李建林，趙帥鵬，崔延華

（1.河南理工大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454000；2.煤炭安全生產(chǎn)與清潔高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 焦作 454000；3.廣西大藤峽水利樞紐開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

煤和煤層氣都是重要能源。在我國(guó)，八大成煤期中有四個(gè)成煤期形成的煤層是煤層氣富集的重要儲(chǔ)層［1］。目前，國(guó)內(nèi)外常用的煤層氣增產(chǎn)技術(shù)為水力壓裂技術(shù)［2］。如果煤層與含水層之間距離較小，煤層氣鉆井和水力壓裂會(huì)增加煤層底板發(fā)生突水的可能性，因此，煤層氣開(kāi)采后，煤炭開(kāi)采突水機(jī)制研究和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)對(duì)于煤炭安全開(kāi)采具有重要的理論和實(shí)際意義。在我國(guó)，由于相關(guān)實(shí)測(cè)資料較少，相較于奧陶系灰?guī)r巖溶發(fā)育、富水規(guī)律及影響因素研究［3-6］，針對(duì)煤層氣開(kāi)采后煤炭開(kāi)采底板突水規(guī)律研究起步晚、成果少。孟召平等［7-8］分析了地下水運(yùn)移逸散和水力封閉控氣對(duì)煤層氣的作用，并以成莊礦為例，對(duì)煤層氣開(kāi)采后煤層底板突水危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；宋志敏等［9］探討了沁水盆地煤層氣開(kāi)采壓裂裂縫對(duì)煤層頂?shù)装宓挠绊懀焕撞ǖ龋?0］模擬了寺河礦煤層氣井水力壓裂對(duì)煤炭安全生產(chǎn)的影響；楊海亮［11］從鉆孔和排采過(guò)程入手，探討了煤層氣地面開(kāi)發(fā)對(duì)地下水的影響。

煤層底板突水評(píng)價(jià)方法有多種，其中常見(jiàn)的有五圖-雙系數(shù)法、突水系數(shù)法和脆弱性指數(shù)法。其中脆弱性指數(shù)法是通過(guò)GIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理和繪圖，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法建立預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和評(píng)價(jià)的煤層底板突水模型［12］。該方法全面分析突水因素，體現(xiàn)了突水的復(fù)雜性。因此，筆者以山西沁水盆地南部的山西晉煤集團(tuán)成莊煤礦為研究區(qū)，對(duì)煤層氣開(kāi)采后的煤層底板突水機(jī)理進(jìn)行分析，采用分形-脆弱性指數(shù)法對(duì)研究區(qū)15號(hào)煤層底板奧陶系含水層突水危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為煤層氣開(kāi)采后煤炭安全開(kāi)采提供參考。

1 煤層氣開(kāi)發(fā)對(duì)煤層底板突水影響的力學(xué)分析

水力壓裂對(duì)煤層頂?shù)装逭w性破壞主要表現(xiàn)為潮解膨脹破壞和拉斷破壞。煤層底板巖石破裂壓力（Pf）反映了巖石抗水壓（Pw）的能力，即

式中：σhmax和σhmin分別為最大和最小水平主應(yīng)力；T為巖石抗拉強(qiáng)度；P0為初始空隙壓力。

（1）Pw＜Pf時(shí)，煤層底板巖石可以承受水壓的沖擊，從巖體強(qiáng)度角度考慮，煤層底板不會(huì)發(fā)生突水，其突水危險(xiǎn)性主要取決于含水層、隔水層和地層構(gòu)造的性質(zhì)。

（2）Pw＞Pf時(shí)，底板巖石不能承受水壓的沖擊，可能發(fā)生突水，是否突水主要由最小水平主應(yīng)力（σhmin）決定：若Pw＞σhmin，則煤層底板發(fā)生突水；若Pw＜σhmin，則煤層底板不會(huì)發(fā)生突水。其突水危險(xiǎn)性主要取決于含水層、隔水層和地層構(gòu)造的性質(zhì)。

（4）建立評(píng)價(jià)模型

各主控因素的合理選擇是建立AHP模型的關(guān)鍵。影響煤層底板突水的因素有多種，本研究區(qū)在承壓含水層、底板隔水層和地質(zhì)構(gòu)造等因素的基礎(chǔ)上增加了煤層氣開(kāi)發(fā)影響因素。

