置，所述多个数据采集模块分别与不同位置的水接触，获取所述不同位置的水的样本，并对该水样本进行水文分析，获得该位置的水文数据，并将该数据保存至数据库中；

数据库，所述数据库连接至多个数据采集模块与突水水源判别模块，所述用于存储所述多个数据采集模块所在的不同位置、与所述多个数据采集模块在多个不同位置采集到的水文数据，并将该水文数据按照指定的格式储存与输出；

水文分析模块，所述水文分析模块设置于突水点，用于采集突水点的水样本，并对该水样本进行水文分析，获得突水点的水文数据，并将该数据传送至突水水源判别模块；

突水水源判别模块，所述突水水源判别模块连接至水文分析模块与多个数据采集模块，所述突水水源判别模块接收所述水文分析模块发送的突水点水文数据，并将突水点水文数据在数据库中与已有的多个不同位置的水文数据综合使用多种判别方法进行比对，自动判断出突水点的位置。

2.根据权利要求1所述的一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，所述多个数据采集模块采集到的多个不同井巷位置的水文数据，与所述水文分析模块获取到的突水点水文数据中，所述水文数据包括以下至少之一：水质数据、水温数据、水位数据、特征组分数据、涌水通道数据。

3.根据权利要求2所述的一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，所述水质数据包括以下至少之一：钠、钾、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸根离子浓度、PH值与溶解性固体总量；所述特征组分数据包括以下至少之一：钡、钴、铬、铜、钒、钪、锰、铷、钼、铀离子浓度。

4.根据权利要求2所述的一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，所述多个数据采集模块与所述水文分析模块在采集和分析水文数据的同时，还会将所述水文数据中的水质数据制成水质分析图，所述水质分析图能直观地示出水样本中实测数据钠、钾、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸根离子的毫克当量百分数，所述钠、钾、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸根离子的毫克当量百分数，为水样本中采集到的离子实测值与元素质量数之商，其中，所述水质分析图包括以下至少之一：Piper三线图、水化学玫瑰花图、库尔洛夫式、Durov图与柱形图。

5.根据权利要求4所述的一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，所述突水水源判别模块综合使用多种判别方法进行比对水文数据，为同时使用多种判别方法分别进行判别计算，并使用多种判别方法获得的多个判别结果综合评估，其中，所述多种判别方法包括以下至少之二：水质判别法、水温判别法、水位判别法、特征组分判别法、涌水通道判别法。

6.根据权利要求5所述的一种矿井突水水源快速判别系统，其特征在于，所述水质判别法需要获取数据库中钠、钾、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸根离子的实测浓度数据，所述水质判别法包括以下至少之一：熵权模糊综合判别法、逐步贝叶斯判别法、BP神经网络判别法、简约梯度法、灰色关联度法；

其中，所述熵权模糊综合判别法为从数据库中获取所有矿井水源中的不同位置的水质数据建立模糊关系矩阵，计算各评价因子的熵权，得到各评价因子的权重，通过模糊变换得到各个含水层的隶属度，按最大隶属度原则判定突水点水样的水源归属；

其中，所述逐步贝叶斯判别法为从数据库中获取所有矿井水源中的不同位置的水质数据的总均值、各个含水层样本数据的均值、与所述均值的离差矩阵，获得对判别有显著影响的因子，建立判别方程，判别函数最大的含水层为突水点的水源归属；

其中，所述BP神经网络判别法为从数据库中获取所有矿井水源中的不同位置的水质数据建立神经网络模型，计算各评价因子的熵权，得到各评价因子的权重，通过神经网络模型得到各个含水层的隶属度，按最大隶属度原则判定突水点水样的水源归属；

其中，所述简约梯度法从数据库中获取所有矿井水源中的不同位置的水质数据，计算各个含水层及未知水源在突水点水量中的出水比例，按最大出水比例原则判定突水点水样的水源归属，其中，所述简约梯度法可能判别出已知矿井水源之外的位置；

其中，所述灰色关联度从数据库中获取所有矿井水源中的不同位置的水质数据，计算突水点在灰色关联度判别下的与各个含水层的关联度，按最大关联度原则判定突水点水样的水源归属。