量化因子指标

㈠ 主导因子与相关动力因子的关联度量化分析

内、外动力地质作用是推动斜坡演变的主导因素，但是具体每一动力作用对斜坡变形失稳的贡献程度是不一样的，即不同动力作用与斜坡变形破坏的相关性不同。本文将与斜坡变形破坏有关的动力地质作用量化参数称为相关动力因子，在这些相关动力因子中，哪些与主导因子(这里设立为斜坡变形破坏密度)相关性最好，哪些与主导因子相关性稍差，弄清这些问题对于斜坡变形破坏的地质动力分区及危险性评价非常重要，但也存在一定的难度，因为动力因子与主导因子之间的联系并非简单的关联关系，同时存在交叉性作用，所以，需要借助一定的数学方法才能较好地回答这个问题。效果测度关联分析方法(EMA)是一种较好的信息数据处理模型，具有计算简捷快速、易于操作、普适性强、分析内容全面的优点，能充分利用计算出的关联度，使关联度分析定量化，并确定出各相关动力因子的关联度排序。

3.4.1 计算模型

采用效果测度分析模型进行金沙江虎跳峡河段斜坡变形破坏与相关动力因子的关联度量化分析，其基本原理是依据比较序列(辅助判据)曲线与参考序列(主判据)曲线的接近程度或偏离程度，比较序列曲线与参考序列曲线接近程度大的关联程度就大，反之则小。因此，由“曲线接近”思路而进行比较序列与参考序列的效果关系无量纲化，限制了无量纲化的多样性，使得各数据序列具有可比性，从而保证关联分析结果的唯一性(郑永胜等，1998)。具体计算方法如下:

(1)无量纲化

效果测度无量纲化就是根据参考序列与比较序列的效用关系进行无量纲化。无量纲化方法包括以下两种:

①对于比较序列取值越大，参考序列取值越大的效应关系，按下式进行无量纲化:

内外动力地质作用与斜坡稳定性

式中:N^'_i(k)为第i个比较序列第k个样本的无量纲化值;

maxNi(k)为第i个比较序列数据中的最大值。

②对于比较序列取值越小，参考序列取值越大的效应关系，按下式进行无量纲化:

内外动力地质作用与斜坡稳定性

式中:minN_i(k)为第i个比较序列数据中的最小值。

参考序列N₀(k)均按(3.4.1)式进行无量纲化。

(2)关联系数与关联度

以无量纲化后的参考序列作为测度标准，用无量纲化后的比较序列与参考序列的效果测度值，作为关联系数，其计算公式为:

内外动力地质作用与斜坡稳定性

将各因素比较序列关联系数的平均值称为关联度R_i，反映了各比较序列与参考序列的整体接近程度，即系统相关动力因子对主导因子影响程度的定性量化值。

内外动力地质作用与斜坡稳定性

(3)权重确定

利用计算出来的关联度可以方便、准确地确定因子权重，即将效果测度关联度归一化作为因子权重(张志龙等，2005)，权重的确定可以定量地描述若干动力因子对主导因子的影响程度。

内外动力地质作用与斜坡稳定性

3.4.2 样本区划分与分区数据选取

鉴于虎跳峡河段河谷变形破坏的地段性差异分布的空间特征，将研究区划分为5段，以作为分区样本的基本单元。综合考虑影响斜坡变形与破坏的内、外动力作用要素，选取6个样本参数作为相关动力因子，即地壳抬升速率、断裂缓冲距离、地震基本烈度、多年平均降雨量、河床纵比降和风化速率。这里需要说明的是实际上每个动力地质作用要素对斜坡变形破坏的影响包括多个方面，如与降雨有关的参数包括降雨历时、降雨量、降雨强度等，与地震有关的参数包括地震烈度、震级、震中距、震源深度等，本文在选择相关动力因子时，主要是从空间(或区域)角度来考虑动力因子强度变化与斜坡变形破坏的相关关系，同时保证数据来源的可靠性和方便因子量化，如在区域斜坡变形破坏与降雨的相关性分析中，只能用到年平均降雨量。此外，各因子的取值分别按均值进行处理，其中风化速率以岩性抗风化能力差异划分很弱、弱、中等和强四个等级，并按对斜坡变形破坏的影响程度按从大到小分别赋值1、2、3和4。各样本区主导因子和相关动力因子的基础数据见表3.4.1。

表3.4.1 效果测度分析基础数据表

3.4.3 关联度量化分析

相对于主导因子N₀而言，除N₂(断裂缓冲距离)以外都是“越大越大”的效用关系，应采用(3.4.1)式进行无量纲化计算，而N₂按(3.4.2)式进行计算，各数据序列的效果测度无量纲化值见表3.4.2，关联系数和关联度见表3.4.3。

