一种煤矿井下突水水源判别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿井下突水水源判别系统及方法，涉及突水预测技术领域，具体步骤为：获取各个水源点的水文数据；对水文数据进行预处理建立判断指标；基于特征工程技术，利用判断指标进行衍生判断特征构建；基于判断指标与衍生判断特征构建标准参考值；获取突水点的水文数据，并对水文数据进行预处理获得水文特征值；利用突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值的相关性自动识别突水点水源。本发明专利技术通过对重要特征进行衍生特征构建，能够对重要特征进行更深层次的挖掘，使得判别结果更加准确，此外，通过对多种判断方式的结果进行综合确定突水点水源位置，能够快速、准确的对突水水源进行判定，保证了煤矿开采的安全性。保证了煤矿开采的安全性。保证了煤矿开采的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下突水水源判别系统及方法


[0001]本专利技术涉及突水预测
，更具体的说是涉及一种煤矿井下突水水源判别系统及方法。

技术介绍

[0002]煤炭资源是能源矿产资源之一，是世界上储量最多、分布最广的常规能源，也是重要的战略资源。它广泛应用于钢铁、电力、化工等工业生产及居民生活领域。
[0003]矿井突水事故的发生和发展过程具有湿帮—淋水—流水—突水的特点，在矿井突水的过程中，有效地利用判别方法对矿井中突水水源进行快速判别，及时采取相应的防治水措施，使水害所造成的人员及财产危害最大限度地减少，是非常必要的。
[0004]随着科技的发展，矿井突水水源的判别的步骤主要包括：首先要充分考虑该煤矿所属区域的地质条件，再根据突水点的水质、水温、水位及其他地质资料，采用特定的数学方法，建立判别模型，综合评判得到较为准确的结果；但是其在判别时，其输出结果的准确性往往受到选取指标的影响，因此，如何克服上述缺陷是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种煤矿井下突水水源判别系统及方法，克服了上述缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种煤矿井下突水水源判别方法，具体步骤为：
[0008]获取各个水源点的水文数据；
[0009]对水文数据进行预处理建立判断指标；
[0010]基于特征工程技术，利用判断指标进行衍生判断特征构建；
[0011]基于判断指标与衍生判断特征构建标准参考值；
[0012]获取突水点的水文数据，并对水文数据进行预处理获得水文特征值；
[0013]利用突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值的相关性自动识别突水点水源。
[0014]可选的，各个水源点的水文数据的获取步骤为：在各个水源点进行样本采集、分析以及实地数据测量，其中水文数据包括水质数据、微生物数据、水温数据以及水位数据。
[0015]可选的，预处理具体为：对水文数据进行预处理，根据历史数据和/或指标筛选模型筛选出判断指标。
[0016]可选的，衍生判断特征的构建具体为：
[0017]利用特征工程技术将预处理后的判断指标进行衍生特征指标构建，对高维特征进行降维转换，并对衍生特征指标进行特征选择，对潜在特征进行特征学习。
[0018]可选的，识别突水点水源的步骤为：
[0019]对突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值进行多种方法判断，综合判断
结果获得突水点水源位置。
[0020]一种煤矿井下突水水源判别系统，包括：
[0021]数据采集模块：用于采集各个水源点的水文数据以及突水点的水文数据；
[0022]数据处理模块：用于对水文数据进行预处理，建立判断指标以及水文特征值；
[0023]衍生判断特征构建模块：用于根据特征工程技术利用判断指标进行衍生判断特征构建；
[0024]标准参考值构建模块：用于根据判断指标与衍生判断特征构建标准参考值；
[0025]突水点水源识别模块：用于根据突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值的相关性自动识别突水点水源。
[0026]可选的，数据采集模块包括：
[0027]采样模块，用于对各个水源点以及突水点进行水样采集；
[0028]监测模块，用于对各个水源点以及突水点进行实地数据采集；
[0029]分析模块，用于对采集水样进行数据提取；
[0030]输出模块，用于将采集数据与提取数据进行整合，输出水文数据。
[0031]可选的，数据处理模块包括：
[0032]数据接收模块，接收水文数据；
[0033]指标筛选模块，基于历史数据和/或指标筛选模型对水文数据进行筛选，获得判断指标或水文特征值；
