CN114966842A - 含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤矿安全生产技术领域，公开了一种含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法；包括以下步骤：（1）资料收集整理及地震地质条件分析；（2）高精度三维地震探查；（3）构建单因素三维可视化模型；（4）构建断层影响指数模型；（5）构建断层复杂程度三维可视化模型。将分形分维研究方法运用至含煤地层断层的三维可视化模型的构建中，为矿区含煤地层的三维可视化模型的构建开辟了新途径。构建的断层复杂程度三维可视化模型实现了断层复杂程度定量评价从二维到三维的跨越。该方法简单、实用、易操作，为煤系地质体断层复杂程度判断提供了精准基础。

Description

含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法
技术领域
本发明涉及一种含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法，属于煤矿安全生产技术领域。
背景技术
随着我国煤炭资源开采规模和强度不断加大，开采过程中遇到断层或者多断层的地质构造影响较为普遍。据统计，我国煤矿采场底板突水事故中有79.5%左右受断裂构造影响；断层水害是影响煤矿安全生产的主要灾害类型之一。由于断层几乎都存在着一条由松散破碎岩石、泥岩等充填物组成的破碎带，该破碎带与其两侧岩体在物理力学特性上具有显著差异，导致断层附近煤岩体的初始应力异于常规地应力场。煤层采动易产生局部附加应力，使得断层面附近煤岩体裂隙发育造成整体性降低，断层活化、导水性增强，使矿井水害事故发生的概率大大增加。因此，如何精准评价含煤地层断层的复杂程度，是进行煤层开采断层水害防治最重要的前提。
现有断层复杂程度评价方法主要依赖于断层平面统计分析，但这仅仅考虑了断层在平面上的分布特征，不能对垂向上的断层发育程度进行定量表征。然而断层在垂向上导升底板含水层灰岩水往往是引发底板突水的主要方式。长期以来，矿井开采前期含煤地层三维断层复杂程度评价亟需一种精准定量评价方法和技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，通过对研究区地面高精度三维地震探查解译含煤地层断层分布，从而提供一种含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法。该方法简单、实用、易操作，通过该方法构建的三维可视化模型为含煤地层断层复杂程度进行精准评价提供了基础，从而指导矿山安全高效开采。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法，包括以下步骤：
A. 资料收集整理及地震地质条件分析：收集整理研究区现有地质、水文资料，确定含煤地层地质体层位，并查明研究区的地震地质条件；
B. 高精度三维地震探查：根据研究区的地震地质条件，采用地面高精度三维地震勘探方法对地质构造发育情况进行探查，查明断层和褶曲的位置、产状和落差；
C. 构建单因素三维可视化模型：对各开采煤层运用分形理论将研究区分为边长r=r 0的n个正方形网格，统计各网格中心点坐标及相应的标高值并对正方形网格进行编号；选取断层密度、断层分维值、断层强度指数、断层交点/尖灭点密度四个主控因素进行统计；然后分别进行三维插值，构建含煤地层的单因素三维可视化模型；
D. 构建断层影响指数模型：将统计的主控因素数据采用极差标准化方法进行归一化处理，然后采用熵权法确定各主控因素的权重，构建断层影响指数模型；所述断层影响指数模型为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；式中：FII—断层影响指数，|D d | st —断层密度标准值，|D f | st —断层分维标准值，|D s | st —断层强度指数标准值，|D i | st —断层交点/尖灭点密度标准值；a d —断层密度权重值，a f —断层分维权重值，a s —断层强度指数权重值，a i —断层交点/尖灭点密度权重值；
E. 构建断层复杂程度三维可视化模型：将根据断层影响指数模型得到的FII值，赋予各煤层网格中心点；然后将包含FII值的数据文件导入GMS软件，构建含煤地层断层影响指数FII的三维可视化模型。
所述步骤A中资料收集整理及地震地质条件分析具体包括：
a) 收集整理研究区现有地质、水文资料，初步分析研究区地层结构特征，确定含煤地层地质体层位；所述现有地质、水文资料，包括各类勘探报告及其附图、水文地质补勘报告及其附表附图、矿井生产报告及前人的研究资料；
b) 分析研究区地质概况和地球物理特征，查明研究区表层、浅层和深层的地震地质条件。
所述步骤B中高精度三维地震探查具体包括：
a）根据查明的研究区地震地质条件特征，开展勘探前试验工作，确定施工参数及方法；进行研究区三维地震勘探工程设计；按照勘探工程设计，采用卫星定位测量方法布设勘控点、地震测线；完成数据采集，并按照《煤田地震勘探规范》进行勘探数据质量评定；
