矿井水害防治讲义

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1、2024/4/1314 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理2024/4/1324.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1.1 顶板突水条件：上覆含水层或地表水体下部导水裂隙带关键：关键：是否有隔水层？不同开采条件下顶板导水裂隙带高度？2024/4/1334.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1.2 底板突水条件：下覆承压含水层下部导水裂隙带底板采动破坏带地下水导升带关键：关键：是否有有效隔水层？是否有足够的抗突能力？如何评价？2024/4/1344.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1

2、.3 断层突水条件：顶板或底板含水层断层带导水并沟通含水层关键：关键：侧向煤柱是否有足够的抗破坏能力？煤柱是否能保证隔水层最小厚度？2024/4/1354.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1.4 陷落柱突水条件：顶板或底板含水层陷落柱导水并沟通含水层关键：关键：如何发现陷落柱？性质？侧向煤柱是否有足够的抗破坏能力？2024/4/1364.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1.5 老空突水条件：老空区存在积水，并位于浅部可能形成导水通道采动破坏导水裂隙波及老空积水区（开采上限问题）煤层抗破坏能力不足（煤柱留设问题）关键：关键：导水裂隙带发育高度？侧向煤柱是否有足够的抗破坏能

3、力？2024/4/1374.1 主要的矿井突水模式主要的矿井突水模式4.1.6 钻孔突水条件：钻孔导水（水源孔、长观孔、封闭不良孔）钻孔在采动影响范围内关键：关键：采动影响范围如何确定？侧向煤柱是否有足够的抗破坏能力？2024/4/1384.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理n矿井突水形成的机制理论矿井突水形成的机制理论斯列萨列夫理论斯列萨列夫理论下三带理论（李白英）下三带理论（李白英）关键层理论（钱鸣高）关键层理论（钱鸣高）工程地质力学理论（许学汉）工程地质力学理论（许学汉）优势面理论（罗国煜）优势面理论（罗国煜）零位破坏与原位张裂理论（王作宇）零位破坏与原位张裂理论（王作宇）2024/4

4、/1394.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.1 斯列萨列夫理论斯列萨列夫理论斯列萨列夫根据超静定梁理论推导出2024/4/13104.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.1 斯列萨列夫理论斯列萨列夫理论唯一解析解公式理论模型与实际情况有较大差距目前仍发挥巨大作用除可应用于底板突水评价外，也可用于顶板、侧向计算参考文献潘元伯.关于斯列萨列夫安全水头公式的推导.合肥工业大学学报（自然科学版）.1986（01）2024/4/13114.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.2 下三带理论下三带理论 山东矿业学院提出煤层底板的破坏存在着“三带”，即：底板导水破坏带完整岩层带承

5、压水导高带参考文献李白英等.采动矿压与底板突水的研究.煤田地质与勘探.1986（03）李白英.预防矿井底板突水的“下三带”理论及其发展与应用.山东科技大学学报（自然科学版）.2005（02）2024/4/13124.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.3 关键层理论（钱鸣高）关键层理论（钱鸣高）钱鸣高、黎良杰等人采用定性立体模型和平面应力模型对无断层条件和有断层条件的底板突水机理进行模拟研究,提出了煤层底板突水的关键层理论体系参考文献钱鸣高，缪协兴，许家林，茅献彪.岩层控制的关键层理论.徐州：中国矿业大学出版社.2003黎良杰黎良杰.钱鸣高等钱鸣高等.底板岩体结构稳定性与底板突水关系的

6、研究底板岩体结构稳定性与底板突水关系的研究.中国矿业大学中国矿业大学学报学报.1995（04）黎良杰.钱鸣高.李树刚.断层突水机理分析.煤炭学报.1996（02）茅献彪.缪协兴.钱鸣高.采动覆岩中关键层的破断规律研究.中国矿业大学学报.1998（01）缪协兴.钱鸣高.采动岩体的关键层理论研究新进展.中国矿业大学学报.2000（01）2024/4/13134.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.4 工程地质力学理论（许学汉）工程地质力学理论（许学汉）许学汉、王杰等人应用工程地质力学理论，从酿成突水的地质基础和物理基础的角度开展研究，提出了对突水机理的认识 参考文献参考文献许学汉，王杰等著

