水文水害预警方案

（技术方案）哈尔滨华夏矿安科技水文灾难预警系统技术方案

（上位正文局部）名目参考文献错误!未定义书签。1水害预警系统设计概述与意义11.1水害预警系统设计依据12突水灾难形成条件与发生缘由1自然地质条件1人为条件22争论的目的和意义43顶板水害51三图双猜想法概念53.2基于GIS的AHP方法的富水性分区图实现63.3基于GIS的AHP&灰色神经串联型富水性分区法错误!未定义书签。3.4涌水量猜想错误!未定义书签。4底板突水危急性错误!未定义书签。4.1五图双系数法概念及意义⑻错误!未定义书签。5剖面图的实现错误!未定义书签。6矿井水位（漂浮）实现错误!未定义书签。强富水性：1.0L/s*m<qW5.OL/s*m；极强富水性：q>5.0L/s*m0注：此种方法虽然简洁，但适合度很差，是否采纳，还需要进一步考虑认证。顶板冒落平安性分区图依据《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》附录F的冒落带导水裂隙带最大高度阅历公式表煤层倾角(°)岩石抗压强度(MPa)岩石名称顶板管理方法冒落带最大高度m导水裂隙带(包括冒落带最大高度)m0~5440~60辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩等全部陷落EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.320~40砂质页岩、泥质砂岩、页岩等全部陷落EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3<20风化岩石、页岩、泥质砂岩、粘土岩、第四系和第三系松散层等全部陷落EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.355〜8540~60辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩等全部陷落EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3<40砂质页岩、泥质砂岩、页岩、粘土岩、风化岩石、第三系和第四系松散层等全部

陷落EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3注：①表中：EMBEDEquation.3一累计采厚，EMBEDEquation.3；EMBEDEquation.3一煤分层层数；EMBEDEquation.3一煤层厚度，EMBEDEquation.3；EMBEDEquation.3一采煤工作面小阶段垂高，EMBEDEquation.3o②冒落带、导水裂隙最大高度、对于缓倾斜和倾斜煤层，系每日从煤层顶面算起的法向高度；对于急倾斜煤层，系指从开采上限算起的垂向高度。③岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。顶板涌（突）水条件综合分区图顶板涌（突）水双猜想实现底板突水危急性《矿井水文地质规程》第七十九条明确指出：“有条件的矿井可以采纳“脆弱性指数法”或者“五图双系数法”等方法，对底板突水危急性进行综合分区评价，可以采纳比较法、解析法和数值模拟法等方法估计最大涌水量。”五图双系数法概念及意义⑻带压开采：是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。“五图双系数”法：是一种煤层底板水害评价方法。“五图”是指：底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。双系数是指：带压系数和突水系数。.“五图”概念和意义如下：第一图：在工作面回采过程中，由于矿压等因素综合作用的结果，在煤层底板产生肯定深度的破坏，这种破坏后的岩层具有导水力量，故称之为“导水破坏深度”，通过试验和计算可以获得该值的分布状况。