【正文】 圖將研究對(duì)象劃分為 3個(gè)層次，在實(shí)際項(xiàng)目中， 用戶 可以根據(jù) 煤礦實(shí)際情況在頁(yè)面文本框中輸入數(shù)據(jù) 建立多層 結(jié)構(gòu) 。 依據(jù)材料 基于礦井基礎(chǔ)資料，特別是鉆孔資料、抽水試驗(yàn)資料，是充分挖掘各種地質(zhì)資料的信息從而疊加出最后成果。 三圖雙預(yù)測(cè)法 概念 《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》第七十六條明確指出：“在礦井疏干開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定性、定量分析，可以應(yīng)用“三圖雙預(yù)測(cè)法”進(jìn)行 頂板水害 分區(qū)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。同時(shí)帶壓開(kāi)采成為受底板灰?guī)r承壓水威脅煤層開(kāi)采的主要方法， 為底板涌突水研究提出了更高更迫切的要求。 礦山水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善 ,地下水動(dòng)態(tài)及突水災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力差。 開(kāi)采條件下 ,由于礦井 (坑 )長(zhǎng)期排水和礦層采空引起頂?shù)装鍘r石變形位移 ,礦區(qū)地面發(fā)生下沉、裂縫、巖溶塌陷等。 礦層頂?shù)装宓暮畬訛槌袎汉畬?,所含地下水有很高的承壓水頭 ,相對(duì)于礦層 (體 )頂?shù)装宓膯挝幻娣e水壓力高。局部有地下暗河徑流 ,或規(guī)模較大的老窿積水。許多煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜 ,斷裂和導(dǎo)水通道發(fā)育 。 《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》第七十六條明確指出： “ 在礦井疏干開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定性、定量分析，可以應(yīng)用“三圖雙預(yù)測(cè)法”進(jìn)行 頂板水害 分區(qū)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)?；疑窠?jīng)串聯(lián)型富水性分區(qū)法 ......... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 按照《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中明確指出的方法，進(jìn)行本煤礦水文預(yù)警系統(tǒng)方案的制定。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜 ,褶皺、斷裂和裂隙發(fā)育 ,礦體和圍巖地層發(fā)育齊全 ,巖石物理力學(xué)性質(zhì)相差懸殊 ,直接頂?shù)装鍘r石強(qiáng)度較低 ,現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)烈。 礦區(qū)位于碳酸鹽巖裸露區(qū)或有薄層第四紀(jì)松散沉積蓋層的隱伏巖溶區(qū) ,有巖溶漏斗、落水洞、落水井和巖溶塌陷坑分布 ,而且與礦層頂?shù)装?巖溶含水層的裂隙、溶孔、溶洞系統(tǒng)相通。 大量地質(zhì)及水文地質(zhì)勘查鉆孔洞穿礦層及其頂?shù)装搴畬优c隔水層后 ,起到人為溝通作用 。 違規(guī)生產(chǎn) ——— 如井口位置不當(dāng) 。一方面向深部的礦壓增大，承壓水的水頭壓力也越來(lái)越大 。 頂板水為疏干對(duì)象 ，因來(lái)源不同，水量大小不一，通常由每小時(shí)幾方到數(shù)百方不等，或更大，對(duì)礦井正常開(kāi)采影響較大。 “三圖”是指 ： 煤層頂板充水含水層富水性分區(qū)圖、頂板冒裂安全性分區(qū)圖和頂板涌 (突 )水條件綜合分區(qū)圖 ； “雙預(yù)測(cè)”是指 ： 頂板充水含水層預(yù)處理前、后回采工作面分段和整體工程涌水量預(yù)測(cè) [17]。 結(jié)構(gòu)圖的主要構(gòu) 成形式如圖 31所示。 表 31 數(shù)字 19及其倒數(shù)標(biāo)度及涵義 標(biāo)度 含義 1 表示兩個(gè)因素相比，具有相同重要性 3 表示兩個(gè)因素相比， 前者比后者稍重要 5 表示兩個(gè)因素相比， 前者比后者明顯重要 7 表示兩個(gè)因素相比， 前者 比后者強(qiáng)烈重要 9 表示兩個(gè)因素相比， 前者比后者極端重要 2， 4， 6， 8 表示 上述相鄰判斷的中間值 倒數(shù) 若因素 i 與 j 的重要性之比為 ija ，那么因素 j 與 i 因素重要性之比為ijji aa1? 軟件 用戶頁(yè)面 實(shí)現(xiàn)： 領(lǐng)域?qū)＜一蛘呙旱V工作者，通過(guò) 頁(yè)面文本框 錄入每一層因素 對(duì)上一層因素的影響值，系統(tǒng)依據(jù)算法函數(shù)自動(dòng)生成判斷矩陣，將計(jì)算出影響頂板突水各主控因素的權(quán)重。 不足：需要領(lǐng)域?qū)＜一蛘呙旱V專有工作者，根據(jù)煤礦實(shí)際情況給出經(jīng)驗(yàn)值；如果煤礦沒(méi)有這樣的專門性人才，此方法不能實(shí)現(xiàn)?！? 五圖雙系數(shù)法 概念 及意義 [8] 帶壓開(kāi)采：是指在具有承壓水壓力的含水層上進(jìn)行的采煤。據(jù)此繪制 “ 底板保護(hù)層厚度等值線圖 ” 。 