7、.煤矿突水预报研究.北京：地质出版社.19912024/4/13144.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.5 优势面理论（罗国煜）优势面理论（罗国煜）南京大学罗国煜等提出了“优势面”的控水机制，认为“优势断裂具有明显的屏蔽效应，是造成矿井滞后突水的主要原因”。参考文献倪宏革.罗国煜.煤矿水害的优势面机理研究.煤炭学报.2000（05）2024/4/13154.2 矿井突水形成机理矿井突水形成机理4.2.6 零位破坏与原位张裂理论零位破坏与原位张裂理论 王作宇等人（1988）基于现场观测实践和综合的理论试验研究，提出了道形突水导水通成的“零位破坏与原位张裂”概念和“承压水上采煤的采动应

8、力场与承压水运动场耦合效应的底板突水机制”参考文献：王作宇等.煤层底板岩层移动的“原位张裂”理论.河北煤炭.1988（03）王作宇等.煤层底板突水机制的研究.水文地质工程地质.1989（01）王作宇等.承压水上采煤学科理论与实践.煤炭学报.1994（01）2024/4/13中国矿业大学资源学院 孙亚军165.1 5.1 矿井水害预测预报现状矿井水害预测预报现状5.2 5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.1 5.2.1 传统的矿井水害预测预报方法传统的矿井水害预测预报方法5.2.2 5.2.2 多元信息拟合模型法多元信息拟合模型法5.2.3 5.2.3 其它矿井突水预测预报方

9、法其它矿井突水预测预报方法5.3 5.3 矿井突水的监测预警研究矿井突水的监测预警研究5.4 5.4 研究与发展总结研究与发展总结5 5 矿井突水的预测预报矿井突水的预测预报2024/4/1317n矿井突水预测预报对于矿井水害防治具有至关重要的意义。n“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”矿井防治水规定总则第3条n如果能够准确预测可能发生的突水事故，矿井防治水工作将发生革命性的变化。n矿井突水预测预报一直是研究的热点的关键问题之一。5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/131850年代“斯列萨列夫理论”时代从前苏联引入的斯列萨列夫理论是我国矿井突水预测的最早应用。通过计算巷道顶底板

10、隔水层所能承受的安全水头来进行突水预测。60年代“突水系数”时代代我国矿井水文地质工作者提出的突水系数法是具有里程碑意义的重要成果。5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/131970 年代“修正的突水系数”时代煤科总院西安分院借鉴匈牙利的经验,考虑了矿压对底板破坏作用，对突水系数公式进行了修正。Note:上述两种方法对指导我国矿井防治水工作发挥了不可替代的作用。迄今为止，有关规程中仍主要依据上述两种理论制订技术规定。5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/132080年代以后，随着一些新技术、新方法的引入，矿井突水预测预报有了较大发展，出现了许多依据不同原理的突水预测预报方法。如

11、：基于GIS技术的多元信息拟合法（孙亚军，1989）三图双预测法（武强，1999）模糊综合评判法（谭克龙，1988）灰色理论法（许延春，1996）神经元网络模型法（张璟，1995）等等5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/132180年代以后“泛决策分析”时代？勒德武：80年代“岩体工程地质力学”时代?90年代“泛决策分析”时代ref.靳德武：我国煤层底板突水问题的研究现状及展望.煤炭科学技术，2002.65.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/132280年代以后“泛决策分析”时代？80年代的主要研究成果：李白英，“下三带”理论，1986ref.李白英.采动矿压与底板突水的研究

12、J .煤田地质与勘探,1986.刘天泉、张金才，平面应力模型，1988孙亚军，GIS底板突水预测模型，198980年代的代表性成果如何确定？5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/1323 主要的突水预测预报方法：主要的突水预测预报方法：n斯列萨列夫公式法n突水系数法n多元信息拟合法n三图-双预测法n脆弱性指数法n模糊数学法n灰色理论模型法n神经元网络模型法5.1 研究发展现状研究发展现状2024/4/13245.2.1 传统的突水预报方法传统的突水预报方法n斯列萨列夫公式法斯列萨列夫公式法利用下式计算出给定厚度条件下的安全水头，并与实际水头相比较，据以判断是否突水5.2 矿井突水的中长

13、期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1325突水系数是指单位隔水层厚度所承受的水压修改后表达式为 5.2.1 传统的突水预报方法传统的突水预报方法n突水系数法突水系数法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1326关于水压（P）的取值问题5.2.1 传统的突水预报方法传统的突水预报方法n突水系数法突水系数法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1327关于有效隔水层厚度的取值问题5.2.1 传统的突水预报方法传统的突水预报方法n突水系数法突水系数法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1328n基本思路：基本思路：5.