表3.4.3中的相关动力因子关联排序为R₂＞R₁＞R₃＞R₄＞R₅＞R₆，因无分辨系数的参与，计算的关联系数与关联度确定程度高，又因其计算步骤小，计算精度也高，其关联排序结果是可信的，各动力因子可作为后文斜坡灾害危险性分析的评价指标。

表3.4.2 效果测度分析的无量纲化值

表3.4.3 效果测度分析的关联系数与关联度

断裂缓冲距离关联度值排在首位，说明研究区断裂活动对河谷斜坡变形破坏体发育分布的影响是最大的，这与虎跳峡地区深大断裂发育，河流流向与构造线的一致性，以及斜坡变形破坏体空间分布受控于确定的活动断裂或构造体系的特征是相符的。研究区57%的斜坡变形破坏分布在距离主要断裂带500m的范围内，而发生在楚波-白汉场断裂和中甸-乔后断裂带上的斜坡变形破坏体占本区总数的31%，说明斜坡变形破坏体发育分布具有与断裂带空间延伸方向的一致性，因而断裂活动排在首位具有普遍意义，起码在本例中是如此。

在内动力作用活跃地区，对斜坡失稳破坏来说，地壳抬升一个重要的影响因子，它控制了变形破坏体的发育程度。在虎跳峡河段，地壳抬升速率越大，河流下切速率越快，从而引起河谷侧向卸荷作用越强，因卸荷引起环境应力场改变而促使岩土体结构松动甚至形成浅(表)生结构，导致斜坡表层岩土体越容易遭到剥蚀和风化，在抬升速率高的区域斜坡变形破坏体的密度和规模均随之增大。在地壳隆升过程中，峡谷比宽谷更易引起河谷应力场的分异和调整，其改造程度往往大于宽谷，相应的河谷斜坡变形破坏程度更明显，研究区峡谷段斜坡变形破坏线密度和线模数是宽谷区的4～5倍。因此，相对于河流动力作用和风化作用而言，本区地壳抬升对斜坡变形破坏的影响程度更大。

地震的活动强度受控于地壳运动和断裂活动的影响，因此它对斜坡变形破坏的影响应排在二者之后，即地震基本烈度的关联度小于地壳抬升速率和断裂缓冲距离的关联度;研究区地震活动频繁，年降雨量不是很高，虽然它们都是斜坡变形失稳的触发因素，但在虎跳峡地区地震造成河谷斜坡失稳的现象非常丰富，相对于降雨而言，其与斜坡变形破坏密度的关联度略大。风化作用与气候、结构构造、岩性和地形等因素关系密切，从一个侧面反映了风化速率受构造和气候变化的控制，由于受降雨与斜坡变形破坏密切关联度较小的缘故，风化速率的关联度也较小，并且排在所有相关动力因子的末尾，这说明在研究区它对斜坡变形破坏的影响程度是最小的。

3.4.4 确定各动力因子的权重

将表3.4.3中的关联度值代入式(5)，求得各动力因子对河谷斜坡变形破坏密度的因子权重，见表3.4.4。

表3.4.4 各动力因子的因子权重

根据计算出来的因子权重，可以看出各因子对河谷斜坡变形破坏体发育密度的影响程度。其中，断裂缓冲距离是影响斜坡变形破坏密度的最重要的动力因子，地壳隆升速率次之，地壳基本烈度、多年平均降雨量、河床纵比降和风化速率的影响较差，表明断裂活动和地壳抬升是影响本区斜坡失稳破坏的主要(或关键)因素，同时反映内动力地质作用在虎跳峡河段斜坡演化中起着更加非常显著的作用。对比该河段内动力系统活跃和斜坡变形破坏体发育状况的实际，分析结果是比较合理的。关键动力因素的确定可作为区域斜坡变形破坏的成因判据。

㈡ 如何量化炒股

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㈢ 金瑞鼎盛的量化交易使用的多因子量化模型是什么

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㈣ 什么是量化投资

你好，量化投资，简单地说就是利用数学、统计学、信息技术的量化投资方法来管理投资组合。

㈤ 煤层陷落柱突水评价指标体系建立及突水因子量化

16. 2. 1 突水因素分析及评价指标体系的建立

16. 2. 1. 1 地质构造特征

地质构造与突水的关系十分密切，主要表现在以下方面。

( 1) 陷落柱作为岩溶发育典型地带常见的地下溶洞坍塌，是煤层突水的潜在诱发因素指标，也是突水的水量来源，陷落柱一般在突水事故中扮演以下角色: ①陷落柱提供了煤层突水强劲的通道; ②陷落柱缩短了煤层和含水层之间的距离; ③陷落柱导致承压水导升，隔水层的有效厚度减小; ④陷落柱破碎带降低了煤层隔水层的强度。

