[發(fā)明專利]基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410439939.8
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104200099A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 邱梅;施龍青;牛超;翟培合
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發(fā)明涉及煤礦生產安全領域，具體涉及一種基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法。

背景技術

礦井涌水量預測方法大致分為兩大類：第一類為確定性的數(shù)學模型，包括大井法、水均衡法、解析法、數(shù)值法等，第二類為統(tǒng)計分析方法，包括水文地質比擬法、相關分析法、神經網絡方法等。在礦山多水源涌水判別的基礎上進行礦山涌水量的預測，則可獲得更為精確的預測結果。要想獲得一定精度的預測結果，確定性的數(shù)學模型方法要求獲得足夠多的水文地質勘探數(shù)據(jù)、準確概化邊界條件等，難以準確建模或準確建模的地質勘探成本過高；統(tǒng)計分析方法則受到實測資料累計程度、推廣性差等條件的限制。

因此，需要探索建立一種基于礦井水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法，以便克服理論推導出的礦井涌水量計算方法所得結果往往與實際不符的缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法，以解決目前現(xiàn)有的礦井涌水量計算方法所得結果與實際情況不符的難題。

為解決上述技術問題，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法，包括：步驟10，在查清礦井出水點具體位置的基礎上，根據(jù)礦井出水點的位置，每天記錄一次對應的涌水量，以建立水文地質臺帳；步驟20，對臺賬中涌水量的歷史數(shù)據(jù)進行分析，從中篩選可靠的數(shù)據(jù)；步驟30，根據(jù)篩選出的數(shù)據(jù)建立礦井涌水量計算的時間序列模型；步驟40，根據(jù)臺賬對模型進行檢驗；步驟50，根據(jù)模型計算涌水量。

進一步地，步驟30包括：步驟31，利用ADF單位根檢驗法檢驗時間序列的平穩(wěn)性，若時間序列為非平穩(wěn)序列，則通過差分法將其轉化為平穩(wěn)序列；步驟32，通過自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)的截尾性和拖尾性確定模型的形式；步驟33，通過AIC和BIC準則量化的計算結果判斷模型的階數(shù)；步驟34，根據(jù)模型的形式的階數(shù)，建立時間序列模型。

進一步地，時間序列模型為自回歸移動平均模型。

進一步地，時間序列模型包括AR模型、MA模型、ARMA模型。

進一步地，步驟33通過自由度的調整，取均方誤差最小的模型階數(shù)。

進一步地，步驟40包括檢驗所有系數(shù)是否顯著不為零、參差是否為白噪聲、預測是否準確，其中，預測是否準確是利用時間序列的后m個數(shù)據(jù)樣本作為檢驗樣本，當預測相對誤差平均值在10％以內，即認為建立的模型可靠。

本方法的基礎數(shù)據(jù)是礦井涌水量實際觀測臺賬，因此能夠保證計算數(shù)據(jù)的客觀性。

附圖說明

圖1為基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法流程圖；

圖2為實施例涌水量趨勢圖；

圖3為實施例涌水量相關性與偏自相關性分析圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

請參考附圖，本發(fā)明提供了一種基于水文地質臺賬的礦井涌水量計算方法，包括：步驟10，在查清礦井出水點具體位置的基礎上，根據(jù)礦井出水點的位置，每天記錄一次對應的涌水量，以建立水文地質臺帳；步驟20，對臺賬中涌水量的歷史數(shù)據(jù)進行分析，從中篩選可靠的數(shù)據(jù)；步驟30，根據(jù)篩選出的數(shù)據(jù)建立礦井涌水量計算的時間序列模型；步驟40，根據(jù)臺賬對模型進行檢驗；步驟50，根據(jù)模型計算涌水量。

本方法的基礎數(shù)據(jù)是礦井涌水量實際觀測臺賬，因此能夠保證計算數(shù)據(jù)的客觀性。在實際應用中，對于那些已建成、影響因素難以確定或量化，且隨后的采掘活動對其涌水量基本無影響的井巷系統(tǒng)，可將其歷史觀測數(shù)據(jù)看成時間序列。實際上，某一已建成井巷系統(tǒng)的涌水量歷史觀測值就是該“涌水系統(tǒng)”在不同時間、不同條件下的響應值，是該系統(tǒng)歷史行為的客觀記錄，因而包含了該系統(tǒng)結構特征及運行規(guī)律。可以通過對該系統(tǒng)歷史時間序列的分析研究來認識它的結構特征，如波動的周期、振幅、趨勢，揭示其運行規(guī)律，從而保證了計算的準確性。本發(fā)明方法簡單，功能全面、智能，操作方便，特別適合于水文地質臺賬健全的礦井。

優(yōu)選地，步驟30包括：步驟31，利用ADF單位根檢驗法檢驗時間序列的平穩(wěn)性，若時間序列為非平穩(wěn)序列，則通過差分法將其轉化為平穩(wěn)序列；步驟32，通過自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)的截尾性和拖尾性確定模型的形式，見表1；步驟33，通過AIC和BIC準則量化的計算結果判斷模型的階數(shù)；步驟34，根據(jù)模型的形式的階數(shù)，建立時間序列模型。

表1自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)的截尾性和拖尾性對照表