b）对地震数据资料进行解译处理：采用集静校正处理、保幅去噪处理、振幅补偿处理、逐步拓频处理和高精度成像处理五位一体的地震解译技术对地震数据进行处理；查明研究区内断层的位置、产状、落差，并绘制含煤地层的高精度三维地震探查断层分布示意图。
所述步骤C中构建单因素三维可视化模型具体包括：
a) 含煤地层断层密度三维可视化模型的构建；统计各开采煤层相应网格内断层的条数，用D d 表征各网格内断层密度大小，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层密度三维可视化模型；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；式中：D d—断层密度；N—网格内断层迹线的条数；S—网格面积，km2；
b) 含煤地层断层分维值三维可视化模型的构建：将研究区内边长r=r 0 的正方形网格进一步划分为r=r 0/2、r 0/4、r 0/8的小网格，并统计不同边长网格内存在断层构造的网格数目N（r i ），投放到
Figure DEST_PATH_IMAGE006
坐标系中拟合，所得拟合直线斜率的绝对值即为该分形网格的断层分维值D f ，把分维值D f 赋给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层分维值三维可视化模型；
c) 含煤地层断层强度指数三维可视化模型的构建：将研究区分为边长r=r 0 的n个正方形网格，统计网格内断裂迹线的落差与其延展长度的乘积之和，用D s 表征各网格内断层强度指数大小，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层强度指数三维可视化模型；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；式中：D s —断层强度指数；N—统计网格内断层的总条数；H i —统计网格内第i条断层的落差，km；L i —统计网格内第i条断层的延展长度，km；S—网格面积，km2；
d) 含煤地层断层交点/尖灭点密度三维可视化模型的构建：将研究区分为边长r=r 0的n个正方形网格，统计网格内存在的断层尖灭点/交点个数，用D i 表征各网格内断层交点/尖灭点密度，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层交点/尖灭点密度三维可视化模型；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；式中：D i —断层交点/尖灭点密度；I—网格内断层尖灭点/交点个数；S—网格面积，km2。
所述步骤D中构建断层影响指数模型具体包括：
a) 获得研究区各煤层断层密度值D d 、分维值D f 、强度指数D s 、交点/尖灭点密度值D i ；
b) 采用极差标准化方法将步骤a) 中得到的数据进行标准化处理，获得各网格点四个指标因素的标准值D d | st 、D f | st 、D s | st 、D i | st ；
c) 根据步骤b) 得到的数据，采用熵权法确定各指标因素的重要性及权重值，记为a d 、a f 、a s 、a i ；
d) 根据步骤b) 和步骤c) 中计算的各指标因素标准值|D d | st 、|D f | st 、|D s | st 、|D i | st 和权重值a d 、a f 、a s 、a i ，构建断层影响指数模型。
所述步骤E中构建断层复杂程度三维可视化模型具体包括：根据断层影响指数模型得到FII值，分别赋予各煤层网格中心点；然后将包含ID、X、Y、Z、FII值的数据文件导入GMS软件，经调试构建含煤地层断层复杂程度三维可视化模型；X，Y，Z代表网格中心点的坐标。
上述含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法，还包括含煤地层断层复杂程度科学划分与定量评价步骤：
a) 对步骤D获得的三维可视化模型进行切割、旋转和剔除，应用GIS与数据融合技术，采用自然断点法确定断层复杂程度分区阈值区间；
b) 提出研究区含煤地层断层复杂程度等级划分方法，得到研究区断层复杂程度三维模型分区图；
c) 断层复杂程度分区划分为3个等级：断层复杂区、中等区、简单区。
其中，FII≥0.04 为断层复杂区；0.20≤FII＜0.40 为断层中等区；FII＜0.20 为断层简单区。
所述含煤地层断层复杂程度科学划分与定量评价步骤具体的是：在三维可视化模型顶部导入研究区卫星地图，将三维可视化模型的视图调至俯视状态，选用3D Grid Tools中的Create Cross Section工具进行切割、旋转；运用GMS软件自带的Isosurfaces功能，设置阈值范围，将不在范围内的区域剔除，绘制含煤地层断层复杂区域异常体分布图。选用3DGrid Tools中的Create Cross Section工具，实现在任意位置进行有目的切割、旋转，具体查看分析某一具体点的断层复杂程度信息。
本发明的有益效果是：