据此绘制“底板保护层破坏深度等值线图”。其次图：煤层底面至隔水层顶面之间的这段岩层称之为“底板保护层”。它是阻挡承压水涌入采掘空间的屏障，需查明其厚度及其变化规律。据此绘制“底板保护层厚度等值线图”。第三图：煤层底板以下含水层的承压水头将分别作用在不同标高的底板上。依据计算绘制“煤层底板上的水头等值线图”。第四图：把导水破坏深度从底板保护层厚度中减去，所剩厚度称之为“有效保护层”。它是真正具有阻抗水头压力力量且起平安保护作用的局部。据此绘制“有效保护层厚度等值线图”。第五图：最终依据有效保护层的存在与否和厚度大小，依照“双系数”和“三级判别”综合分析，即可绘制带压开采技术的最重要图件“带水头压力开采评价图”。.“双系数”的概念和意义

带压系数：在争论保护层时要同时进行保护层的阻抗水压力量的测试，依据所获参数计算保护层的总体“带压系数”，它是表示每米岩层可以阻抗多大水压的指标，是双系数之一。突水系数：另一系数是“突水系数”，是“有效保护层厚度”与作用其上的水头值之比。.“三级判别”的概念“三级判别”：是与双系数协作用来判别突水与否、突水形式和突水量变化的三个指标：I级判别：是判别工作面必定发生直通式突水的指标；II级判别：是判别工作而发生非直通式突水可能性及其突水形式的指标；III级判别：是判别己被n级判别定为突水的工作面其突水量变化状况的指标。.“五图双系数法”的流程，参见下列图。EMBEDVisio.Drawing.11图-1“五图双系数法”流程框图第一图底板保护层破坏深度等值线图实现方法.底板活动全貌如图3-2所示。在计算保护层破坏深度时，主要考虑无明显损伤底板破坏深度、明显损伤底板破坏深度两局部。图3-2底板活动全貌无明显损伤底板破坏深度回归分析底板破坏深度：是指底板岩层产生移动变形，裂隙率发生变化以及采动裂隙(主要是层向裂隙)率大于肯定数量的底板岩层厚度.求解过程：第一步：建立非线性方程，公式为：EMBEDEquation.3(3-1)其中：EMBEDEquation.3为影响采场底板破坏深度，EMBEDEquation.Equation.3Equation.3为煤矿开采深度，EMBEDEquation.3Equation.3为煤矿开采深度，EMBEDEquation.3为煤层倾角,EMBEDEquation.3斜长。EMBEDEquation.3斜长。为底板结实系数，EMBEDEquation.3斜长。为底板结实系数，EMBEDEquation.3为工作面注：这些参数由煤矿供应或在做地质分析时取得。其次步：采用所给参数，回归，计算各种参数的系数。“正规方程”采纳列主元素高斯消去求解法。计算出最终结果。回归结果类似下列图：明显损伤底板破坏深度的计算由几何损伤原理启发，实践证明，当原始底板受到明显损伤破坏时，在同样的矿山压力作用下，采场底板破坏深度要比式(3T)的计算结果大。依据文献［11］知，采场底板破坏深度同采场底板所承受的应力成正比，依据几何损伤原理，综合得到损伤底板破坏尝试的计算公式为：EMBEDEquation.3(3-1)其中：EMBEDEquation.3为明显损伤底板破坏深度，EMBEDEquation.3为无明显损伤底板破坏深度，EMBEDEquation.3为钻孔漏水段总长度，EMBEDEquation.3为钻孔总长度。软件实现拟实现方法，依靠matlab强大的计算机力量，计算结果，传给C#函数，C#与GIS融合，动态生成底板保护层破坏深度等值线图。其次图底板保护层厚度等值线图双系数实现方法双系数是指：带压系数、突水系数。带压系统实现方法依据文献［10］上带压系数公式，EMBEDEquation.3其中：EMBEDEquation.3为煤层承受(平安？)的水头压力；EMBEDEquation.3为煤层的隔水层厚度。平安水头压力EMBEDEquation.3的求解公式依据《矿井水文地质规程》中附录五进行计算。