宁东矿区砂岩含水层富水性评价：集对分析-可变模糊集耦合法

"基于集对分析-可变模糊集耦合法的砂岩含水层富水性评价" 论文探讨了如何运用先进的数学方法来评估砂岩含水层的富水性，这对于理解并预防我国西北地区煤炭开采中的顶板水害至关重要。研究以宁东矿区金家渠煤矿的侏罗系直罗组砂岩含水层为例，通过分析岩性和构造因素来建立评价指标。 首先，论文关注了两个关键领域：岩性和构造。在岩性方面，选取了砂岩等效厚度、砂岩岩性系数以及砂泥互层数作为评价因素，这些参数反映了砂岩作为含水层的物理特性，直接影响含水性。在构造方面，考虑了断层和褶皱对含水性的影响，选择了断层交端点密度、断层规模密度和煤层倾角变异系数作为评价指标。这些指标综合反映了地质构造对水文地质结构的控制作用。 接下来，论文引入了集对分析（Set Pair Analysis, SPA）和可变模糊集（Variable Fuzzy Set, VFS）的耦合评价方法。集对分析是一种处理不确定性和不完全信息的理论工具，能够揭示不同因素之间的关系。可变模糊集则允许处理模糊和不确定的数据，适用于地质评价中的复杂情况。通过结合这两种方法，构建的评价模型可以更精确地量化和综合各种评价因素，以确定含水层的富水性等级。 在模型应用中，利用“联系度”来表达评价指标与富水性等级的关联，而“相对隶属度函数”则用于融合各个指标的值，使得评价更加全面。论文通过相对分区，将研究区划分为不同的富水性等级，依据钻孔抽(放)水试验的单位涌水量作为标准，最终得出研究区的富水性分布。结果显示，研究区总体富水性较低，分为中等和弱两个等级，中等富水性区域主要位于研究区中北部，而弱富水性区域则分布在南部、东部和西部。 这篇论文的研究成果对于煤矿顶板水害的防治提供了科学依据，有助于制定更有效的安全开采策略，同时对其他类似地区的水文地质评价也具有借鉴意义。通过这种方法，可以更准确地识别和预测潜在的水害风险，从而保障煤矿的安全生产。