杨 坤，陈伯辉,,施式亮

(1.福州大学环境与资源学院,福建 福州 350108；2.湖南科技大学资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201)

煤层底板水害作为常见的煤矿水害类型之一，由于其危险性较大、突发性较强等特性，一直以来是我国煤矿安全研究的重点问题之一。自20世纪60年代至今，我国开展了大量有关煤矿安全方面的研究，并取得了重要成果。近年来，在煤矿底板突水预测方面，常见的方法包括突水系数法、五图双系数法、脆弱性指数法、GIS拟合模拟法、突变级数法等[1-8]。 其中，突水系数法简单易用，但判断精度不高；五图双系数法较为全面，但工作量较大，现场实施较为困难；脆弱性指数法和GIS拟合模拟法较为全面，但存在评测因素选取客观性不足的问题；突变级数法评测准确度同样受限于评判指标及其权重的选取。

基于已有研究，本文拟在突水系数法的基础上，引入隐马尔科夫模型(HMM)作为煤矿底板突水过程分析的基本原理，并结合Ts-q法[9]，从单位涌水量q、相对安全状态下最大突水系数Tmax和实际突水系数Ts3个指标构建以条件概率为依托的预测模型，从概率统计的角度出发来规避评测因素选取客观性不足等问题，使建立的预测模型具有数据获取难度低、使用简单、易于推广等特性。

1 突水系数阈值与单位涌水量

1. 1 突水系数阈值分布

突水系数阈值预测模型在突水系数阈值的设定方面参考了Ts-q法，并在其基础上做了相关的改进。如图1所示，常见的Ts-q法通过建立平面直角二维坐标系，确定横、纵坐标分别为单位涌水量q和突水系数Ts的状态点分布，当突水系数的实际状态点处于标定的安全面积内则判定为安全[9]。……