计算公式：第一种状况：掘进巷道底板隔水层EMBEDEquation.3(5-1)式中P——底板隔水层能够承受的平安水压，MPa；t——隔水层厚度，m；L——巷道宽度，m；EMBEDEquation.DSMT4——底板隔水层的平均重度，MN/m3；&——底板隔水层的平均抗拉强度，MPa。其次种状况：采煤工作面EMBEDEquation.3式中止-底板隔水层厚度，m；广-平安水压，MPa；2—临界突水系数，MPa/nio7；值应依据本区资料确定，一般状况下，在具有构造破坏的地段按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.IMPa/m计算。可知水涌水量猜想矿井涌水量的猜想是对矿坑充水条件的定量描述，猜想涌水量的方法基本依托于当地矿井的水文地质资料的齐全与精确，目前我们争论通过在线监测水量的变化，再结合分析水文地质条件建立符合实际的模型，其结果才具有有用性，所以通过在线监测系统数据并采纳先进的神经网络和专家系统的相结合的方法来建立数学模型在线进行分析猜想可知水状态。影响涌水量的条件煤矿涌水量也受多种条件影响，主要有：水文地质条件对涌水量的影响⑴矿井水文地质条件是影响矿井排水量的关键因素，其中包括含水层厚度、富水性、节理、裂隙、岩溶发育程度和补给来源。一般规律是含水层厚度大，含水性强，四周补给来源丰富，矿井水涌水量就大，反之那么小。其次是所处的地理位置，一是煤矿平面位置与四周井、泉、河水的关系，一般离井、泉、河水近，且水利关系亲密，侧向补给来源大，那么矿坑涌水量就大，反之那么小；二是开采煤层与当地侵蚀面及区域地下水位关系，一般是位于当地侵蚀面和区域地下水位以下，且补给关系亲密，那么涌水量大，反之那么小；三是与当地降水量、入渗系数大,降水可直接转化为矿井水，煤层开采后导水裂隙带影响到地面，那么矿井涌水量就大，且季节性变化明显，反之那么小。地质构造特征对涌水量的影响矿井涌水量的大小与地质构造，特殊是褶曲断层有直接关系，地质构造对地下水、地面水起着重要的掌握与导水作用，但主要打算于褶曲断层补给来源丰富程度和断层两盘含水层、隔水层对接状况。一般规律是地质构造愈简单，断层愈多，开采煤层离断层愈近，补给充分，那么涌水量就愈大。反之构造简洁，开采煤层离断层愈远，补给来源少，那么涌水量愈小，如大同、平朔等矿区。煤矿开采阶段对涌水量的影响煤矿开采不同阶段，矿井涌水量变化很大，一般可分为四个阶段：首先，煤矿开采初期，即由基建到生产期间，揭露的含水层相对多，含水层处于饱和状态,含水性就强，随着开采面积的增大，就会逐步顶板冒落，沟通裂隙导水带，煤系顶部含水层中地下水就会直接渗入矿坑。在有河沟地段煤层浅的矿井，地表水也可能渗入矿坑，矿井涌水量将相对增大。其次，当矿井开采进入中期以后，一般不会大面积揭露新的含水层，由于开采时间增长，含水层水位不断降低，以矿井为中心的降落漏斗趋于稳定，局部含水层为无压，矿井涌水量靠渗入补给，处于补、径、排平衡状态。第三，当矿井开采进入后期，含水层局部被疏干，地表入渗补给量逐步削减，那么矿井涌水量逐步衰减。第四，当矿井开采进入末期（停采），在其影响范围内，矿坑涌水量变小到几乎没有。但是假如停止排水，由于煤系底部有隔水层存在，坑区逐步积水成为“地下水库”。这就是煤矿开采涌水量经受增大、平衡、衰减、到特别小，逐步恢复到一般变化的过程。需要指出的是上述四个阶段是在正常条件下的全部过程和共性，如构造破坏或地表水、岩溶水发生联系，那么可能发生局部、临时的突变，涌水量就增大⑴。大气降水及地表水对涌水量的影响涌水量与降水量有明显的对应关系，一般规律是:矿井开采初期降水量增大,涌水量也增加。在年变化内有这种特征，即每年雨季7、8、9月降水量大，矿井涌水量也增加，在浅部这种关系更为明显。但到开采中期，这种关系就不明显了，即降水增加，涌水量增加很少或不增加⑵。开采面积对涌水量的影响煤矿开采面积逐年增加，这是由矿井设计生产人为因素打算的。