[发明专利]煤层顶底板突水危险评价预测的BN-GIS方法

权利要求书

1.一种煤层顶底板突水危险评价预测的贝叶斯网络BN-地理信息系统GIS方法，其中贝叶斯网络简称为BN，地理信息系统简称为GIS，包括以下步骤：

A)利用BN与GIS耦合的煤矿突水危险性决策建模，应用GIS的空间分析和BN的前验概率和后验概率评价突水概率，包括：GIS初步叠加形成突水单元→后叠加形成突水空间数据库→突水拓扑结构构建→采用突水逻辑推理方法得到BN与GIS耦合决策模型→开发突水态势评价系统；

B)根据步骤A)中得到的建模体系评价突水概率，对突水危险性高的区域进行防治水处理。

2.如权利要求1所述煤层顶底板突水危险评价预测的BN-GIS方法，其特征在于GIS突水单元的形成过程为：把多个突水影响因子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，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。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。

3.如权利要求1所述煤层顶底板突水危险评价预测的BN-GIS方法，其特征在于BN与GIS耦合决策模型的建立过程为：将总体样本分为均包含突水点的训练样本和验证样本两部分，采用因果推理和诊断推理相结合的BN突水推理方法，通过从训练样本中学习得到BN的概率分布，根据训练样本数据采用最大似然估计得到关于煤矿突水危险性评价的BN参数分布；再用验证样本进行验证，建立BN模型，计算条件概率，并依据计算的前验概率推算突水危险性的后验概率。

4.如权利要求1所述煤层顶底板突水危险评价预测的BN-GIS方法，其特征在于：根据BN模型，动态评价并预测在已有开采强度前提下煤层开采回采工作面顶底板的突水危险性，在不改变指标体系的情况下，改变时间长度，应用BN确定网络结构中除“突水”外的其它各节点的属性值，估计输出节点“突水”状态为“true”的概率，以此作为判断顶底板突水发生可能性大小的依据，将研究区所有评价单元的属性数据输入学习得到的BN，通过推理得到所有评价单元突水发生的概率，判断在已有开采强度前提下煤层开采回采工作面顶底板的突水危险性，突水危险性划分方案按突水概率依次排列。

5.如权利要求1所述煤层顶底板突水危险评价预测的BN-GIS方法，其特征在于：根据BN模型，动态评价并预测在为完成增长任务加大开采强度前提下煤层开采回采工作面顶底板的突水危险性，在改变指标体系和时间长度的基础上，应用BN确定网络结构中除“突水”外的其它各节点的属性值，估计输出节点“突水”状态为“true”的概率，以此作为判断底板突水发生可能性大小的依据，将研究区所有评价单元的属性数据输入学习得到的BN，通过推理得到所有评价单元突水发生的概率，判断在已有开采强度前提下煤层开采回采工作面顶底板的突水危险性，突水危险性划分方案按突水概率依次排列。