14、2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1329nGIS的空间分析能力的空间分析能力矢量地图及属性数据复合分析（多图层迭加特征合并）属性数据的建模数据分类及图形显示（特征提取）5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1330n关于拟合模型关于拟合模型依据突水机理构造初始模型式中：UNV 突水指数 DF 断裂构造 KT 岩溶发育情况 WP 水压 TH 隔水层厚度5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5

15、.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1331在上述模型的基础上，可能公式形式不同其中的系数可能不同n关于拟合模型关于拟合模型通过反复拟合确定预测模型5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1332n关于拟合模型关于拟合模型模型实质上也是突水系数的修正或改进5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1333n突水指数及分区阈值突水指数及分区阈值模型的计算结果称

16、突水指数突水的判断标准是通过拟合得出的分类标准，也称阈值5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1334n方法讨论方法讨论所建立的模型是以各矿区的实际条件为依据的分类阈值也是拟合结果突水影响控制因素的量化方法模型的拟合过程受人为因素影响5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.2 多元信息拟合法（多元信息拟合法（GIS拟合模型法）拟合模型法）2024/4/1335n三图三图-双预测法双预测法由中国矿业大学北京校区武强教授提出实质上也是GIS模型拟合模型“三图”是指3个突水影响控制因素专

17、题图顶板直接充水含水层的富水性分区图顶板冒落安全性分区图顶板涌(突)水条件综合分区图 5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报2024/4/1336n三图三图-双预测法双预测法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法+2024/4/1337n三图三图-双预测法双预测法“双预测”是指两个水量预测回采工作面整体和分段工程涌水量预测顶板直接充水含水层采前预疏放方案预测水量预测方法应用VisualModflow业软件建立三维数值模拟模型 5.2 矿井突水的中长期预报矿

18、井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1338n三图三图-双预测法双预测法方法讨论未见到数据量化方案不采用建立预测模型 的方法，可能由分析判断分获没有分类阈值的拟合过程水量预测，实际上也可与突水预测分开5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1339n脆弱性指数法脆弱性指数法部分相关文献武强，张志龙，张生元，马积福.煤层底板突水评价的新型实用方法脆弱性指数法.煤炭学报，2007，32（11）：1121-1126武强,解淑寒,裴振江等.煤层底板突水评价的新型实用

19、方法基于GIS 的ANN 型脆弱性指数法应用.煤炭学报,2007(12)武强,庞伟,戴迎春.煤层底板突水脆弱性评价的GIS与ANN 耦合技术.煤炭学报,2006(3)武强，刘守强，贾国凯.脆弱性指数法在煤层底板突水评价中的应用.中国煤炭，2010,36（6）:16-225.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1340n脆弱性指数法脆弱性指数法基本原理层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是20世纪70年代初由美国运筹学家Saaty教授提出基本原理：对于一个受控多因素影响且又难以

20、准确量化的复杂系统进行分析评价时，可根据各因素间的关系，理顺其组合方式和层次，据此建立系统评价的结构模型和数学模型突水预测：在分析确定煤层底板突水主控因素及其对突水的“权重”系数基础上,应用基于GIS 的AHP 型脆弱性指数法对煤矿底板水害进行评价分析5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1341n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法主控因素确定及分析主控因素确定及分析(1)奥灰含水层的水压;(2)奥灰含水层富水性;(3)构造线密度;(4)断层交点与端点分布;(6)断层规模指数;5.2 矿井突水的中长期预报

21、矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法(6)陷落柱分布;(7)有效隔水层等效厚度;(8)矿压破坏带下脆性岩厚度;(9)奥灰弱透水层厚度;(10)奥灰古风化壳等效厚度。2024/4/1342n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法指标量化及专题图建立指标量化及专题图建立5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1343n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法建立层次结构模型建立层次结构模型5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法