由表1可知，隨著含水層水壓不斷增大，底板發(fā)生突水的可能性也在增加。Pw＞σhmin時(shí)，底板被貫通，發(fā)生突水（序號(hào)4）；Pw＞Pf，且Pw＞σhmin時(shí)，無(wú)論底板是否被貫通，都會(huì)發(fā)生突水（序號(hào)7，8）。其他條件下（序號(hào)1～6）煤層底板雖然沒(méi)有突水，但是都存在突水危險(xiǎn)性，只是影響因素存在差異。

2.2.1 錫伯民族博物院。錫伯民族博物院位于察布查爾縣孫扎齊鄉(xiāng)境內(nèi)，是國(guó)家4A級(jí)景區(qū)，博物館以靖遠(yuǎn)寺為中心，距縣城5 km，占地面積49 460 m2，是集錫伯民族歷史文化展示、觀光旅游、休閑度假等于一體的多功能綜合旅游區(qū)。錫伯族悠久的歷史文化和民族風(fēng)情在這里形成獨(dú)具風(fēng)格的旅游特色，為游客呈現(xiàn)出“世界唯一，唯我獨(dú)有”的魅力。

表1 煤層氣開(kāi)發(fā)條件下煤層底板特征和突水判別條件分析表Tab.1 Analysis of water inrush conditions in coal seam floor after CBM development

2 底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法和步驟

脆弱性指數(shù)法的核心是確定底板突水多種主控指標(biāo)的權(quán)重，利用ArcGIS強(qiáng)大的空間信息分析處理功能合成評(píng)價(jià)圖［13］。斷層分維作為一個(gè)主控指標(biāo)的脆弱性指數(shù)法（簡(jiǎn)稱(chēng)分形-脆弱性指數(shù)法），將多種主控因素合為一個(gè)［14］，減少評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)，進(jìn)一步量化斷層狀態(tài)，提高突水評(píng)價(jià)的可靠程度。其評(píng)價(jià)步驟如下。

文中涉及數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 14.0進(jìn)行處理，計(jì)數(shù)資料利用百分?jǐn)?shù)表示、x2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為α=0.05。

求出網(wǎng)格剖分下各斷層的分形維數(shù)Ds，其中N（r）為不同等級(jí)斷層與網(wǎng)格邊界交叉點(diǎn)的數(shù)量。利用網(wǎng)格剖分和移動(dòng)窗口法分別求解和繪制斷層分維等值線圖。

此外，根據(jù)潛變量與可測(cè)變量間的路徑系表可以看出所有的量表和因子之間的負(fù)載系數(shù)在0.01的顯著性水平上具有統(tǒng)計(jì)屬性。且負(fù)載系數(shù)介于0.862到0.938之間。因此原測(cè)量模型有效。

1954年天津市在華威鐘廠（天津鐘表廠前身）組織成立了由孫文俊、江正銀、王慈民、張書(shū)文四位鐘表技師組成的手表試制小組，開(kāi)始試制手表。1955年3月24日天津手表試制小組仿照瑞士“生達(dá)克”（sindaco）粗碼手表，使用小車(chē)床、小立銑等簡(jiǎn)陋設(shè)備，以半手工方式試制成功“中國(guó)第一只手表”，并將該表命名為“五星牌”（圖04）。

（3）繪制突水脆弱性評(píng)價(jià)分區(qū)圖。采用極值歸一化法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理［16］，并作出各主控因素的歸一化專(zhuān)題圖。歸一化公式為

式中：Ni為評(píng)價(jià)值；xi為實(shí)際值；m inxi為最小實(shí)際值；maxxi為最大實(shí)際值。

考慮底板隔水巖層厚度M與底板破壞深度h之間的關(guān)系，設(shè)h1為采動(dòng)破壞深度，h2為水壓破壞深度，h3為煤層氣井煤層底板完井深度，則

式中：VI為脆弱性指數(shù)；Wk為影響因素權(quán)重；fk（x，y）為單因素影響值函數(shù)；x，y為地理坐標(biāo)；n為影響因素個(gè)數(shù)。