（1）将分形分维研究方法运用至含煤地层断层的三维可视化模型的构建中，为矿区含煤地层的三维可视化模型的构建开辟了新途径。
（2）确定了影响含煤地层断层复杂程度的四个基本因素，即断层密度、断层分维值、断层强度指数和断层交点/尖灭点密度。引入熵权法理论构建断层影响指数模型，建立各指标因素的单因素三维可视化模型及断层三维可视化模型。
（3）本发明充分考虑到地质勘探程度较低区域构造参数的匮乏，首先根据研究区地震地质条件进行地面高精度三维地震探查，针对断层解译结果构建断层的三维可视化模型，进而开展含煤地层断层复杂程度定量评价预测工作，克服了前人无法对三维空间上断层复杂程度作出有效评价的缺陷。
附图说明
图1是本发明的工作流程图；
图2是高精度三维地震探查断层分布示意图；
图3是研究区单因素垂直切片图；
图4是含煤地层断层复杂程度三维可视化模型；
图5是研究区断层复杂程度三维模型分区图；
图6是含煤地层断层复杂区域异常体分布图；
其中，1-1：3煤层断层分布；1-2：16煤层断层分布；1-3：17煤层断层分布；2-1：断层密度（D d）；2-2：断层分维值（D f）；2-3：断层强度指数（D s）；2-4：断层交点/尖灭点密度（D i）；3-1：FII三维可视化模型；3-2：研究区位置；4-1：断层复杂区（FII≥0.04）；4-2：断层中等区（0.20≤FII＜0.40）；4-3：断层简单区（FII＜0.20）；5-1：断层复杂区域异常体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。此外，还应当理解的是，本发明所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式；当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
某煤矿可采煤层有三层（3、16、17煤），且煤层埋藏深度大。嘉祥支断层贯穿矿井南北，受嘉祥支断裂带影响，延深区域含煤地层断裂构造十分发育，但该区域目前基本未开采，断层揭露程度较低。相邻采区开采表明，煤层开采断层水害威胁严重，为查明可采煤层断层水害威胁程度，需要对延深区域含煤地层断层进行三维可视化构建并对其复杂程度进行量化判断。
参照附图1，采用本发明提供的含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法对深部区域含煤地层断层进行三维可视化构建并对其复杂程度进行量化判断，包括以下步骤：
1、资料收集整理及地震地质条件分析：
收集整理研究区已有地质、水文地质资料，包括各类勘探报告及其附图、水文补勘报告及其附表附图，初步分析研究区地层结构特征，确定探查的含煤地层地质体层位，并查明其地震地质条件。所述研究区为含煤地层所在的区域。
2、高精度三维地震探查，查明断层的位置、产状、落差等信息：
（1）根据已经查明的研究区地震地质条件特征，结合《煤田地质勘探规范》（DZ/T0300-2017）要求，开展井深、药量和排列长度等勘探前试验，确定施工参数，提出适合研究区的地面高精度三维地震勘探技术。
（2）进行研究区三维地震勘探工程设计，采用卫星定位测量（GPS）方法布设勘控点、地震测线；根据《煤田地震勘探规范》要求完成数据采集，并进行勘探数据质量评定。
（3）采用集静校正处理、保幅去噪处理、振幅补偿处理、逐步拓频处理和高精度成像处理五位一体的地震解译技术对地震数据进行解译处理；获得高精度三维地震探查断层分布示意图，如图2所示；其中，3煤层的断层分布如图2中的1-1所示；16煤层的断层分布如图2中的1-2所示；17煤层的断层分布如图2中的1-3所示。
3、确定断层复杂程度的主控因素并构建单因素三维可视化模型：
确定影响断层复杂程度的主控因素有：断层密度、断层分维值、断层强度指数和断层交点/尖灭点密度，运用分形理论对各开采煤层进行统计分析。
将各开采煤层运用分形理论将研究区分为边长r=r 0的n个正方形网格，统计各网格中心点坐标及相应的标高值并对正方形网格进行编号（ID）；对各主控因素进行统计，然后分别进行三维插值，构建含煤地层单因素三维可视化模型。获得研究区单因素垂直切片图，如附图3所示。附图3分别表征了断层密度2-1、断层分维值2-2、断层强度指数2-3和断层交点/尖灭点密度2-4在含煤地层的三维空间特征。其中，各主控因素数据的获得方式如下。
（1）断层密度：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
式中：D d —断层密度；N—网格内断层迹线的条数；S—网格面积，km2。
（2）断层分维值：
将研究区内边长r=r 0 的正方形网格进一步划分为r=r 0/2、r 0/4、r 0/8的小网格，并统计不同边长网格内存在断层构造的数目N（r i ）。投放到
Figure DEST_PATH_IMAGE014
坐标系中拟合，所得拟合直线斜率的绝对值即为该分形网格的断层分维值D f 。
（3）断层强度指数：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；
