纳林河二号煤矿涌水水源判别的PCA-Logistic方法
来源期刊：煤田地质与勘探2020年第5期
论文作者：纪卓辰 丁湘 侯恩科 蒲治国 谢朋
文章页码：97 - 217
关键词：水化学;主成分分析法;Logistic回归方法;水源判别;纳林河二号煤矿;
摘 要：纳林河二号煤矿作为纳林河矿区的第一对大型矿井,生产初期由于其自身复杂的水文地质条件和采掘的强扰动,导致涌水事件时有发生,给矿井的安全生产造成严重威胁,快速有效地找到涌水水源是防治矿井水害的关键。通过对纳林河二号煤矿主要含水层及采空区水样进行水质分析并绘制Piper三线图,揭示矿区各含水层地下水及采空区水的水化学特征,统计Ca2+、Mg2+、Na++K+、HCO3-、Cl-、SO24-、pH和矿化度8个指标作为水源判别的原始数据,经主成分分析法（PCA）处理得到4个主成分F1、F2、F3和F4;将4个主成分的值作为Logistic回归模型的判别指标,建立纳林河矿区涌水水源判别模型;以36组标准水样作为训练样本,发现模型回代准确率为97.22%,再利用建立的模型对4组待判水样进行判别,结果与实际分析相符。研究结果表明:主成分分析和无序多分类Logistic回归方法相结合的涌水水源判别模型能够有效消除样本原始数据间的冗余信息,使涌水水源判别结果更加快速准确,可为矿井防治水工作提供决策和依据。
纪卓辰1,2，丁湘1,2，侯恩科3，蒲治国1,2，谢朋1,2
2. 中煤冲击地压与水害防治研究中心3. 西安科技大学地质与环境学院
摘 要：纳林河二号煤矿作为纳林河矿区的第一对大型矿井,生产初期由于其自身复杂的水文地质条件和采掘的强扰动,导致涌水事件时有发生,给矿井的安全生产造成严重威胁,快速有效地找到涌水水源是防治矿井水害的关键。通过对纳林河二号煤矿主要含水层及采空区水样进行水质分析并绘制Piper三线图,揭示矿区各含水层地下水及采空区水的水化学特征,统计Ca2+、Mg2+、Na++K+、HCO3-、Cl-、SO24-、pH和矿化度8个指标作为水源判别的原始数据,经主成分分析法（PCA）处理得到4个主成分F1、F2、F3和F4;将4个主成分的值作为Logistic回归模型的判别指标,建立纳林河矿区涌水水源判别模型;以36组标准水样作为训练样本,发现模型回代准确率为97.22%,再利用建立的模型对4组待判水样进行判别,结果与实际分析相符。研究结果表明:主成分分析和无序多分类Logistic回归方法相结合的涌水水源判别模型能够有效消除样本原始数据间的冗余信息,使涌水水源判别结果更加快速准确,可为矿井防治水工作提供决策和依据。
关键词：水化学;主成分分析法;Logistic回归方法;水源判别;纳林河二号煤矿;
