改进脆弱性指数法在煤矿底板突水评价中的应用

陈建平，李金柱，王雪冬，刘 垚

(辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁 阜新 123000)

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煤炭资源的开发利用，对国家经济和社会发展起着重要的推动作用。然而复杂的煤田水文地质条件制约着煤炭资源的安全开采，随着开采深度的增加，煤矿面临的深部开采水害问题日益严重[1-2]。近年来，国内外学者围绕煤层底板突水进行了深入研究。刘德旺[3]采用突水系数法评价回坡底煤矿奥灰突水危险性。武强等[4]首次提出了脆弱性指数法，而后基于GIS平台，又开发了一系列新型实用方法，包括基于GIS的ANN型脆弱性指数法[5]、基于GIS的AHP型脆弱性指数法等[6]，在煤层底板突水评价中得到广泛应用。李建林等[7]利用分形理论对基于GIS的AHP型脆弱性指数法进行改进，用断层分形维数代替断层性质使主控因素减少了三项。付萍杰等[8]利用多因素模糊聚类分析法对新安煤矿底板突水危险性进行了分区，指导煤矿开采。

在评价煤层底板突水危险性的众多方法中，脆弱性指数法综合考虑了控制底板突水的多个主控因素，反映了底板突水过程的非线性动力学特性，而且计算方便、操作便利，近年来得到广泛应用。但该方法采用AHP法确定主控因素权重，是通过人为判断给出权重值，主观性较强，使得评价结果与实际情况存在一定偏差。鉴此，论文采用熵权法对传统AHP型脆弱性指数法进行改进，将AHP法的主观权重和熵权法的客观权重相结合，综合确定各主控因素的权重，而后应用基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法，建立长平煤矿3号煤底板突水危险性评价模型，并进行突水危险性评价，为煤矿针对性的制定防治水措施、保障煤矿安全生产提供了理论依据。……