式中：D s —断层强度指数；N—统计网格内断层的总条数；H i —统计网格内第i条断层的落差，km；L i —统计网格内第i条断层的延展长度，km；S—网格面积，km2。
（4）断层交点/尖灭点密度：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；
式中：D i —断层交点/尖灭点密度；I—网格内断层尖灭点/交点个数；S—网格面积，km2。
4、构建影响指数模型：
（1）权重确定：将各煤层统计的断层密度值D d 、分维值D f 、强度指数D s 、交点/尖灭点密度值D i 进行标准化处理，然后引用熵权法确定各指标因素的权重值，分别为a d =0.126、a f =0.0630、a s =0.4816、a i =0.3328。
（2）构建影响指数模型：断层影响指数（FII），能全面反应断层的规模、展布及导水机制，定量表征研究区断层复杂程度；构建影响指数模型如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
；
式中：FII—断层影响指数，|D d | st —断层密度标准值，|D f | st —断层分维标准值，|D s | st —断层强度指数标准值，|D i | st —断层交点/尖灭点密度标准值；a d —断层密度权重，a f —断层分维权重，a s —断层强度指数权重，a i —断层交点/尖灭点密度权重；
计算研究区各开采煤层断层影响指数FII值，并赋给各网格中心点，作为该网格内断层复杂程度指标。
5、构建断层复杂程度三维可视化模型：
（1）将包含ID，X，Y，Z，FII值的Txt格式文件导入GMS软件，并设置数据类型为3Dscatter points，生成3D网格点模型，并在GMS软件中调整网格点模型的显示比例，变换软件观察角度并对网格点进行标注；其中，X，Y，Z代表网格中心点的坐标；
（2）选择3D Scatter Date工程文件，打开3D Interpolation Options对话框，选用Inverse distance weighted 插值方法，生成3D Grid；然后对生成的3D Grid进行Display Options设置，主要对Active dataset模块进行设置，最后自动生成三维可视化数据体模型。
（3）在模型顶部导入研究区卫星地图，将模型视图调至俯视状态，选用3D GridTools中的Create Cross Section工具，沿东西和南北方向进行切割、旋转，查看分析研究区含煤地层的断层复杂程度展布特征。
（4）运用GMS软件自带的Isosurfaces功能，剔除FII＜0.4的区域，保留FII≥0.04区域，实现研究区断层复杂区异常体三维显示；如附图4所示。
6、含煤地层断层复杂程度科学划分与定量评价：
参照附图4，将断层影响指数FII值设置在0-1.0范围内，得到包含研究区含煤地层体的断层影响指数三维可视化模型，如附图4中的3-1。
参照附图4，按自然断点法将断层复杂程度划分为3个等级，分别为： FII≥0.04为断层复杂区；0.20＜FII＜0.40为断层中等区；FII≤0.20为断层简单区；获得所述的某矿含煤地层断层复杂程度分区图，如附图5所示。附图5中，4-1表示断层复杂区，4-2表示断层中等区，4-3表示断层简单区。
参照附图4，将FII＜0.40的区域剔除，保留FII≥0.04的区域5-1；获得所述的研究区断层复杂程度剔除图，如附图6所示。通过附图6可以判断得出断层复杂区域主要集中在3煤层层位及研究区中部。
研究区域内断层越密集、落差越大、交点越多的地段的断层复杂程度等级高。研究区3煤层层位断层较多，因此各指标因素及断层影响指数FII值均较大；研究区中部区域各层位断层相对较多，FII值较大，故中部纵向上断层复杂程度等级较高；综上所述，表明该发明方法准确可靠。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.含煤地层断层的三维可视化模型的构建方法，其特征是，包括以下步骤：
A. 资料收集整理及地震地质条件分析：收集整理研究区现有地质、水文资料，确定含煤地层地质体层位，并查明研究区的地震地质条件；
B. 高精度三维地震探查：根据研究区的地震地质条件，采用地面高精度三维地震勘探方法对地质构造发育情况进行探查，查明断层和褶曲的位置、产状和落差；
C. 构建单因素三维可视化模型：对各开采煤层运用分形理论将研究区分为边长r=r 0的n个正方形网格，统计各网格中心点坐标及相应的标高值并对正方形网格进行编号；选取断层密度、断层分维值、断层强度指数、断层交点/尖灭点密度四个主控因素进行统计；然后分别进行三维插值，构建含煤地层的单因素三维可视化模型；
D. 构建断层影响指数模型：将统计的主控因素数据采用极差标准化方法进行归一化处理，然后采用熵权法确定各主控因素的权重，构建断层影响指数模型；所述断层影响指数模型为
Figure 163244DEST_PATH_IMAGE002