( 2) 断层往往是承压含水层突水的直接原因，其对煤层突水所起的作用是十分复杂的，一般是通过以下几种方式引起突水: ①断层本身就是天然的突水通道; ②削弱了隔水层的厚度和强度。

( 3) 褶皱轴部节理裂隙发育，从而破坏了煤层隔水层的连续性和完整性，使隔水能力下降，易诱发煤层突水。

这里选取区内断层密度、断层落差、断层性质、裂隙发育程度、断层导水性、褶皱强度、陷落柱面积以及陷落柱水量等 8 个指标体现矿井地质构造对煤层突水的影响。

16. 2. 1. 2 含水层条件

承压含水层水压是煤层突水的动力来源。承压水水压作用于隔水层产生的破坏性结果，在静水及动水压力共同作用下，造成隔水层的变形，在导水陷落柱的参与下，最终导致突水。承压含水层水压的大小是判断突水可能与否的重要因素之一，在相同条件下，水压越大，发生突水的可能性越大。

本章选取承压含水层水压、含水层富水性、含水层渗透性 3 个指标体现矿井含水层条件对突水的影响。

16. 2. 1. 3 隔水层条件

隔水层指的是回采工作面( 或巷道) 与煤层充水含水层间的隔水岩层。隔水层的存在可以阻止含水层中的水涌入矿井。影响隔水层阻水作用的因素主要有隔水层厚度和隔水层强度。

本章选取隔水层厚度、隔水层强度两个指标体现矿井隔水层条件对陷落柱突水的影响。

16. 2. 1. 4 开采活动

塌陷坑也是开采活动的直接“副产物”，塌陷坑的形成是地表及先关底层结构和物理性质发生飞跃性变化的集中体现，增大的煤层含水层、隔水层稳定性失衡的可能性，从而加大了突水事故发生的几率。

本章选取开采厚度、矿压、塌陷坑积水 3 个指标描述矿井开采活动对陷落这突水的影响。

通过以上突水因素的分析建立了如图 16. 2 所示的煤层陷落柱突水评价指标体系。

图 16. 2 煤层陷落柱突水评价指标体系

16. 2. 2 评价指标的数据采集

突水评价指标的恰当选择不仅决定了 BN 模型的输入层结构，同时也影响着分析评价的准确性，因此煤层陷落柱突水评价指标的数据采集就十分重要。通过对范各庄矿区突水资料的研究以及对突水因素的分析，在数据采集过程中，做了如下考虑:

( 1) 针对范各庄矿区 14 煤层开采，在突水因素采集时主要考虑其主要充水含水层相关的数据，即该含水层的含水层富水性、渗透系数、作用于 14 煤层的水压及其至 14 煤层的隔水层厚度和隔水层强度。

( 2) 从地质构造特征考虑，井田内断层、褶皱、陷落柱等对突水起了至关重要的作用，它们的分布、规模大小和发育情况对突水起到了关键性的作用。所以在考虑含水层条件和隔水层条件的同时，还必须收集这些因素的数据。

( 3) 人工开采活动是导致煤层突水的直接场合，因此还必须收集与开采活动有关的数据，诸如: 开采深度、开采厚度以及塌陷坑等。

综合以上考虑，结合 16. 2. 1 中煤层陷落柱突水评价指标体系的分析，本项目选取参与分析处理的陷落柱突水评价指标有: ①煤层直接充水含水层的水压，②煤层直接充水含水层的富水性，③煤层直接充水含水层的渗透性，④隔水层厚度，⑤隔水层强度，⑥煤层的开采厚度，⑦矿压，⑧塌陷坑积水，⑨断层密度、断层落差、断层性质、裂隙发育程度、断层导水性、褶皱强度、陷落柱水量和陷落柱面积。

16. 2. 3 专题图的建立

根据收集到的范各庄矿区 14 煤层陷落柱突水评价指标的原始数据，利用 GIS 的数据存储和编辑处理功能生成矢量图层，利用 GIS 工具进行插值计算处理或空间分析处理，建立各评价指标的专题图。各评价指标的专题图建立方法和相应图件分叙如下:

16. 2. 3. 1 地质构造特征专题图的建立

( 1) 断层

根据范各庄矿区地质报告和综合水文地质图，利用 GIS 的数字化功能，建立断层线分布专题图( 图 16. 3) ，此专题图包含了断层密度、断层落差、断层性质和断层长度等属性信息。

利用 GIS 的空间分析功能，对断层线分布专题图进行缓冲区分析，根据断层的性质，断层落差等因素综合考虑，将断层导水性按照从弱到强的顺序分为 11 个等级，以此得到断层导水性专题图( 图 16. 4) 。