在初期矿井开采面积与涌水量有相互增长的规律，当开采到达肯定深度后，无论开采面积是否增加，涌水量将基本保持不变，局部矿井还随着开采深度的增加，向相反的方向进展。这是由于矿井涌水量主要受水文地质条件等打算。即使有人为因素的干扰，也不能转变上述几个阶段的基本规律⑶。开采沉陷对涌水量的影响开采沉陷与涌水量有亲密关系，一般是开采煤层越厚，贯穿含水层越多，矿井涌水量就增大，其增加大小，主要打算于开采深度和岩层含水性。一般在浅部比教明显，浅部开采沉陷后，裂隙导水带直接影响到地面，既可使地表水、降水直接入渗地下，又可使浅部风化带含水层水流速度增加，快速渗入井下，因而矿井涌水量增加⑷。煤炭开采量对涌水量的影响开采量与涌水量一般具有较好的相关性，在肯定水文条件、地质条件、气象条件下涌水量随着开采量的增加而增加。开采初期开采量与涌水量一般具有较好的正相关性，虽然开采初期随着含水层顶板不断被翻开，涌水量会发生跳动式增长，但在较长的时间段内开采量与涌水量仍旧表现出较好的正相关性。而随着含水层全部被翻开，不会再有新的涌水量突变，同时已翻开含水层的涌水不断被疏干，开采量的增加与涌水量呈现负相关性，即开采量增加涌水量下降。当煤矿开采处于末期时，矿井水文地质变化不明显，开采量也进入较稳定的时期，矿井涌水量相比照较平稳⑸。由于没有精确的现实数据，模拟了煤矿涌水量的数据样式，由于没有影响因素的数据，所以只建立了基于时间序列的涌水量猜想模型，供比较。具体试验过程如下：(1)数据的选取与分析为了更有比照性、说明性。通过模拟仿真煤矿涌水量的数据384个，假设存在煤矿2007—2022年的涌水量数据，如图1T所示。选用小波分解式从某煤矿过去密集的数据曲线中来观测涌水量变换趋势。小波分解式为：EMBEDEquation.3(1)其中，EMBEDEquation.3为尺度函数；EMBEDEquation.3为小波函数；EMBEDEquation.3为尺度系数；EMBEDEquation.3为细节系数。用公式⑴分析选取的384个数据，如图―2所示，明显很符合煤矿的涌水量真实状况。图1-12007-2022年涌水量数据统计图图1-22007年-2022年时间序列(2)猜想模型仿真分析运行环境为：全部程序都是在Matlab2022ra的环境下仿真的。(2.1)灰色猜想模型灰色理论认为一切数据都有规律。笔者选择GM(1,1)对样本数据EMBEDEquation.3进行累加得到数据如下：EMBEDEquation.3,使数据呈现肯定的规律性，然后拟合数据建立白化方程，得到的解为：EMBEDEquation.3(1)其中：EMBEDEquation.3为EMBEDEquation.3序列的估量值，EMBEDEquation.3再对EMBEDEquation.3做一次累减得到EMBEDEquation.3的猜想值EMBEDEquation.3,即EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3做两组试验进行猜想计算：(1)数据中的前7个数据点做为原始数据，猜想第8个数据点，仿真结果如图2-1。图2-12022年涌水量猜想结果相对误差均方差为:6.37761338975865BP网络猜想模型1水害预警系统设计概述与意义水害预警系统设计依据依据《煤矿平安规程》［其次百八十五条］第一款，矿井必需做好水害分析预报和充水条件分析，坚持猜想预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原那么,建立采掘工作面水害分析预报表，并将猜想图显示在GIS地图相应位置。表及猜测图按《矿井水文地质规程》附录六制定，制定模式参见附录六。《矿井水文地质规程》第七十六条明确指出：“在矿井疏干开采过程中，应进行定性、定量分析，可以应用“三图双猜想法”进行顶板水害分区评价和猜想。