突水系數(shù)： 另一系數(shù)是“突水系數(shù)”，是“有效保護(hù)層厚度”與作用其上的水頭值之比?！罢?guī)方程”采用列主元素高斯消去求解法。計(jì)算公式： ? 第一種情況：掘進(jìn)巷道底板隔水層 tLtKp ??? 22p2 (51) 式中 p—— 底板隔水層能夠承受的安全水壓， MPa； t—— 隔水層厚度， m； L—— 巷道寬度， m； ? —— 底板隔水層的平均重度 ， MN/m3； Kp—— 底板隔水層的平均抗拉強(qiáng)度， MPa。一般規(guī)律是地質(zhì)構(gòu)造愈復(fù)雜，斷層愈多，開(kāi)采煤層離斷層愈近，補(bǔ)給充分，則涌水量就愈大。這就是煤礦開(kāi)采涌水量經(jīng)歷增大、平衡、衰減、到非常小，逐步恢復(fù)到一般變化的過(guò)程。即使有人為因素的干擾，也不能改變上述幾個(gè)階段的基本規(guī)律 [3]。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： （ 1）數(shù)據(jù)的選取與分析 為了更有對(duì)比性、說(shuō)明性。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 1 050510152025時(shí)間 /月相對(duì)誤差/(%) 圖 21 2020年涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)誤差 均方差為： （ ）灰色 BP 網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型 灰色 BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型是基于 GM預(yù)測(cè)少數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒性好的特點(diǎn)而建立起來(lái)的混合模型，其結(jié)合方式主要有并聯(lián)型、串聯(lián)型、嵌入型、融合型，筆者選用效果相對(duì)好些的 GNNM(1,1)融合型進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和小波基函數(shù)在參數(shù)初始化時(shí)隨機(jī)得到。 5 剖面圖的實(shí)現(xiàn) 22222 6 礦井水位（淹沒(méi)）實(shí)現(xiàn) 33 。 )1(y 為小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)輸出。 主要公式： nn ybybybaydtdy 1322111 ?????? ? (2) 其中， nyyy , 21 ? 為輸入?yún)?shù)， 1y 為系統(tǒng)輸出參數(shù)， 121 , ?nbbba ? 為微分方程系數(shù)。選用小波分解式從某煤礦過(guò)去密集的數(shù) 據(jù)曲線中來(lái)觀測(cè)涌水量變換趨勢(shì)。一般在淺部比教明 顯，淺部開(kāi)采沉陷后，裂隙導(dǎo)水帶直接影響到地面，既可使地表水、降水直接入滲地下，又可使淺部風(fēng)化帶含水層水流速度增加，快速滲入井下，因而礦井涌水量增加 [4]。 （ 4） 大氣降水及地表水對(duì)涌水量的影響 涌水量與降水量有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般規(guī)律是：礦井開(kāi)采初期降水量增大，涌水量也增加。 （ 3） 煤礦開(kāi)采階段對(duì)涌水量的影響 煤礦開(kāi)采不同階段，礦井涌水量變化很大，一般可分為四個(gè)階段：首先，煤礦開(kāi)采初期，即由基建到生產(chǎn)期間，揭露的含水層相對(duì)多，含水層處于飽和狀態(tài)， 含水性就強(qiáng)，隨著開(kāi)采面積的增大，就會(huì)逐步頂板冒落，溝通裂隙導(dǎo)水帶，煤系頂部含水層中地下水就會(huì)直 接滲入礦坑。 Ts 值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定，一般情況下，在具有構(gòu)造破壞的地段按 ，隔水層完整無(wú)斷裂構(gòu)造破壞地段按 ?；?歸 結(jié)果類似下圖 ： 明顯損傷底板破壞深度的計(jì)算 由幾何損傷原理啟發(fā)，實(shí)踐證明，當(dāng)原始底板受到明顯損傷破壞時(shí)，在同樣的礦山壓力作用下，采場(chǎng)底板破壞深度要比式 (31)的計(jì)算結(jié)果大。 4．“五圖雙系數(shù)法”的流程， 參 見(jiàn)下圖。根據(jù)計(jì)算繪制 “ 煤層底板上的水頭等值線圖 ” 。 “五圖”是指： 底板保護(hù)層破壞深度等值線圖、底板保護(hù)層厚度等值線圖、煤層底板以上 水頭等值線圖、有效保護(hù)層厚度等值線圖、帶壓開(kāi)采評(píng)價(jià)圖。 注：此種方法雖然簡(jiǎn)單，但適合度很差，是否采用，還需要進(jìn)一步考慮認(rèn)證。 第三步： 煤礦頂板富水性分區(qū)圖的實(shí)現(xiàn) 。 軟件實(shí)現(xiàn)： 在頁(yè)面建立文本框，提示指導(dǎo)用戶自行錄入。再應(yīng)用 GIS的空間復(fù)合疊加功能對(duì) AHP的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理， 以直觀的富水性分區(qū)圖和冒裂安全分區(qū)圖疊加，生成頂板涌突水條件危險(xiǎn)性分區(qū)圖。故本方案水文水害預(yù)警中的底板部分采用本方法進(jìn)行制定。第三，機(jī)械化綜采要求的條件較高，需要疏干頂板含水層 。采掘生產(chǎn)中 ,發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆不進(jìn)行探水防水等。井、巷的空間布置不夠合理 ,礦井及礦坑地面排水、泄洪不暢。