( 2) 褶皱

利用 GIS 的缓冲区分析功能，对褶皱线进行缓冲区分析，得到褶皱影响带专题图，缓冲区内褶皱强度较大，赋大值 10; 缓冲区之外褶皱强度较小，赋小值 0，以此作为褶皱强度专题图( 图 16. 5) 。

( 3) 陷落柱

陷落柱是范各庄矿区突水事故重要的诱发因素，根据地质报告等资料，利用 GIS 的数据采集、编辑模块，分别依据陷落柱水量、陷落柱面积分色显示，即可得到相应专题图( 图16. 6) ，该专题图包含了陷落柱的突水诱发指标因素，如: 陷落柱面积、陷落柱水量等指标。

图 16. 3 断层线分布专题图

图 16. 4 断层导水性专题图

图 16. 5 褶皱强度专题图

图 16. 6 陷落柱面积专题图

16. 2. 3. 2 含水层条件专题图的建立

( 1) 含水层承压水水压

故本章选取近几年的研究区含水层平均水位标高作为承压水水压专题层图生成的依据，以此绘制出承压水水压等值专题图( 图 16. 7) 。

( 2) 含水层富水性

根据所收集到的抽水钻孔单位涌水量大小，形成了含水层富水性专题图( 图 16. 8) 。

图 16. 7 承压水水压专题图

图 16. 8 含水层富水性专题图

( 3) 含水层渗透性

含水层渗透性可根据井下放水或地面抽( 注) 水试验资料所计算的渗透率值或渗透系数来确定。本章选取研究区含水层渗透系数作为含水层渗透性的量化值，以此建立了含水层渗透性专题图( 图 16. 9) 。

16. 2. 3. 3 隔水层条件专题图的建立

隔水层的存在可以阻止含水层的水涌入矿井，而隔水层能力与隔水层厚度、隔水层强度及岩性组合有关。

( 1) 隔水层厚度

考虑到不同岩性组合对隔水能力的影响，14 煤层底板隔水层主要有泥岩和粉砂岩组成，在考虑岩性组合特征时，依据中国煤炭科学院西安地勘分院总结出的等效系数，将隔水层中不同岩性的岩层厚度换算成相应的等效厚度，累加成隔水层等效厚度。在对隔水层厚度量化时，我们还考虑了导升和矿压的影响，在等效厚度基础上减去了原始导升高度和矿压破坏带厚度，依据最后累加的厚度建立了隔水层有效厚度等值线图( 图 16. 10) 。

图 16. 9 含水层渗透性专题图

图 16. 10 隔水层厚度专题图

( 2) 隔水层强度

用弹性模量作为衡量隔水层强度的指标，利用隔水层中岩性分布以及其对应的弹性模量，绘制出隔水层强度等值线专题图( 图 16. 11) 。

16. 2. 3. 4 开采活动专题图的建立

( 1) 开采厚度

开采厚度是破坏煤层底板的主导因素。其专题图的生成分为两步，首先，通过钻孔资料提取 14 煤层厚度相关数据，以此为依据进行插值处理，生成 14 煤层厚度等值线图; 其次，在 14 煤层厚度等值线图形成的基础上，结合范各庄矿区 14 煤层工作面布置图，绘制出 14煤层开采厚度专题图( 图 16. 12) 。

( 2) 矿压

根据现有资料和数据，本章采用了 14 煤底板距离地表垂直的深度这个指标来反映矿压对煤层的破坏程度，通过钻孔资料提取相关数据，以此绘制出矿压( 开采深度) 等值线专题图( 图 16. 13) 。

( 3) 塌陷坑积水

塌陷坑积水量在一定程度上影响突水的大小，是本矿区突水的重要因素。根据地质报告的塌陷坑坐标，进行插值处理，生成面状图层; 依据积水量属性值，分色显示生成塌陷坑积水量专题图( 图 16. 14) 。

16. 2. 3. 5 突水点专题图的建立

根据范各庄矿区地质报告及井下突点台账资料，建立相应数据文件，利用 GIS 的数据采集、管理编辑功能，自动生成范各庄矿区突水点专题图( 图 16. 15) 。

图 16. 11 隔水层强度专题图

图 16. 12 开采厚度专题图

图 16. 13 矿压( 开采深度) 专题图

图 16. 14 塌陷坑积水量专题图

图 16. 15 突水点专题图

㈥ 影响因子0.410(cnki复合) 0.264(cnki综合)表示什么意思呢

影响因子一定程度上反应杂志的质量高低。

影响因子（Impact Factor,IF)是美国ISI（科学信息研究所）的JCR(期刊引证报告）中的一项数据。 即某期刊前两年发表的论文在统计当年的被引用总次数除以该期刊在前两年内发表的论文总数。这是一个国际上通行的期刊评价指标。更多教育大论文下载中心