22、其它矿井突水预测预报方法2024/4/1344n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法构建构建AHPAHP判断矩阵及一致性检验判断矩阵及一致性检验A-Bi(i=1,2,3)B1-Ci(i=1,2)B2-Ci(i=3,4,6,6)B3-Ci(i=7,8,9,10)5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1345n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法计算各主控因素的权重计算各主控因素的权重5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1

23、3465.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法数据归一化数据归一化5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法建立预测评价模型建立预测评价模型2024/4/13475.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报n脆弱性指数法脆弱性指数法底板突水预测方法预测评价分区预测评价分区5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法VI 0.58 底板突水脆弱区0.46 VI 0.58 底板突水较脆弱区0.39 VI 0.46 底板突水过渡区0.32 VI 0.39 底板突水较安全区VI 0.32 底板突水安全区2024/4

24、/1348n脆弱性指数法脆弱性指数法方法讨论多因素模型核心是各主控因素的权重确定，即AHP分区阈值根据频率直方图确定利用GIS进行数据融合及成图负相关因素在归一化时进行处理？5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1349n模糊数学法模糊数学法部分相关文献谭克龙.模糊数学在矿井水害评价中的应用.中国矿业大学硕士学位论文.1988吴慈生等.基于模糊聚类分析的矿井突水预测及危险性评价.中国安全科学学报.1995.12（增刊）杨永国、李宾亭.鹤壁矿务局矿井突水等级模糊综合评判及预测.中国矿业大学学报.1998.06刘文

25、韬等.用层次分析_模糊评判进行底板突水安全性评价.煤炭学报.2000.06余永洋等.用模糊聚类分析方法评价10煤底板突水危险性.煤炭技术.2004.095.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1350n模糊数学法模糊数学法模糊原理基本思想：运用事物属性的模糊性解决分类问题基本方法：对相关影响分类的因素进行量化，提出量化指标，并赋予一定的权重，按模糊运算方法，确定最大隶属度或相似度，以此为依据进行分类模糊分析方法模糊综合评判模糊聚类5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法

26、其它矿井突水预测预报方法2024/4/1351n模糊数学法模糊数学法模糊综合评判法的讨论合理性：多影响因素的综合作用最大隶属度原则问题：因素量化的人为主观影响隶属函数选取的合理性？专家打分的合理性？数据归一化处理可能造成的影响程度失真突水影响因素权重确定的主观影响及合理性？5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1352n灰色理论模型法灰色理论模型法灰色理论原理输入灰箱模型机制半透明输出5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/135

27、3 对机制的灰色认识和实现，主要是通过GM（1，1）模型，即：n灰色理论模型法灰色理论模型法灰色理论原理5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1354n灰色理论模型法灰色理论模型法灰色理论在突水预测中的应用灰色理论在矿井涌水量预测中应用较多在突水预测中的应用较少Ref:许延春.试用灰色理论宏观预测矿井水灾害.煤矿开采.1996.015.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1355n灰色理论模型法灰色理论模型法思路和方法对矿井突水进

28、行分类（也是量化）5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1356n灰色理论模型法灰色理论模型法思路和方法按时间进行数据统计5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1357拟合出GM（1，1）模型系数，确定模型进行未来时段的预测n灰色理论模型法灰色理论模型法思路和方法5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1358n神经网络模型法神经网络模型法方法原理

29、 人工神经网络(Artificial Neural Network，ANN)，简称神经网络，是基于现代生物学研究人脑组织的成果，用大量简单的处理单元广泛连接组成的复杂网络，来模拟人类大脑神经网络的学习、记忆、推理、归纳等功能。5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1359n神经网络模型法神经网络模型法方法原理与传统方法相比，它具有以下特点：具有较强的容错性，允许带一定噪声的数据输入；具有自适应学习能力，能够在有限的样本数据中提取统计规律；能够对信息进行大规模并行处理，运行速度快5.2 矿井突水的中长期预报矿井突

