[发明专利]一种奥灰水突水预警方法、系统和装置

说明书

本发明提供了一种奥灰水突水预警方法、系统和装置，方法包括A：对各含水层采集多个水样数据和含水层标签；B：将数据输入随机森林算法，以十折交叉验证法进行训练，输出混淆矩阵，以及参数对分类结果的贡献率；C：计算各含水层被错分为奥灰水的百分比，作为相似度，确定突水风险阈值；D：相似度达到突水风险阈值，则该含水层存在突水风险；E：以贡献率最高的前n个参数作为敏感指标，以步骤A中水样的敏感指标作为训练集，输入随机森林算法得到识别模型；F：采集待识别水样的数据输入识别模型，如果相似度超过突水风险阈值，则存在突水风险。本发明的优点在于：通过水样的性质进行风险预警，而且通过多个水样整体进行判断，准确度较高。

技术领域

本发明涉及矿井水害防治技术领域，尤其涉及一种奥灰水突水预警方法、系统和装置。

背景技术

随着开采技术的提升和储存量的下降，多数煤田逐步向深部和下组煤开采发展，矿井的地址条件日趋复杂，突水机理和类型复杂多变，现有的浅部含水层已不适应于深部底板水害尤其是奥灰水水害防治，而传统的奥灰水水害防治方法主要是通过水位和水压数据进行风险预警的，如公开号为CN112432727A的发明专利公开的底板突水预警方法，然而浅部含水层同样会影响水位和水压数据，目前的预警方法手段过于简单，监测结果不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过确定浅层含水层类型来进行奥灰水突水预警的方法、系统及装置，以提供奥灰水预警的准确性。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种奥灰水突水预警方法，包括

步骤A：对各含水层分别采集多个水样，获取各含水层的数据和含水层标签；

步骤B：将步骤A的数据输入随机森林算法，以十折交叉验证法进行训练，根据每次测试集的测试结果输出真实值与预测值的混淆矩阵，以及各参数对分类结果的贡献率；

步骤C：通过混淆矩阵计算各含水层所有水样被错分为奥灰水的百分比，作为该含水层与奥灰水的相似度，基于经验确定相似度的突水风险阈值；

步骤D：如果存在相似度达到突水风险阈值的含水层，则该含水层存在突水风险；

步骤E：以贡献率最高的前n个参数作为敏感指标，以步骤A中的所有水样的敏感指标数据和含水层标签作为训练集，输入随机森林算法得到识别模型；

步骤F：采集待识别含水层所有水样的敏感指标数据，将该含水层的数据输入识别模型，根据被识别为奥灰水的水样数确定该含水层与奥灰水的相似度，如果相似度超过突水风险阈值，则认为该含水层存在突水风险。

本发明通过对各含水层取样分析并通过算法分类获得各含水层与奥灰水的相似度，如果其他含水层水样与奥灰水相近，则说明该含水层与奥灰水存在导通等联系，有可能存在导水通道或裂隙，则存在突水风险，由此能够通过水样的性质进行风险预警，而且通过多个水样整体进行判断，准确度较高。

优选的，步骤A中采集的各含水层的数据至少包括TDS、Na+K、Ca、Mg、SO42-、Cl-、HCO3-、CO32-、水源信息。

3.根据权利要求2所述的一种奥灰水突水预警方法，其特征在于：步骤A中采集的各含水层数据还包括：温度、流量、压力其中一种。

优选的，步骤A中通过在巷道或地面施工水文观测孔和井下前探孔获取各含水层的多个水样。

优选的，还包括在存在突水风险时发出报警的步骤，发出报警的方法包括声音、光线变化、信息推送中的至少一种。

优选的，还包括根据步骤C中各含水层与奥灰水的相似度确定该含水层为奥灰水的水样阈值，且水样阈值小于突水风险阈值，当步骤C和步骤E检测的任意含水层的相似度大于水样阈值小于突水风险阈值时，对突水风险进行治理，治理的方法为确定导水通道，从巷道底板向导水通道打孔注浆进行封堵。