影响因子并非一个最客观的评价期刊影响力的标准。一般来说影响因子高，期刊的影响力就越大。对于一些综合类，或者大项的研究领域来说，因为研究的领域广所以引用率也比较高。比如，生物，和化学类的期刊，这类期刊一般情况下就比较容易有较高的影响力。影响因子虽然可在一定程度上表征其学术质量的优劣，但影响因子与学术质量间并非呈线性正比关系，比如不能说影响因子为5.0的期刊一定优于影响因子为2.0的期刊，影响因子不具有这种对学术质量进行精确定量评价的功能。国内部分科研机构，在进行科研绩效考评时常以累计影响因子或单篇影响因子达到多少作为量化标准，有的研究人员可能因影响因子差0.1分而不能晋升职称或评定奖金等，这种做法绝对是不可取的。
影响因子（Impact factor，缩写IF）是指某一期刊的文章在特定年份或时期被引用的频率，是衡量学术期刊影响力的一个重要指标，由美国科学情报研究所（ISI）创始人尤金·加菲得（Eugene Garfield）在1960年代创立，其后为文献计量学的发展带来了一系列重大革新。

影响因子在发展的过程中形成了两个指标：复合影响因子和综合影响因子。
复合影响因子是指-----复合影响因子是以期刊综合统计源文献、博硕士学位论文统计源文献、会议论文统计源文献为复合统计源文献计算，
综合影响因子是指----综合影响因子主要是指文、理科综合，是以科技类期刊及人文社会科学类期刊综合统计源文献计算
这两者都是按被评价期刊前两年发表的可被引文献在统计年的被引用总次数与该期刊在前两年内发表的可被引文献总量之比。

㈦ 哪位推荐一个能够做量化投资的软件吗

量化炒股的话关注（名Z）是用数据分析实际数据展现市场情况的，数据选股、风控，计算机来的比较真实，还有7年日内交易的研发经验，对于做差价特别实用

㈧ 一篇学术文献的质量高低通常有哪两个因子量确定

学术论文的质量通常由两个量化的指标。
第一，是该论文发表时所在期刊的影响影子（IF），影响因子越高，期刊质量越高，继而论文质量越被认可；
第二，是该论文发表后被引用数量（Number of citations），被引次数越多，表明论文接受度越高。

㈨ 煤层底板突水评价指标体系建立及突水因子量化

6.2.1 突水因素分析及评价指标体系的建立

影响煤层底板突水的因素是多方面的，并且各种因素之间的关系又十分复杂。它以地质构造特征(断层密度、断层落差、断层性质、裂隙发育程度、断层导水性、褶皱程度等)、含水层条件(含水层水压、含水层富水性、含水层渗透性等)及隔水层条件(隔水层厚度、隔水层强度等)为背景，以人工开采活动(开采厚度和矿压)为场合，是这些因素共同作用的结果。

煤层底板下的承压含水层的存在是煤层底板突水的先决条件，其中含水层富水性和含水层渗透性是底板突水的物质基础，含水层水压是底板突水的动力来源;底板隔水层则是底板突水的抑制条件，其抑制能力取决于隔水层厚度、隔水层强度;地质构造(即断层、裂隙、褶皱等)提供突水的通道，其中断层往往是底板含水层突水的直接原因;矿压是底板突水的又一动力来源，而开采厚度则是煤层底板突水的诱发因素。

6.2.1.1 地质构造特征

地质构造与底板突水的关系十分密切。断层往往是底板承压含水层突水的直接原因，其对煤层底板突水所起的作用是十分复杂的，一般是通过以下几种方式引起突水:

(1)断层提供了煤层底板突水的通道;

(2)断层缩短了煤层和含水层之间的距离;

(3)断层导致承压水导升，隔水层的有效厚度减小;

(4)断层破碎带降低了煤层底板隔水层的强度。

褶皱轴部节理裂隙发育，从而破坏了煤层底板的连续性和完整性，使隔水能力下降，易诱发煤层底板突水。

这里选取区内断层密度、断层落差、断层性质、裂隙发育程度、断层导水性、褶皱强度6个指标体现矿井地质构造对煤层底板突水的影响。

6.2.1.2 含水层条件

煤层底板下承压含水层的存在是煤层底板突水的先决条件，其中含水层富水性和含水层渗透性是突水的物质基础，决定了突水量的大小;而含水层水压则是底板突水的动力来源。换言之，底板突水与否取决于承压含水层水压，而突水量取决于含水层富水性和含水层渗透性。但仅有水源存在，底板不一定会发生突水，因为底板突水是含水层水压、含水层富水性及含水层渗透性等多因素共同影响决定的。