（5）進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)。利用自然分級(jí)法對(duì)所有區(qū)塊內(nèi)脆弱性指數(shù)進(jìn)行劃分，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。

喬十二郎道：“不是火藥，只在噴射時(shí)用火藥。是高粱酒，不摻一點(diǎn)水的高粱酒，蘸在棉花上，點(diǎn)燃就是綠色的。”

3 研究區(qū)煤層底板力學(xué)特征

3.1 研究區(qū)概況

成莊煤礦位于山西沁水盆地南部，現(xiàn)主采3號(hào)煤層。沁水盆地南部煤層氣資源儲(chǔ)量豐富，是我國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)示范區(qū)［17］。井田內(nèi)地層平緩，多發(fā)育小落差、高角度的正斷層，斷層落差均未超過(guò)20 m，走向多為北東向，傾向多為北西向。

在煤層開(kāi)采前進(jìn)行地面煤層氣抽采，根據(jù)鉆孔資料計(jì)算煤層氣鉆井進(jìn)入奧陶系灰?guī)r的深度，結(jié)果顯示，煤層氣直井開(kāi)發(fā)時(shí)，除一個(gè)鉆孔外，研究區(qū)內(nèi)煤層氣鉆井都會(huì)進(jìn)入奧陶系灰?guī)r層，深度為6.71～42.9 m，所以該區(qū)域15號(hào)煤層煤層氣的開(kāi)發(fā)將溝通煤層底板和奧陶系灰?guī)r水的水力聯(lián)系，但是否突水還需綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、水壓、富水性和底板巖層力學(xué)性質(zhì)等因素。

3.2 煤層底板巖層應(yīng)力和破裂壓力特征

在煤層氣開(kāi)發(fā)中，采用水力壓裂法測(cè)量研究區(qū)主要煤層的原巖應(yīng)力。根據(jù)沁水盆地煤層氣產(chǎn)能機(jī)制和分布研究，基于煤層底板埋深和含水層水位，分析最小水平主應(yīng)力和破裂壓力，計(jì)算并繪制15號(hào)煤層底板巖層最小水平主應(yīng)力和破裂壓力的等值線圖（圖1）。由圖1可以看出，15號(hào)煤層底板最小水平主應(yīng)力為6.80～7.64 MPa，破裂壓力為8.75～9.59 MPa。最小水平主應(yīng)力和巖石破裂壓力分布特征相似，即東部大，西部較小。

圖1 研究區(qū)15號(hào)煤層底板巖層最小水平主應(yīng)力和破裂壓力等值線圖Fig.1 Contourmaps ofminimum horizontalmajor stress and rock breakdown pressure of the No.15 coal floor

4 基于AHP的煤層底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

4.1 底板突水影響因素確定及量化

綜合式（1）和（2），可以得到煤層氣開(kāi)發(fā)條件下煤層底板特征和突水判別條件分析表（表1）。

4.1.1 承壓含水層

在煤層底板地質(zhì)條件基本相同的情況下，承壓水壓力越大，發(fā)生底板突水的概率越大。另外，單位涌水量從側(cè)面反映了含水層涌出水量的多少，可作為衡量含水層富水性的定性判斷指標(biāo)。因此，選取奧陶系灰?guī)r含水層的水壓和單位涌水量作為衡量底板含水層的主控因素，繪制研究區(qū)奧陶系灰?guī)r含水層的水壓和單位涌水量專(zhuān)題圖（圖2（a）和（b））。15號(hào)煤層底板水壓為0.21～3.26 MPa，從東北向西南逐步增大，含水層的單位涌水量為0.001 2～1.955 0 L／（s·m），中部偏小，西北和西南偏大。

圖2 15號(hào)煤層底板突水主控因素專(zhuān)題圖Fig.2 Thematic maps ofmain factors of water inrush of No.15 coal floor