[0034]指标输出模块，输出判断指标或水文特征值。
[0035]可选的，数据处理模块还包括画像构建模块，基于判断指标构建各个水源点的特征标签，形成画像。
[0036]可选的，突水点水源识别模块包括：
[0037]水质判断模块，采用灰色关联度法判别突水点的水文特征值与各个水源点的关联度，按最大关联度原则判定突水点水源；
[0038]水温水位判断模块，基于突水点与各个水源点的水文数据将突水点的出水量与水温反推至各个水源点，按最大接近度原则判定突水点水源；
[0039]微生物判断模块，基于水文特征值利用细菌数量与影响因子构建的判别函数获取计算数据，按照最小差值原则判定突水点水源；
[0040]画像判断模块，计算水文特征值与各个水源点的画像的关联度，按最大关联度原则判定突水点水源。
[0041]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种煤矿井下突水水源判别系统及方法，通过对重要特征进行衍生特征构建，能够对重要特征进行更深层次的挖掘，使得判别结果更加准确，此外，通过对多种判断方式的结果进行综合确定突水点水源位置，能够快速、准确的对突水水源进行判定，保证了煤矿开采的安全性。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
[0043]图1为本专利技术的方法流程示意图；
[0044]图2为本专利技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]本专利技术实施例公开了一种煤矿井下突水水源判别方法，如图1所示，具体步骤为：
[0047]步骤1、获取各个水源点的水文数据，具体为：
[0048]在各个水源点进行样本采集、分析以及实地数据测量，其中水文数据包括水质数据、微生物数据、水温数据以及水位数据；其中，水质数据包括常量元素含量、微量元素含量、pH值、总可溶性固体、硬度和同位素；微生物数据包括不同溶解氧量、出水流量、出水温度和取样后到检测前的时间等变量变化下的溶解氧量和细菌总数；
[0049]步骤2、对水文数据进行预处理建立判断指标，具体为：
[0050]对水文数据进行预处理，根据历史数据和/或指标筛选模型筛选出判断指标。
[0051]指标筛选模型包括相关性计算模型、随机森林模型等；
[0052]步骤3、基于特征工程技术，利用判断指标进行衍生判断特征构建，具体步骤为：
[0053]利用特征工程技术将预处理后的判断指标进行衍生特征指标构建，对高维特征进行降维转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下突水水源判别方法，其特征在于，具体步骤为：获取各个水源点的水文数据；对水文数据进行预处理建立判断指标；基于特征工程技术，利用判断指标进行衍生判断特征构建；基于判断指标与衍生判断特征构建标准参考值；获取突水点的水文数据，并对水文数据进行预处理获得水文特征值；利用突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值的相关性自动识别突水点水源。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下突水水源判别方法，其特征在于，各个水源点的水文数据的获取步骤为：在各个水源点进行样本采集、分析以及实地数据测量，其中水文数据包括水质数据、微生物数据、水温数据以及水位数据。3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下突水水源判别方法，其特征在于，预处理具体为：对水文数据进行预处理，根据历史数据和/或指标筛选模型筛选出判断指标。4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下突水水源判别方法，其特征在于，衍生判断特征的构建具体为：利用特征工程技术将预处理后的判断指标进行衍生特征指标构建，对高维特征进行降维转换，并对衍生特征指标进行特征选择，对潜在特征进行特征学习。5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下突水水源判别方法，其特征在于，识别突水点水源的步骤为：对突水点的水文特征值与各个水源点的标准参考值进行多种方法判断，综合判断结果获得突水点水源位置。6.一种煤矿井下突水水源判别系统，其特征在于，包括：数据采集模块：用于采集各个水源点的水文数据以及突水点的水文数据；数据处理模块：用于对水文数据进行预处理，建立判断指标以及水文特征值；衍生判断特征构建模块：用于根据特征工程技术利用判断指标进行衍生判断特征构建；标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛，郭婵妤，梁叶萍，孙汉英，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：