有条件的矿井可以应用数值模拟技术，进行导水裂缝带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和猜想。”《矿井水文地质规程》第七十九条明确指出：“有条件的矿井可以采纳“脆弱性指数法”或者“五图双系数法”等方法，对底板突水危急性进行综合分区评价，可以采纳比较法、解析法和数值模拟法等方法估计最大涌水量。”煤矿水害一般分为突水、涌水两种状况。其中，突水有多种类型，通常分为顶板突水、底板突水和构造型突水，一般突水类型，尤以底板突水为主。依据《矿井水文地质规程》中明确指出的方法，进行本煤矿水文预警系统方案的制定。主要分为两局部：顶板水害、底板突水危急性。2突水灾难形成条件与发生缘由.1自然地质条件我们国家大约有80%的煤田受暴雨、洪水、江河湖泊、地下水、老窿水等多种水源的严峻威逼;很多煤田地质、水文地质条件简单,断裂和导水通道发育;大局部煤田开采深度大,势水头压力高,不仅简洁诱发突水,而且一旦发生突水,就特别猛烈的。

灰色BP网络猜想模型是基于GM猜想少数据的优点和神经网络鲁棒性好的特点而建立起来的混合模型，其结合方式主耍有并联型、串联型、嵌入型、融合型，笔者选用效果相对好些的GNNM(1,1)融合型进行计算。网络结构为l-l-6-lo主要公式：EMBEDEquation.3(2)其中，EMBEDEquation.3为输入参数，EMBEDEquation.3为系统输出参数，EMBEDEquation.3为微分方程系数。具体计算的具体过程可参见文献［3］。由于权值、阈值随机初始化，笔者连续仿真50次，得到的猜想结果如图2-2所示。图2-22022年涌水量猜想结果相对误差BP网络猜想模型小波BP网络猜想模型，是取小波对时间的敏感性，与BP网络的非线性辨识性结合在在一起，使小波神经网络具有对时变环境的自适应学习力量和非线性建模力量而建立起来的一种组合模型［5］。笔者选取母小波基函数构成隐含层结点，网络结构设为4-6-lo其中：输入层有4个节点，表示猜想时间节点前4个时间点涌水量数据；隐含层有6个节点；输出层有1个节点，为网络猜想的猜想输出。网络权值和小波基函数在参数初始化时随机得到。主要公式为：EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3(8)其中：式中，EMBEDEquation.3为隐含层到输出层权值，EMBEDEquation.3为输入信号序列为；EMBEDEquation.3为输入层和隐含层的连接权值；EMBEDEquation.3为小波基函数EMBEDEquation.3的平移因子；EMBEDEquation.3为小波基函数EMBEDEquation.3的伸缩因子；EMBEDEquation.3为小波基函数，本案例采纳母小波波基函数，构成了隐含层节点。EMBEDEquation.3为小波神经网络猜想输出。由于网络权值和小波基函数在参数初始化时随机得到，所以每次猜想的结果值会有差异，笔者连续猜想50次，结果如下列图2-3所示。图2-350次仿真结果分析(3)争论由图2-1,图2T,图2-3中，可以看出，在4-5月份，由于原始数据规律性不强，所以无论是灰色、还是BP网络、GNNM(1,1)、小波神经网络，猜想结果相对于其它月份的精确率都要低一些。可见数据的选取在做猜想算法时至关重要。在实际应用中，为了猜想结果的精确在实际应用中，为了猜想结果的精确度，数据去噪、缺失值处理是很重要的(4)结论(1)灰色猜想算法：数据量少，猜想结果精确度不高(2)灰色神经网络：数据量不大，时间不长，精确度较高，结果比小波神经网络稳定小波神经网络：数据量大，时间长，精确度较高，稳定性比灰色神经网络差所以，在实际应用中应依据数据库中的实际数据量、时间要求，选择合适的模块进行猜测分析。剖面图的实现22222矿井水位（漂浮）实现33突水矿床大多分布在气候暖和潮湿、大气降水较为充足的地区。在地貌上一般位于河谷、山间盆地、大型平原、低山丘陵地带，地形相对切割程度较弱，地面相对平坦低洼,一般处在当地侵蚀基准面上下,有利于大气降水汇合与径流。