4.1.2 底板隔水層

（2）確定底板突水主控因素及權(quán)重。煤層氣開(kāi)發(fā)后，底板突水主要取決于煤層底板巖層破裂壓力（Pf）、最小水平主應(yīng)力（σhmin）、底板含水層、隔水層和地質(zhì)構(gòu)造等因素。利用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）構(gòu)建底板突水模型確定底板突水主控因素權(quán)重，并對(duì)其判斷矩陣進(jìn)行層次分級(jí)和驗(yàn)證，最終求得各主控因素的權(quán)重。

公司專(zhuān)注于集成電路和信息安全交叉領(lǐng)域的研發(fā)與設(shè)計(jì)，以信息安全、SOC、無(wú)線射頻為核心技術(shù)發(fā)展方向，涵蓋IC設(shè)計(jì)前端至后端全過(guò)程技術(shù)，產(chǎn)品涉及安全芯片，安全載體及營(yíng)運(yùn)服務(wù)，在信息安全領(lǐng)域打造從芯片到服務(wù)的完整解決方案。

在其他條件相同的情況下，底板隔水層厚度越大，越能有效抑制底板突水。選取底板隔水層厚度作為衡量底板隔水層的主控因素，繪制底板隔水層厚度專(zhuān)題圖（圖2（c））。15號(hào)煤層底板隔水層厚度為2.2～52 m。煤層氣直井開(kāi)采時(shí)，除東南部一小部分區(qū)域外，鉆井會(huì)進(jìn)入奧陶系灰?guī)r層。

4.1.3 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造主要包括斷層、陷落柱和褶皺，其中斷層和陷落柱對(duì)煤層底板突水起關(guān)鍵作用。研究區(qū)共有斷層117條，眾多斷層不僅減小了底板隔水層的強(qiáng)度，縮短了煤層與隔水層的距離，還為底板突水提供了通道。另外，由于研究區(qū)已揭露陷落柱不導(dǎo)水，對(duì)底板突水的影響較小，因此將斷層作為衡量地質(zhì)構(gòu)造的主控因素，繪制研究區(qū)斷層分維圖（圖2（d））。

（1）斷層分維計(jì)算。斷層分形維數(shù)包含諸多方面信息，可以客觀反映斷層的復(fù)雜變化。根據(jù)公式［15］

根據(jù)JGJ 120—2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，土釘墻適用于基坑深度≯12 m的基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地。但是，對(duì)于土質(zhì)條件較好的深基坑，可對(duì)規(guī)范限定有所突破，例如在大同市承建的武定東西橋梁工程中，最大挖深18.91 m的深基坑采用土釘墻支護(hù)，取得了較好的效果。

4.1.4 煤層氣開(kāi)發(fā)

用戶(hù)通過(guò)本應(yīng)用全面、詳實(shí)的了解想去的景點(diǎn)的特色美景與文化故事，增加文化之間的交流。同時(shí)經(jīng)過(guò)APP的推廣，游客通過(guò)APP享受的服務(wù)包括：語(yǔ)音解說(shuō)、地圖導(dǎo)航、美食推薦排行等功能，增加游客游玩興趣，帶給游客更大的便利，擴(kuò)大旅游市場(chǎng)，吸引幫助人才發(fā)展，帶動(dòng)景點(diǎn)及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

15號(hào)煤層底板巖層的最小水平主應(yīng)力為6.80～7.64 MPa，破裂壓力為8.75～9.59 MPa，兩個(gè)應(yīng)力值均較大，從應(yīng)力角度考慮，當(dāng)其大于承壓含水層水壓時(shí)，不會(huì)突水，反之，則會(huì)突水。顯然煤層底板突水與否受地應(yīng)力和破裂壓力大小的影響，因此將底板巖層的最小水平主應(yīng)力和破裂壓力作為衡量煤層氣開(kāi)采影響的主控因素（圖1）。綜合以上分析，煤層氣開(kāi)發(fā)后底板突水的主控因素為6個(gè)（圖3）。

4.2 突水主控因素權(quán)重的確定

4.2.1 建立層次分析模型

根據(jù)影響煤層氣開(kāi)發(fā)后底板突水主控因素的分析結(jié)果，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分層處理（圖3）。

圖3 底板突水評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型Fig.3 AHP model of inrush assessment of floor

