基于Piper-PCA-Fisher的矿井突出水源判别模型构建及应用

作者：孙延辉; 胡文博; 马红林; 王历民; 杜华; 李世涛

来源：化工矿物与加工, 2023, 52(09): 52-80.

DOI：10.16283/j.cnki.hgkwyjg.2023.09.009

• 矿井突水
• 水源判别
• Piper三线图
• 主成分分析
• Fisher判别法
• 降维

突水水源的高效准确判别是防治突水事故的关键，为提高矿井突水水源判别的可靠性，以临涣矿区水样数据为例，提出了一种基于Piper三线图、主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)与Fisher判别法的矿井突水水源判别模型。将6类化学离子实测浓度作为突水水源判别指标，通过确定评价集与4类水源中心的距离进行样本归类判别。研究结果表明：采用Piper三线图可剔除异常样本，最终确定以37组典型水样作为训练样本；利用主成分分析对判别指标进行降维，发现前3项主成分覆盖了原有指标信息的91.636%,能够有效表征样本水化学特征；利用Piper-PCA-Fisher判别模型回判37组训练样本并预测15组待测样本，回判准确率及预测正确率均为100%。Piper-PCA-Fisher判别模型可减弱指标间的关联度，在水样数据有限的情况下，可获得良好的判别效果。