岩体突水决策模型研究：裂隙演化与空间多准则

基于研究区的水文地质、工程地质和开采条件分析，煤层底板突水危险性空间多准则决策的模糊综合评价集可定义为：V＝{非常高，高，中等，低，非常低}。根据2517工作面进行注浆加固的248个注浆钻孔获得的数据，对获得的专题图根据第6章中数据的类型进行归一化处理，注浆/未注浆时各个评价准则因素的专题图如图8-6和图8-7所示。其中，地质构造评价准则的相似维数专题图如图8-6（a）和图8-7（a）所示。

建立研究区煤层底板突水危险性评价集和单因素评价矩阵，对图8-6和图8-7中注浆/未注浆时各个评价准则因素的专题图采用自然间断法进行分类，分成5个区域：{S1，S2，S3，S4，S5}。根据评价集，以无量纲专题地图为指标集，利用式（8-2）确定隶属度。因此，煤层底板突水单因素评价矩阵是通过安排注浆/未注浆时各因素评价集的隶属度来确定的，分别如下：

为了计算影响2517工作面煤层底板突水危险性每个因子的熵和权重，分别从工作面的西南、中部和东北位置收集了38组现场观测和代表性计算数据，如图8-6和图8-7所示。灰岩含水层的隔水层厚度和注浆量是其效益指标。断层或断裂带、煤层底板破坏深度、水压和灰岩含水层涌水量是成本指标。首先，从图8-6和图8-7获得注浆/不注浆的标准化指标值，并构造来表示指标的归一化值集，然后计算各指标熵，最后计算各指标的权重，当研究区进行注浆时，各指标的权重见表8-4，影响煤层底板突水危险性决策各因素的权重集A为：

表8-4　注浆加固后煤层底板突水影响因素权重

图8-6　注浆加固后煤层底板突水影响因素专题图

A＝(0.1405，0.0528，0.0942，0.0704，0.0365，0.0358，0.0753，0.2766，0.1179，0.1000)

当研究区不进行注浆时，各指标的权重见表8-5，影响煤层底板突水危险性决策各因素的权重集A1为：

A1＝(0.2294，0.1307，0.1956，0.2033，0.0596，0.0584，0.1230)(www.xing528.com)

当研究区不进行注浆时，煤层底板突水危险性模糊综合决策结果为：

B1＝A1·R1＝{0.2001，0.2148，0.2117，0.1819，0.1719}

图8-7　未进行注浆加固时煤层底板突水影响因素专题图

表8-5　未注浆加固时煤层底板突水影响因素权重

当二2煤层开采时，未使用注浆作为含水层加固处理重构隔水层，2517工作面有很高的突水风险。

当研究区进行注浆时，煤层底板突水危险性模糊综合决策结果为：

B＝A·R＝{0.2118，0.1534，0.2184，0.2484，0.1680}

根据评价结果和最大隶属度原则，认为陈四楼煤矿二2煤层2517工作面在进行注浆加固处理后突水危险性较低。这意味着，在开采过程中，采用注浆作为降低含水层渗透性的处理措施后，2517工作面不会出现严重的突水问题。