4.2.2 影響因子權(quán)重確定

構(gòu)造判斷矩陣

將12個(gè)因子適宜性評(píng)價(jià)評(píng)分值X1,X2,X3……X12,帶入綜合適宜性評(píng)價(jià)計(jì)算公式,求得Mβ=4.21,適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)為II級(jí)(良)。說(shuō)明溧陽(yáng)南山片區(qū)鄉(xiāng)村旅游公路總體選線適宜性水平處于良好水平。

進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定煤層氣開(kāi)發(fā)后底板突水主控因素權(quán)重。經(jīng)計(jì)算，含水層水壓、含水層單位涌水量、隔水層有效厚度、斷層分維、底板巖層最小主應(yīng)力和巖石破裂壓力的權(quán)重分別為0.31，0.15，0.26，0.14，0.07，0.07。

4.3 分形-脆弱性指數(shù)法突水評(píng)價(jià)

4.3.1 數(shù)據(jù)歸一化

數(shù)據(jù)歸一化處理可以消除指標(biāo)間量綱的影響，以解決數(shù)據(jù)指標(biāo)間可比性差的問(wèn)題。含水層水壓、單位涌水量和斷層分維，其值越大突水危險(xiǎn)性越高，故采用式（4）進(jìn)行歸一化；隔水層厚度、煤層底板最小主應(yīng)力和巖石破裂壓力等值越大越不易突出，故采用式（5）進(jìn)行歸一化。

4.3.2 評(píng)價(jià)模型建立

大都市區(qū)的整體規(guī)劃是以生態(tài)恢復(fù)與建設(shè)為基礎(chǔ)、城市與自然和諧統(tǒng)一為核心、以區(qū)域?qū)蛹?jí)分化為重要支撐點(diǎn)、以交通距離時(shí)圈為測(cè)量尺度、以重點(diǎn)城市為樞紐中心，形成了不同層級(jí)的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)。其中，以中心城區(qū)為核心向外放射形成了四條發(fā)展廊道，而奉新縣正位于景銅（景德鎮(zhèn)-南昌-銅鼓）生態(tài)走廊，在滬昆走廊的輻射影響之內(nèi)。

利用式（6）建立15號(hào)煤層底板突水脆弱性評(píng)價(jià)模型：

分布式溫濕度傳感器可以監(jiān)測(cè)環(huán)境異常，有異常則報(bào)警。動(dòng)態(tài)密碼電子鎖代替普通的機(jī)械鎖和電子鎖，結(jié)合熱釋電傳感器檢測(cè)非法侵入。動(dòng)態(tài)密碼電子鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖具鎖閉集裝箱，其開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息通過(guò)鎖具內(nèi)嵌的藍(lán)牙實(shí)時(shí)傳輸至處理核心。熱釋電傳感器安裝在集裝箱內(nèi)用于檢測(cè)是否有人進(jìn)入，檢測(cè)到有人進(jìn)入后與主控制器收集到的電子鎖的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行比較，如此時(shí)電子鎖狀態(tài)為打開(kāi)則判定為正常開(kāi)箱，如強(qiáng)行開(kāi)鎖或未開(kāi)鎖暴力拆解進(jìn)入則會(huì)被判定為非法侵入，此時(shí)樹(shù)莓派控制核心向平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息并調(diào)用攝像頭錄制現(xiàn)場(chǎng)視頻并發(fā)送。安全保障模塊工作流程如圖2所示。

2.將不需要改擴(kuò)建日常生活用房等存量項(xiàng)目，鑒于前面已經(jīng)分析的原因，這些項(xiàng)目適用于TOT,付費(fèi)機(jī)制可以采取使用者付費(fèi)。

4.3.3 突水脆弱性評(píng)價(jià)分區(qū)

利用自然分級(jí)法對(duì)所有區(qū)塊內(nèi)脆弱性指數(shù)進(jìn)行劃分，閾值分別為0.315，0.383，0.441，0.500。脆弱性指數(shù)越大，突水危險(xiǎn)性越高，底板突水的概率就越大。根據(jù)分區(qū)閾值，將研究區(qū)域劃分為：一級(jí)脆弱區(qū)（VI＞0.500）；二級(jí)脆弱區(qū)（0.441＜VI≤0.500）；過(guò)渡區(qū)（0.383＜VI≤0.441）；二級(jí)安全區(qū)（0.315＜VI≤0.383）；一級(jí)安全區(qū)（VI≤0.315）。具體分區(qū)如圖4所示。

