4. 2. 1 研究内容
为保证东欢坨矿区石炭-二叠纪地层中 12-2 煤层能够安全开采，本课题主要根据所收集的资料( 东欢坨地质报告、东欢坨水文地质图、东欢坨 12-2 煤层采掘平面图等) ，运用 GIS与 BN 相结合的方法计算出各评价单元的突水概率，并以此为依据对研究区进行煤层底板突水危险性评价，最终针对不同底板突水概率区域提出相应的防治措施。具体研究内容为如下几个方面:
( 1) 研究 GIS 与 BN 的耦合技术，对其应用于煤层底板突水进行可行性分析。
( 2) 建立煤层底板突水危险性评价基本理论体系。
( 3) 通过对煤层底板突水的主要影响因素的分析，建立包括地质构造特征、含水层条件、隔水层条件和开采活动 4 个方面的煤层底板突水评价指标体系。
( 4) 利用 GIS 的数据采集功能和空间分析功能对收集到的相关资料进行量化，建立各个评价指标的专题图，并同时建立了空间数据库。在此基础上对各子专题图进行叠加分析，确立评价单元，并生成多属性联合的空间数据库。
( 5) 在数据库建立的基础上，应用 BN 软件建立煤层突水的 BN 模型，进行模型解释和模型分析; 编程设计实现 BN 模型推理模块，快速、批量计算出各评价单元的突水概率，以此为依据应用 GIS 空间分析模块，输出了煤层区域突水危险性评价图。
( 6) 提交最终煤层突水态势评价成果图并对成果进行分析，提出相应的防治措施。
( 7) 利用 BN 模型、BN 推理模块、空间数据库以及 GIS 空间分析等模块，统筹设计“煤矿突水态势评价监测系统”，便于预测成果的查询、分析以及突水概率的更新推理，从而为相关政策的制定提供决策支持。
4. 2. 2 技术路线本项目研究对象是东欢坨煤层底板突水区域危险性评价，目的是从煤层底板突水形成的基本条件、诱发动力分析入手，判明哪些区域容易发生突水以及发生突水的概率等。其研究方法主要是从地质因素和采矿因素出发，采用数理统计和人工智能等定量的数学方法，结合东欢坨煤层突水调查结果，判定研究区内不同位置煤层底板突水发生的可能性大小，最终探索出了一条矿井突水危险性评价的可行途径。具体研究路线如图 4. 1 所示。
图 4. 1 技术路线图
(1)资料收集:收集研究区自然地理、地质、水文地质、钻孔等相关方面资料，并按照底板危险性评价所需加以整理提取;
(2)评价指标体系构建:翔实系统地分析确定控制煤层底板突水的因素，正确建立煤层底板突水的评价指标体系;
(3)评价指标专题图建立:在煤层底板突水因素分析确定的基础上，以GIS的空间数据统计分析功能为操作平台，利用它强大的空间信息处理分析能力，对各种图形信息进行量化，建立煤矿底板突水各评价因子的子专题图层;
(4)多因素叠加分析确定评价单元:应用GIS的空间分析功能进行多源地学信息的复合叠加，实现同一区域、统一地理坐标的不同信息的叠加，确定研究区评价单元，同时生成空间属性数据库;
(5)BN建立:基于空间属性数据库，应用Genie软件，运用BN的相关知识构建突水因素和突水事件的BN图;
(6)BN分析:通过BN分析得到最利于突水发生的因子状态组合;
(7)BN推理:在C#开发环境下，加入Genie中提供的SmileNet组件，进行编程，实现Genie与GIS的数据接口，完成BN的概率计算及BN概率推理;
(8)评价分区:依据上述概率计算结果，应用GIS的显示功能将煤层底板突水危险程度进行分区划分显示，得出煤层底板突水危险性评价图;
(9)运用样本二分法对评价模型进行验证，证明此评价方法的可行性。