矿区及其四周有河流、水库、湖泊乃至大江、大海等地表水体或有冲沟等临时性水流。矿区地质构造简单,褶皱、断裂和裂隙发育,矿体和围岩地层发育齐全,岩石物理力学性质相差悬殊,直接顶底板岩石强度较低,现今构造活动较剧烈。矿体厚度和规模变化大,埋藏深,矿层的主要局部位于当地侵蚀基准面或地下水位以下。矿区和区域地下水丰富;局部有地下暗河径流,或规模较大的老窿积水。矿体顶底板或围岩的含水层，以碳酸盐岩的裂隙、岩溶裂隙含水层为主。主要岩溶裂隙含水层，在地质历史时期经受屡次构造运动和剧烈岩溶化作用，构造裂隙、溶蚀裂隙、溶孔、溶洞和溶蚀管道发育，彼此纵横交叉,连通性好。渗透性、富水性强,含水丰富;而且含水层的延展范围广,接受大气降水和区域地下水补给面积大,具有巨大的静储量和动储量,一般不简洁疏干。矿区位于碳酸盐岩暴露区或有薄层第四纪松散沉积盖层的隐伏岩溶区，有岩溶漏斗、落水洞、落水井和岩溶塌陷坑分布,而且与矿层顶底板岩溶含水层的裂隙、溶孔、溶洞系统相通。矿区内有切割矿层及其顶底板的含水层,或发育有断距较大的张性含水导水断裂。矿层及其顶底板含水层之间,或含水层与地表水体（包括大气降水后的片流、临时径流及洪水）之间，因沉积间断、断层、溶洞、岩溶陷落柱、落水洞、岩溶漏斗、岩溶塌陷等发生直接或间接沟通,而具有较强的水力联系。矿层顶底板的含水层为承压含水层,所含地下水有很高的承压水头,相对于矿层（体）顶底板的单位面积水压力高。.2人为条件目前,我们国家煤矿管理水平、生产技术和灾难防治力量还比较差,特殊是矿业秩序比较混乱,大量乡镇和个体小煤矿,不仅生产技术水平落后,而且无证开采和违规生产特别严峻，使突水及其他矿难事故难以得到有效掌握皿⑵。水文地质勘探程度不够,水文地质资料的具体牢靠程度较低，即使是详查阶段获得的资料也存在较大误差；尤其是对与矿层（体）并无明显直接关系的地表水、含水丰富的岩溶含水层水对矿床开采的影响，未予充分评价;甚至水文地质边界条件不明,矿井（坑）涌水量猜想存在较大误差。大量地质及水文地质勘查钻孔洞穿矿层及其顶底板含水层与隔水层后，起到人为沟通作用；一些未封闭或封孔质量不好的钻孔,往往成为矿床开采的地下水通道。井、巷的空间布置不够合理，矿井及矿坑地面排水、泄洪不畅。开采条件下，由于矿一井（坑）长期排水和矿层采空引起顶底板岩石变形位移,矿区地面发生下沉、裂缝、岩溶塌陷等。开采条件下,矿区地下水虽经长期排水疏干，但稳定的排水降落漏斗始终未完全形成,降落漏斗的浸润曲线陡、水力坡度大,因此对矿床开采有严峻威逼的主要含水层的地下水,基本未受矿山排水影响,潜水位或承压水位基本未变,相对于生产巷道,仍有很大的水位差、压力差,对采矿井巷仍存在很大威逼。矿床大规模开采条件下，由于井巷工作面推动和岩矿石大量采空,矿层及其直接顶底板岩层之间的地应力平衡受到破坏,井巷及采空区因地应力解除而受到巨大的矿山压力，因此使井巷及采空区的顶、底板及边部岩石变形位移,并形成大量新生张性裂隙、剪切裂隙的采矿裂隙带,沟通了巷道与矿层顶底板含水层的联系。矿区存在废弃的古洞坑和采空区,未经具体勘测,进入老采空区采煤。随便堆弃煤肝石而堵塞山谷、河床,洪水爆发导致灌井。违规生产如井口位置不当；防水煤柱太薄或乱采滥挖破坏防水矿柱;采掘生产中，觉察透水预兆不进行探水防水等。矿山水文地质监测系统不完善,地下水动态及突水灾难猜想预报力量差。矿井防水抢救设施缺乏，设计泵房的最大排水量与可能消失的最大涌水量相差太大。没有有效的灾难预案,面对消失的突水危急，管理人员不能实行坚决有效措施加以防治;矿工缺乏救灾学问O争论的目的和意义随着科技进展和对煤炭资源需求量的增加，深部综采程度不断提高。一方面对深部的矿压增大，承压水的水头压力也越来越大;一方面，随着开采范围扩大,矿井水文地质条件中的不确定因素也随着面积扩大而增多，潜在危急性也随之加大;第三，机械化综采要求的条件较高，需要疏干顶板含水层；同时带压开采成为受底板灰岩承压水威逼煤层开采的主要方法，为底板涌突水争论提出了更高更迫切的要求。