含水层水压是煤层底板突水的动力来源。煤层底板突水的实质是承压水水压作用于隔水层产生的破坏性结果，在静水及动水压力共同作用下，造成底板隔水层的形变，使构造裂隙进一步扩大加宽甚至产生新的裂隙，沟通底板含水层和煤层，增强了突水通道的导水性，削弱了底板的隔水层强度，使之失去了阻水作用，导致底板突水。水压的大小是判断底板突水可能与否的重要因素之一，在相同条件下，水压越大，发生底板突水的可能性越大。

含水层富水性是突水的物质基础，含水层富水性越好，发生底板突水的涌水量就越大，造成的危害也越大。从底板突水机理来看，其对底板突水及其突水量具有重要的控制作用。

含水层允许地下水透过的性能称为含水层渗透性，它是底板突水的另一个物质基础，与底板突水涌水量成正比。其大小取决于岩石的裂隙率、颗粒直径及水力半径等因素。含水层渗透性指标可用地面抽(注)水或井下放水试验资料所计算的渗透系数或渗透率值来表示。

本文选取承压含水层水压、含水层富水性、含水层渗透性3个指标体现矿井含水层条件对底板突水的影响。

6.2.1.3 隔水层条件

底板隔水层指的是回采工作面(或巷道)与煤层底板充水含水层间的隔水岩层。隔水层的存在可以阻止含水层中的水涌入矿井。影响隔水层阻水作用的因素主要有底板隔水层厚度和隔水层强度。

隔水层的厚度是指回采工作面(或巷道)至底板充水含水层顶部的法向距离。底板隔水层在带压开采中起着阻碍承压含水层突水的作用。显然底板隔水层的厚度越大，抵抗水压、矿压破坏的能力越强，隔水和阻水能力越好。可见，在正常地质构造条件下，底板隔水层厚度越大的区域，突水的可能性越小;反之，突水的概率越大。

隔水层隔水能力除了与隔水层的厚度有关外，还与隔水层强度及岩性组合有关。在隔水层厚度相同的情况下，不同岩性组合的隔水层阻水能力是不同的。在地质构造、含水层条件、开采方式等其他条件都相似的情况下，有些工作面突水，有些则不突水，这说明隔水层岩性组合对突水起到了作用。坚硬脆岩层和软岩层的隔水能力都较弱，软硬相间的岩层却能相互弥补各自的缺陷，提高抗水压能力。

本项目选取隔水层厚度、隔水层强度两个指标体现矿井隔水层条件对底板突水的影响。

6.2.1.4 开采活动

开采活动对煤层底板突水起触发作用，是煤层底板突水的诱发因素。

开采活动会造成矿山压力的变化，这是其作为突水的诱发因素的主要原因。矿压是指工作面开采和井下巷道掘进过程中，对工作面及巷道周围岩体引起的应力集中及其作用过程。煤层的开采作用会破坏岩层的连续性，造成应力重分布。一方面破坏了底板的连续性，使隔水层中的裂隙进一步扩大，造成隔水层的阻水能力降低;另一方面可能导致进一步原始导升。这两方面都相当于减小了有效隔水层厚度，为突水创造了条件。由于在天然条件下水压的作用与隔水层阻力已经大体上处于相对平衡的状态，一旦加上矿压的作用，这种相对平衡的状态遭到破坏，底板突水随之发生。煤层厚度、煤层倾角、工作面斜长、开采深度等因素是衡量矿压的破坏程度的主要因素。一般来说，开采煤层越厚、煤层倾角越大、工作面越长、开采深度越大、矿压破坏带深度越大，对底板的破坏作用也就越强。

开采厚度简称采厚，它是破坏煤层底板的诱发因素。采厚愈大，形成的矿山压力愈大，对煤层底板破坏的程度也愈大。这是因为开采厚度愈大，顶板变形的范围愈大，从而底板及煤壁所应承受的支撑应力愈大，导致煤层底板遭到破坏。

本文选取开采厚度、矿压两个指标体现矿井开采活动对底板突水的影响。

通过以上突水因素的分析建立了如图6.3所示的煤层底板突水评价指标体系。

图6.3 煤层底板突水评价指标体系

6.2.2 评价指标的数据采集

突水评价指标的恰当选择不仅决定了BN模型的输入层结构，同时也影响着分析评价的准确性，因此煤层底板突水评价指标的数据采集就十分重要。通过对东欢坨矿区突水资料的研究以及对突水因素的分析，在数据采集过程中，做了如下考虑:

(1)针对东欢坨矿区12-2煤层开采，该区威胁12-2煤层开采底板的主要充水含水层为煤12-2～煤14-1砂岩裂隙强含水层。因此，在突水因素采集时主要考虑与12-2～14-1含水层突水有关的数据，即12-2～14-1含水层的含水层富水性、渗透系数、其作用于12-2煤的水压，及其至12-2煤的隔水层厚度和隔水层强度。