圖4 15號(hào)煤層底板突水脆弱性評(píng)價(jià)分區(qū)圖Fig.4 Zoningmap for evaluation of water inrush vulnerability of the No.15 coal floor

由圖4可以看出，研究區(qū)西部脆弱性較強(qiáng)，中北部為過(guò)渡區(qū)，東南大部為安全區(qū)。

5 討論

（1）突水脆弱性分區(qū)。煤層氣直井開(kāi)發(fā)時(shí)，研究區(qū)內(nèi)除東南部一小部分外，鉆井都進(jìn)入奧陶系灰?guī)r層，加上煤層開(kāi)采時(shí)底板的采動(dòng)破壞，15號(hào)煤層底板基本全部與奧陶系含水層導(dǎo)通。此時(shí)煤層底板屬于表1中序號(hào)2和6的情況，是否發(fā)生突水，主要取決于底板巖層的最小水平主應(yīng)力、含水層水壓、隔水層厚度和構(gòu)造等因素。安全區(qū)和較安全區(qū)劃分主要依據(jù)該區(qū)域隔水層厚度、底板巖層的破裂壓力、最小水平主應(yīng)力和含水層水壓的大小關(guān)系。脆弱區(qū)和較脆弱區(qū)劃分主要依據(jù)該區(qū)域隔水層厚度、底板巖層的破裂壓力、最小水平主應(yīng)力、含水層水壓和單位涌水量等因素。對(duì)于過(guò)渡區(qū)，雖然該區(qū)域底板巖層的破裂壓力、最小水平主應(yīng)力遠(yuǎn)大于含水層水壓，但是隔水層厚度小，斷層分維較大，綜合考慮設(shè)置為過(guò)渡區(qū)。

流程2：在使用映射服務(wù)器的基礎(chǔ)上，入口隧道路由器ITR能夠迅速查找出EID2所對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)識(shí)RLOC2，之后在RLOC1為源地址和RLOC2為目的地址的數(shù)據(jù)包內(nèi)將步驟1的數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，最后再將封裝后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至IP承載網(wǎng)；

整體而言，煤層氣的開(kāi)發(fā)對(duì)研究區(qū)15號(hào)煤層底板突水的影響較大，鉆井大部分進(jìn)入奧陶系灰?guī)r層，形成了導(dǎo)水通道。含水層水壓一旦增大，底板很可能發(fā)生突水。因此，煤層開(kāi)采前須采取底板加固或含水層疏放等措施。

（2）評(píng)價(jià)方法。斷層分維的引入，減少了主控因素個(gè)數(shù)，提高了脆弱性指數(shù)法的可靠性，而AHP在確定各主控因素權(quán)重時(shí)，不可避免地存在主觀因素，已有學(xué)者對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)［18-19］，但由于本研究區(qū)資料的缺乏，未能展開(kāi)進(jìn)一步討論，將在以后的研究中對(duì)該方法加以改進(jìn)。

6 結(jié)論

（1）從巖石力學(xué)和地質(zhì)力學(xué)兩方面對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)后煤層底板突水進(jìn)行了綜合分析，提出了煤層底板突水的8種判別條件。

（2）針對(duì)成莊礦15號(hào)煤層底板，利用分形-脆弱性指數(shù)法確定了6個(gè)突水主控因素及其權(quán)重，建立了突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型，將煤層底板劃分為一級(jí)安全區(qū)、二級(jí)安全區(qū)、過(guò)渡區(qū)、一級(jí)脆弱區(qū)和二級(jí)脆弱區(qū)5類(lèi)區(qū)域。

（3）針對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)，模型增加了底板巖層破裂壓力、最小水平主應(yīng)力2個(gè)主控因素，利用分形理論減少并量化了斷層構(gòu)造這個(gè)主控因素。該模型對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)后煤層底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)具有借鑒價(jià)值。對(duì)AHP確定主控因素權(quán)重時(shí)的主觀性問(wèn)題，將進(jìn)行后續(xù)研究。