因此，认清煤矿顶板、底板涌、突水问题的现实状况，争论其猜想预报方法，实行有效的防治措施，对于确保煤矿平安生产，保障我们国家煤炭工业持续稳定进展具有重要的现实意义。2顶板水害文献论文争论很多，但文献中涉及的数据，现实中一般很难采集，历史数据更难收集。在《煤矿水文地质规程》中，已经明确给出了平安隔水层厚度和突水系数计算公式，具体公式详见附录三；平安水头压力值计算公式，具体公式详见附录四。突水猜想的具体流程与实现，《矿井水文地质规程》中提及的方法还在调研中。顶板水为疏干对象，因来源不同，水量大小不一，通常由每小时几方到数百方不等，或更大，对矿井正常开采影响较大。“三图双猜想法”由中国矿业高校武强教授创造，于2022年申请专利，并于2022年12月21日，由《水文地质规程》正式认定为进行顶板水害评价与猜测的有效方法。故本方案水文水害预警中的底板局部采纳本方法进行制定。2.1三图双猜想法概念《矿井水文地质规程》第七十六条明确指出：“在矿井疏干开采过程中，应进行定性、定量分析，可以应用“三图双猜想法”进行顶板水害分区评价和猜想。有条件的矿井可以应用数值模拟技术，进行导水裂缝带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和猜想。”概念“三图双猜想”法，是中国矿业高校（北京）武强教授依据多年的争论理论、阅历、成果，在解决制约我们国家华北型煤田煤炭工业可持续进展的主要水患实践过程中，提出的煤层顶板水害评价的方法，是解决煤层顶板充水水源、通道和强度三大问题的顶板水害评价方法。顶板“三图双猜想”法在尽可能挖掘采用勘探、开采己有基础资料的前提下，应用多源地学信息复合争论方法，相互印证，避开了基岩含水层的非均质和各向异性特征以及其他多种因素的干扰影响，和由于含水层富水性条件相当简单，富水程度不同位置多变，导致所得结论存在的局限性和片面性。到达对基岩充水含水层富水性综合分区评价的目的，实现了对采动前、后的顶板水量进行猜测⑼。“三图”是指：煤层顶板充水含水层富水性分区图、顶板冒裂平安性分区图和顶板涌（突）水条件综合分区图；“双猜想”是指：顶板充水含水层预处理前、后回采工作面分段和整体工程涌水量猜想“一力。算法流程采用GIS强大的空间信息处理力量，对各种图形信息进行量化；用AHP法对各因素进行评价，计算出各因素对总目标的影响权重。再应用GIS的空间复合叠加功能对AHP的计算结果进行处理，以直观的富水性分区图和冒裂平安分区图叠加，生成顶板涌突水条件危急性分区图。依据材料基于矿井基础资料，特殊是钻孔资料、抽水试验资料，是充分挖掘各种地质资料的信息从而叠加出最终成果。因此，矿区的基础地质资料特别重要。2.2基于GIS的AHP方法的富水性分区图实现AHP：层次分析法（AnalyticHierarchyProcess,简称AHP法），是一种定性与定量相结合的多准那么决策（评价）方法。它是美国运筹学家教授于20世纪70年月提出的一种简便、敏捷而有用的多准那么决策方法，是将半定性、半定量问题转化为定量问题的有效途径。2.2.1实现步骤第一步：由用户依据专家阅历对所在煤矿的主要掌握因素进行分析，在水文灾难预警系统上建立“煤层直接充水含水层层次分析结构图二结构图的主要构成形式如图3-1所示。

图3T煤层直接充水含水层层次分析结构图其中：A层为模型的目标因素，即含水富水性的最终目的；B层：打算富水性的相关因素，但其影响方式还需通过与其相关的具体因素来表达，这是解决问题的中间环节，亦即模型的准那么层（次）；c层：各个具体的主控因素指标，即本模型的决策层（次），通过对该层次问题的决策，即可最终到达所要求解的目标。软件实现：在页面建立文本框，提示指导用户自行录入。此图将争论对象划分为3个层次，在实际工程中，用户可以依据煤矿实际状况在页面文本框中输入数据建立多层结构。其次步：建构推断矩阵。依据第一步，领