30、水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1360n神经网络模型法神经网络模型法模型结构及BP算法式中：a输入，b 隐含层输入 r 输出 W、V 权重 隐含层阈值5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1361n神经网络模型法神经网络模型法BP算法的思路：首先按随机给定的初始权值，由上两式计算输出值；计算输出值与理想值之间的误差如不符合要求，则沿误差最大的方向反传回去，对各层权值进行调整，直至误差小于预定值5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其

31、它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1362n神经网络模型法神经网络模型法自学习过程：通过误差函数对权值进行控制，使误差只向减小方向调整，而不向增大方向调整。响应函数：均方差：5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1363n神经网络模型法神经网络模型法自学习过程：反向误差调整：输出层向隐含层的调整：隐含层向输入层的调整：其中：、称学习率5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1364n神经网络模型法神经网络

32、模型法相关文献张景等.神经网络专家系统在煤矿突水预测中的应用.微电子学与计算机.1995.05黄国明等.利用神经网络预测煤层底板突水.华东地质学院学报.1996.06江东等.基于神经网络的煤矿底板突水预测.灾害学.1999.03王连国等.煤层底板突水组合人工神经网络预测.岩土工程学报.2001.07雷西玲等.基于遗传神经网络的煤矿突水预测.计算机工程.2003.075.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1365n神经网络模型法神经网络模型法方法讨论：合理性：多因素模型采用随机初值降低了建模难度自学习过程对建立非

33、解析解模型，减少人为误差和不确定性有重要意义问题：定性不定位考虑与GIS模型结合？5.2 矿井突水的中长期预报矿井突水的中长期预报5.2.3 其它矿井突水预测预报方法其它矿井突水预测预报方法2024/4/1366 临突预报的概念：临突预报的概念：n避开短期内难以突破的常规矿井水害预报方法，直接从矿井突水的前兆因素入手n利用现代信号检测、数据传输和模型识别技术n通过适当的传感器直接监测突水形成过程中前兆因素的各项参数变化n通过多参数识别模型，进行临近突水有限时间内的预报。5.3 矿井突水的临突预报矿井突水的临突预报2024/4/13675.3.1 矿井突水的前兆现象矿井突水的前兆现象“压力增大”

34、、“折梁断柱”、“底鼓”（压力作用）“煤壁发潮”、“淋水”、“煤壁挂汗”（湿度变化）“工作面温度降低”、“掌子面发凉”（温度变化）“裂隙渗水”、“水量逐渐增大”（流量变化）nNote:通过传感器监测基本能够实现5.3 矿井突水的临突预报矿井突水的临突预报2024/4/13685.3.2 已有研究基础和成果已有研究基础和成果王经明等，煤层底板突水的智能化监测.微型机与应用.1998（01）p监测因素：水位温度 应力应变5.3 矿井突水的临突预报矿井突水的临突预报2024/4/13695.3.3 需要研究的关键问题需要研究的关键问题矿井突水的多场耦合效应及其演化规律矿井突水的多场耦合效应及其演化规

35、律 确定各种前兆现象的可测参数、对突水形成的有效性 矿井突水的前兆信息特征及演化规律矿井突水的前兆信息特征及演化规律 掌握各种参数的正常变化与突变的特点；确定参数突变与突水形成之间的关系 复杂矿井环境干扰信息的规律及扰动应力场分析复杂矿井环境干扰信息的规律及扰动应力场分析 要解决的关键问题是干扰信息的抑制和排除 5.3 矿井突水的临突预报矿井突水的临突预报2024/4/1370n目前取得的研究成果主要是将计算机技术、各种数学方法或其它方法应用于矿井突水预测预报，其中一些方法取得了较好应用效果，而有些可以认为是尝试性研究。n矿井突水预测预报方法实质上可以分为两类，一类是统计规律法，以定性为主；另一类是多因素拟合模型法，在一定程度上具有半定量的特点。5.4 研究和发展总结研究和发展总结2024/4/1371n由于我国的矿井突水受断裂构造（特别是小构造）影响较大，现有的以成因机制或统计规律为依据预测预报方法能够对某一区域或块段是否存在发生突水的可能性作出判断，并作出突水危险程度分级，但是不能预测突水的位置和时间，因此称之为中长期预报。n基于突水前兆现象的临突预报是重要的研究和发展方向，应从多学科交叉的角度积极推进。5.4 研究和发展总结研究和发展总结