(2)从地质构造特征考虑，井田内断层和褶皱对底板突水起了至关重要的作用，它们的分布、规模大小和发育情况对底板突水起到了关键性的作用。所以在考虑含水层条件和隔水层条件的同时，还必须收集这些因素的数据。

(3)人工开采活动是导致煤层底板突水的直接场合，因此还必须收集与开采活动有关的数据。

综合以上考虑，结合6.2.1中煤层底板突水评价指标体系的分析，选取参与分析处理的底板突水评价指标如下:

(1)12-2煤底板的12-2～14-1含水层的水压;

(2)12-2～14-1含水层的富水性;

(3)12-2～14-1含水层的渗透性;

(4)12-2～14-1含水层顶板至12-2煤底板的隔水层厚度;

(5)12-2～14-1含水层顶板至12-2煤底板的隔水层强度;

(6)12-2煤的开采厚度;

(7)12-2煤的矿压;

(8)断层密度、断层落差、断层性质、裂隙发育程度、断层导水性、褶皱强度。

6.2.3 专题图的建立

利用GIS与BN耦合技术进行底板突水预测预报时，首先需要将所采集的数据输入计算机编制成专题图形式，从而进一步进行分析和处理。专题图的建立可由GIS自动完成:首先将收集到的钻孔数据或水位点观测数据的坐标及属性量化值输入到计算机中，生成相应的数据文件，然后利用GIS软件读取数据，并进行网格剖分和插值等处理，最终量化后的结果以图形的形式显示出来，并通过图形输出系统输出成果图。

根据收集到的东欢坨矿区12-2煤层底板突水评价指标的原始数据，利用GIS的数据存储和处理功能生成数据库，利用GIS工具进行插值计算处理或空间分析处理，建立各评价指标的专题图。各评价指标的专题图建立方法和相应图件分叙如下:

6.2.3.1 地质构造特征专题图的建立

(1)断层:根据东欢坨地质报告和综合水文地质图，利用GIS的数字化功能，建立断层线分布专题图(图6.4)，此专题图包含了断层落差、断层性质、断层规模等属性信息。

利用GIS的空间分析功能，对断层线专题图进行缓冲区分析，根据断层的性质、断层落差等因素综合考虑，将断层导水性按照从弱到强的顺序分为11个等级，以此得到断层导水性专题图(图6.5)。

(2)褶皱:利用GIS的缓冲区分析功能，对褶皱线进行缓冲区分析，得到褶皱影响带专题图。缓冲区内褶皱强度较大，赋大值10;缓冲区之外褶皱强度较小，赋小值1，并以此作为褶皱强度专题图(图6.6)。

图6.4 断层分布专题图

图6.5 断层导水性专题图

图6.6 褶皱强度专题图

6.2.3.2 含水层条件专题图的建立

(1)含水层水压。煤层底板突水的实质是含水层的水头压力作用于经过多种因素影响破坏后的隔水层的失稳结果。水压越大，突水的概率也就越大。水压的大小可以用含水层水位标高表示。由于水压随时间呈动态变化，故选取近几年的12－2～14－1含水层平均水位标高作为水压专题层图生成的依据，以此绘制出含水层水压等值线图，生成12－2～14－1含水层水压专题图(图6.7)。

(2)含水层富水性。含水层富水性，可以描述成含水介质的含水性和给水性，指含水层的含水程度或释放水量的能力。底板的含水层富水性大小将直接影响底板突水的突水量与突水持续时间。衡量含水层富水性的指标主要有井下探水钻孔的钻孔涌水量、抽水试验获得的单位涌水量、冲洗液消耗量和岩心采区率等，其中最理想的是钻孔的单位涌水量。根据所收集到的抽水钻孔单位涌水量大小，形成了12-2～14-1含水层富水性专题图。

(3)含水层渗透性。含水层渗透性可根据井下放水或地面抽(注)水试验资料所计算的渗透率值或渗透系数来确定。本项目选取12-2～14-1含水层渗透系数作为含水层渗透性的量化值，以此建立了12-2～14-1含水层渗透性专题图(图6.8)。

