矿井突水水源分析的Bayes判别分析模型及其应用.pdf

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1、第卷第期矿业工程研究年月矿井突水水源分析的判别分析模型及其应用万文湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭；湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭摘要：将判别分析方法应用于矿井突水水源分析问题研究中选用多项化学指标作为判别因子，建立了适用于不同水质类型矿井的两类和多类水源分析的判别分析模型基于判别分析方法的原理，利用不同矿区突水水源的典型样本，对判别方法的判别过程和检验方法进行了具体说明针对两类水源，选用、、、、、、、、和等项指标作为判别因子对多类水源，选用、、、、、等种离子组合作为判别因子，利用华北某矿区例典型样本和焦作矿区例典型样本作为数据源，分别建立相应的判别模型

2、判别结果完全符合实际情况，并与数量化理论、支持向量机方法进行了比较研究结果表明，判别方法的计算过程简单、模型结构稳定，回代估计判别结果以及预测结果的准确性很高，对突水水源的判别具有很强的预测能力，可以在实际工程中进行应用关键词：矿井；突水；水源判别；判别分析；预测中图分类号：文献标识码：文章编号：（）矿井突涌水是我国矿山开采中经常遇到的严重多类水源的判别模型，并依据该模型对新的突涌水自然灾害之一对矿井突涌水水源的判别是疏干、降水样进行判别分类，为矿区防治水工作提供一种简便压、注浆等防治水工作的基础然而，不同含水层地下快捷的工具水的形成、赋存环境一般不同，而且地下水的补给、径流、排泄条件

3、也存在较大的差异，这使得不同含水层地下水化学成分及组成也各不相同，从而形成了不同判别的基本思想水质类型的含水层地下水因此，利用水文地球化学方法，通过分析矿井涌水的水化学成分及组成，确定其判别是一种概率型的判别分析，在分析过水质类型，就可判定矿井涌水来自哪个含水层一般程开始时需要获得各个类别的分布密度函数，同时也情况下，待识别水样的数量较多，而且每个水样水质需要知道样本属于各个类别的先验概率，以建立一个分析项目或指标也比较多，针对这种情况，目前已发合适的判别规则，随后进行各种统计推断下面简单介展出了很多识别矿井突水水源的方法，例如：数量化绍两类总体和多类总体的判别方法、专家经验法、人工神

4、经网络法、模糊综合评两个正态总体的判别，价法、支持向量机方法等等虽然如此，矿井突水水源的判别由于其自身的复杂性，目前仍然是一个值设!!!…!是"元总体考察"个指标，得继续深入研究的课题判别分析方法为该问题的解考虑两个总体：!、!，分别具有概率密度#"、$"设决提供了一种新途径为此，本文拟应用判!、!出现的先验概率为别分析理论对矿井突水水源的地下水化学样品进行"%!，"%!，归类和分析，以期提出用于识别突涌水两类水源和其中""设将!误判为!造成的损失是收稿日期：作者简介：万文（），男，湖南衡阳人，教授，博士，研究方向：岩石力学!，将!误判为!造成的损失是!假设两个正态总体协方差矩阵相等，

5、!!得到广义平方距离函数样本""#!"#!，华北某矿井充水水源主要有个，即顶板砂岩裂其中!!!为总体!、!的均值向量随后可得到后验隙含水层和底板岩溶裂隙含水层，从个含水层及井概率函数下涌水点获得例水样水质分析数据，以这例（!!"）"数据作为典型样本，其中训练样本个表，预测样""因为"""，整理可得本个表，分为类和类两类水源样本数据采"用个化学指标进行评价，分别是、、、、（!!"）""、、、、和，作为两类水源判别的通常，!!!及未知，分别可以各自训练样本的判别因于估计值!!!!!及!代替，得模型及应用!""!!""!!分别把水源类和类作为两个总体!和!，后验概率的估计为上述项指标依序分别

6、作为模型的判别因于!"""，根据两类总体的学习样本数据确定先验概率!（!!"）!"!"，利用项学习样本进行训练，并利用回代估计法进行检验，检验结果见表从表中可以看得到判别法则为出，判别结果和原有水源类别完全一致把其余!!"#!当（!!"）$（!!"）个预测样本利用模型进行判别归类，结果见表!!，预测结果符合实际分类"#!当（!!"）$（!!"）表两类水源学习样本多个正态总体的判别离于含量设!!!…，并且序号原有类别判别，有广义平方距离函数，""!"!后验概率为（!!"）""表两类水源预测样本得到最优划分离于含量原有"：（!!"）!!"，序号%类别判别当!!!…!及未知时，分别以!!!!

7、!…!!及#估计判别准则的评价为考察上述判别准则的优良性，采用以训练样本为基础的回代估计法来计算误判率把全体训样本练样本作为总的新样本，逐个代入已建立的判别准则中判别其归属，误判个数除以总体训练样本数，定焦作矿区位于河南省北部，平均煤厚，矿井涌义为误判率水量大，突水频繁历史上共发生过大小突水余次，其中突水量大于的突水次，最大突水表多类水源预测样本量，共造成淹井事故次，文献提供了例样本的四类水源数据见表其中类为二灰和离于含量实际序号类别方法方法方