煤炭作为我国重要能源之一,其产量近年来节节攀升,然而,由此带来的矿井水害事故也在增多。因此,准确、快速地判别突水水源对煤矿水害防治、确保煤矿安全生产意义重大。　　本文在收集整理国内外相关文献及矿区水文地质资料的基础上,利用带有地理位置属性的水样信息,通过三维空间插值技术实现顾北煤矿地下水水化学场的三维可视化,并进行地下水水化学场的特征分析;研究了基于水化学信息的矿井突水水源判别模型现状,重点分析了贝叶斯分类器在煤矿突水水源判别中的不足,并提出改进方法;进一步设计并开发了“基于三维水化学场水质信息的突水水源判别系统”。　　本文取得的主要结论及成果如下:　　(1)实现了顾北煤矿主要充水含水层地下水水化学场的真三维可视化,揭示了矿区主要充水含水层的水化学特征和水动力学特征:新生界下含水的Ca2+离子和Mg2+离子浓度比煤系砂岩水高,而煤系砂岩水中的HCO3-离子浓度偏高;下含水为Cl-Na+K型水质,煤系水大部分水样为Cl·HCO3-Na+K型水,该含水层东南部有少量HCO3-Na+K型水;下含水对煤系砂岩有一定的补给作用;煤系砂岩含水层中的地下水水质空间分布连续性没有新生界下含水明显,下含水适合用插值方法来计算未知点水质。(2)介绍了以往基于水化学信息的矿井突水水源判别方法,试验表明该方法判别顾北煤矿突水水源总体精度较高,但是Kappa系数较低,说明该方法判别的总体效果一般。(3)针对矿井突水水源判别中存在的不平衡分类问题,利用真三维地下水水化学场中的水质信息,为训练样本稀少的稀有类增加虚拟样本。经过对实际水样点进行插值计算的结果和实际值的误差分析,证明了这种方法对下含水未知水样点水质的估计具有一定的可信度,用该方法计算出的虚拟水样可以作为训练样本参与分类器的训练。实验证明了改进的方法与原有的方法相比,判别的总体精度提高了5.26个百分点,Kappa系数提高了19.92个百分点。因此,改进的矿井突水水源判别方法有效地提高了贝叶斯分类器的判别效果。(4)基于本研究的成果,设计并开发了“基于水化学场水质信息的突水水源判别系统”。　　本文的创新之处:　　(1)引入三维空间插值方法,构建真三维地下水水化学场模型,并对其进行可视化;(2)针对基于贝叶斯分类器的突水水源判别中存在的不平衡分类问题,创新性地提出了利用三维水化学场水质信息对各类样本数量进行平衡化的改进方法;(3)设计并实现了基于地下水水化学场水质信息的突水水源判别系统。