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《聚类法在判别矿井各含水层水力联系中的应用_魏永强》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、江苏煤炭2003年第3期聚类法在判别矿井各含水层水力联系中的应用,,魏永强任印国同宝珍,(中国矿业大学江苏徐州221(X)8),,以判别〔摘要」以峰峰矿区梧桐庄矿为例采用聚类分析的方法建立了一个可各个含水层之间的水力联系程度及大小、并能判别突水水源的数学模型,弥补了其它方法的不。。足实践证明有很高的准确性;;数学模型〔关键词」聚类分析含水层一4‘6一一一[中图分类号]附1[文献标识码]B[文章编号]1(X)36083(203)03(X)3803。增量等本文采用误差平方和增量△E作为相似O引言。统计量在判别
2、含水层水力联系和水质变化的时候,由于突水点采样各标示变量的单位不同(如,,由于同一含水层不同地段(不同空间位置)水的水温度℃而矿化度m创L)其绝对值往往相差悬殊,,,一化学成分差别可能较大同时由于整个矿井含水(如温度一般为3040℃而矿化度一般好几层处于自然(大型突水现象)和人为(大型抽放水千),直接进行聚类分析会突出数量级高的变量作实验、带压开采疏降工作)地不断改变中,同一含用,压低数量级低的变量作用,使结果与实际不。,水层同一区段位置处的水化学成分随时间也会发符因此在进行计算相似统计量前需对原始数。,
3、,生很大的变化因此与矿井关系密切的含水层据进行标准化处理将其变为无量纲的具有同一。,在分布上有很大的空间性和时间实时动态性而尺度的数据避免弱化某些重要变量在聚类过程。聚类分析方法在定量地判别各含水层之间的关系中的作用及联系程度大小上有很大的优越性。,.1数据的标准化,设有n个样品每个样品测得了m项指标1聚类分析方法,,(变量)得出如下原始矩阵为,.IL尸且l’聚类分析方法是一种数学分类方法它应用etox11”x一,)。,、Z数学方法对样本进行数学分类定量地确定样本X=‘、劣吻廿一,之间的接近程度大小并把彼
4、此接近的事物归为’.’xoxx」。一类川根据其分类对象不同可分为两种:Q型,,,式中i二l2⋯n(样品个数);。R,,,聚类分析和型聚类分析12⋯m(变量个数);。Q型聚类分析是研究样本之间关系的聚类分x。表示第i个样品第j个变量的观测值。,析方法它采用诸多观测数据根据某种相识统n。这样就构成一个维随机变量如果这些变,计量来定量表示样本之间的关系按相似程度级量是服从正态分布的,则数据标准化的意思就是,。别大小把样品归人不同的类别中关系密切的变,换后的变量服从标准正态分布即每个变量的,,。归人小类中关系疏远
5、的归人大类、。平均值为0方差为1变换后数据本身的相互关,R型聚类分析是把属于物体的各种属性既。,系并没有变化[2]变换后的数据记为礼则各种变量进行比较,建立不同变量之间的关系,从x女一xj。Z,二而对变量进行分类表示样本之间亲密关系的量称为相似统计与;。,其中青量为了取得合理的聚类结果需要选择合适的客,。相似统计量用来衡量样本之间的亲疏程度形成(二。一,、。、分类系统相似统计量常用的有相似系数相关了击客、、、系数欧氏距离系数误差平方和将得到的数据写成矩阵形式为:斜交距离函数2003年第3期魏永强等聚类法在
6、判别矿井各含水层水力联系中的应用。’名11”名1,l平均值z二(:、)=2聚类分析在判别含水层联系中的应用‘L‘。1”之。。:J。峰峰矿这组数据叫做标准化数据区梧桐庄矿是一个设计生产能力,,a误差平方和增量(E)120万t/的矿井本区地质构造复杂水害问题严。衬,当样品合并成为t类时t类误差平方和重对目前主采煤层2煤威胁较大的含水层有、。、、。,(E)对pq样品误差平方和(EE)的增量顶板砂岩含水层野灰含水层和奥灰含水层其、,为:中奥灰含水层动静储量大是个天然的地下水,,库是其它含水层主要补给水源并可通过断
7、层裂nl,n,一子戈、l二二*’乙二)。气‘、’n尸+n隙破碎带直接构成水害在判别时选用不同含水尽,,,(j二l2⋯m)层的水样和同一含水层孔中不同时间的水样来确,,,、。式中nnpq中样品的个数;定各含水层之间的联系及变化选取水样的时间一分别为』,。、x*、和地点如表l所示xjr一分别为样品pq中第j个变量的表1水点取样资料十-取样层位C护M牛+a李HCO了-50矿KNCI牙矿化度温度样品号分析时问:n:1。1:n及地点,(g/l)/(mgll),(创l)/(留l)/(m创l)l(岁l)l(m以1)l弋
8、‘U,内JLU7J4noLU,、才1981432897,一n6丹工j,74大煤顶砂7816798482O1383624521631389874913。9079o6875.1970比川74,J门、‘一‘f砂Bl孔野灰2以刃一03866516615971q石4n,、BI孔野灰201一02l1892119216288BI孔野灰2(XX)一069617536313巧01奥灰197511717425718顶板突水水样2《XX]一0694