6.2.3.3 隔水层条件专题图得建立

隔水层的存在可以阻止含水层的水涌入矿井，而隔水层能力与隔水层厚度、隔水层强度及岩性组合有关。

图6.7 含水层水压专题图

图6.8 含水层渗透性专题图

(1)隔水层厚度。隔水层厚度为12-2煤层底板至煤12-2～煤14-1含水层顶板的岩组厚度。因为隔水层不是由单一岩性的岩层组成，故必须考虑不同岩性组合对隔水能力的影响。12－2煤底板隔水层主要由泥岩和粉砂岩组成，在考虑岩性组合特征时，依据煤科院西安地勘分院总结出的等效系数，将隔水层中不同岩性的岩层厚度换算成相应的等效厚度，累加成隔水层等效厚度。在对隔水层厚度量化时，我们还考虑了导升和矿压的影响，在等效厚度基础上减去了原始导升高度和矿压破坏带厚度，依据最后累加的厚度建立了隔水层有效厚度等值线图(图6.9)。

图6.9 隔水层厚度专题图

(2)隔水层强度。隔水层强度由隔水层的岩性组合决定，而弹性模量E是代表岩性的一个主要指标，因此我们用弹性模量作为衡量隔水层强度的指标。利用12－2～14－1含水层顶板至12－2煤底板的隔水层中岩性分布以及其对应的弹性模量，绘制出隔水层强度等值线专题图(图6.10)。

6.2.3.4 开采活动专题图的建立

(1)开采厚度。开采厚度是破坏煤层底板的主导因素。其专题图的生成分为两步，首先，通过钻孔资料提取12-2煤层厚度相关数据，以此为依据进行插值处理，生成12-2煤层厚度等值线图;其次，在12-2煤层厚度等值线图形成的基础上，结合东欢坨12-2煤工作面布置图，绘制出12-2煤开采厚度专题图(图6.11)。

图6.10 隔水层强度专题图

图6.11 开采厚度专题图

(2)矿压。矿压的破坏深度取决于煤层厚度、煤层倾角、工作面斜长、开采深度和煤层底板的岩性等因素。一般来说，开采煤层越厚、煤层倾角越大、工作面越长、开采深度越大、矿压破坏带深度越深，对底板的破坏作用越强。根据现有资料和数据，采用12-2煤底板距离地表垂直的深度这个指标来反映矿压对底板的破坏程度，通过钻孔资料提取相关数据，以此绘制出矿压等值线专题图(图6.12)。

图6.12 矿压专题图

6. 2. 3. 5 突水点专题图的建立

与其他评价方法不同，基于 BN 模型的危险性评价，不仅需要各评价指标的专题图，同时也需要建立突水点专题图。根据东欢坨地质报告及井下突点台账资料，建立相应数据文件，利用 GIS 的数据管理功能，自动生成东欢坨突水点专题图( 图 6. 13) 。

6. 2. 4 属性数据库的建立

利用 GIS 的空间数据管理功能，将突水评价指标的属性数据( 量化值) 输入到计算机中生成属性数据库，并建立图形与属性数据库之间的联系。各个评价指标的专题图和它们各自的属性数据表是进行底板突水危险性评价的基础，以供用于各评价指标专题图的复合叠加，数据的查询和统计。图 6. 14 为渗透系数专题图的属性数据库。

6. 2. 5 专题图复合叠加

一个突水评价因子专题图只包含一个因素的信息，因此，它不能满足通过一个评价模型进行多因素综合分析处理的要求。在进行多因素分析之前，首先必须进行复合叠加处理，把各个有关因素的信息存储层符合成一个信息存储层，使所生成的信息存储层中包含所有相关因素的属性信息，同时形成单一条件矢量评价单元。

图 6. 13 突水点专题图

图 6. 14 底板含水层渗透性专题图的属性数据库

复合叠加分析分为以下两个步骤:

( 1) 初步叠加分析: Union 叠加分析，确定评价单元，生成初步属性表。

这里的复合处理实质上就是把多个图层配准合成一个新的图层并重建拓扑形成新的拓扑关系属性表，利用 GIS 的空间分析功能对断层导水性、褶皱强度、含水层水压、含水层富水性、含水层渗透性、隔水层厚度、隔水层强度、开采厚度以及矿压 9 个专题图进行联合叠加分析。图 6. 15 显示了专题图叠加的全过程。生成的复合图层的属性表包含了所有参与叠加处理的评价因子图层所包含的属性信息。

图 6. 15 专题图联合叠加过程

通过对专题图进行初步复合叠加处理后，我们把新生成复合图层中的新的拓扑单元作为评价单元，显然此评价单元为单一条件矢量单元。

( 2) 后续叠加分析: 空间联合叠加分析，复合断层信息与突水点信息，生成全属性空间数据库。

将断层专题图、突水点专题图与初步叠加分析生成的复合图层进行空间联合叠加分析，生成新的复合图层，在此基础上进一步统计各个评价单元内发育的断层面密度、断层性质、断层落差及是否发生过突水。最终建立的属性表如图 6. 16 所示，它包含了评价所需的全部属性信息。

图 6. 16 叠加后图层的全属性数据库