；式中：FII—断层影响指数，|D d | st —断层密度标准值，|D f | st —断层分维标准值，|D s | st —断层强度指数标准值，|D i | st —断层交点/尖灭点密度标准值；a d —断层密度权重值，a f —断层分维权重值，a s —断层强度指数权重值，a i —断层交点/尖灭点密度权重值；
E. 构建断层复杂程度三维可视化模型：将根据断层影响指数模型得到的FII值，赋予各煤层网格中心点；然后将包含FII值的数据文件导入GMS软件，构建含煤地层断层影响指数FII的三维可视化模型。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征是，所述步骤A中资料收集整理及地震地质条件分析包括：
a) 收集整理研究区现有地质、水文资料，初步分析研究区地层结构特征，确定含煤地层地质体层位；所述现有地质、水文资料，包括各类勘探报告及其附图、水文地质补勘报告及其附表附图、矿井生产报告及前人的研究资料；
b) 分析研究区地质概况和地球物理特征，查明研究区表层、浅层和深层的地震地质条件。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征是，所述步骤B中高精度三维地震探查包括：
a）根据查明的研究区地震地质条件特征，开展勘探前试验工作，确定施工参数及方法；进行研究区三维地震勘探工程设计；按照勘探工程设计，采用卫星定位测量方法布设勘控点、地震测线；完成数据采集，并按照《煤田地震勘探规范》进行勘探数据质量评定；
b）对地震数据资料进行解译处理：采用集静校正处理、保幅去噪处理、振幅补偿处理、逐步拓频处理和高精度成像处理五位一体的地震解译技术对地震数据进行处理；查明研究区内断层的位置、产状、落差，并绘制含煤地层的高精度三维地震探查断层分布示意图。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征是，所述步骤C中构建单因素三维可视化模型包括：
a) 含煤地层断层密度三维可视化模型的构建；统计各开采煤层相应网格内断层的条数，用D d 表征各网格内断层密度大小，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层密度三维可视化模型；其中，
Figure 7441DEST_PATH_IMAGE004
；式中：D d—断层密度；N—网格内断层迹线的条数；S—网格面积，km2；
b) 含煤地层断层分维值三维可视化模型的构建：将研究区内边长r=r 0 的正方形网格进一步划分为r=r 0/2、r 0/4、r 0/8的小网格，并统计不同边长网格内存在断层构造的网格数目N（r i ），投放到
Figure 471920DEST_PATH_IMAGE006
坐标系中拟合，所得拟合直线斜率的绝对值即为该分形网格的断层分维值D f ，把分维值D f 赋给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层分维值三维可视化模型；
c) 含煤地层断层强度指数三维可视化模型的构建：将研究区分为边长r=r 0 的n个正方形网格，统计网格内断裂迹线的落差与其延展长度的乘积之和，用D s 表征各网格内断层强度指数大小，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层强度指数三维可视化模型；其中，
Figure 609641DEST_PATH_IMAGE008
；式中：D s —断层强度指数；N—统计网格内断层的总条数；H i —统计网格内第i条断层的落差，km；L i —统计网格内第i条断层的延展长度，km；S—网格面积，km2；
d) 含煤地层断层交点/尖灭点密度三维可视化模型的构建：将研究区分为边长r=r 0的n个正方形网格，统计网格内存在的断层尖灭点/交点个数，用D i 表征各网格内断层交点/尖灭点密度，将数值赋值给相应网格的中心点，然后进行三维插值，构建含煤地层断层交点/尖灭点密度三维可视化模型；其中，
Figure 930901DEST_PATH_IMAGE010
；式中：D i —断层交点/尖灭点密度；I—网格内断层尖灭点/交点个数；S—网格面积，km2。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征是，所述步骤D中构建断层影响指数模型包括：
a) 获得研究区各煤层断层密度值D d 、分维值D f 、强度指数D s 、交点/尖灭点密度值D i ；
b) 采用极差标准化方法将步骤a) 中得到的数据进行标准化处理，获得各网格点四个指标因素的标准值D d | st 、D f | st 、D s | st 、D i | st ；
c) 根据步骤b) 得到的数据，采用熵权法确定各指标因素的重要性及权重值，记为a d 、a f 、a s 、a i ；
d) 根据步骤b) 和步骤c) 中计算的各指标因素标准值|D d | st 、|D f | st 、|D s | st 、|D i | st 和权重值a d 、a f 、a s 、a i ，构建断层影响指数模型。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征是，所述步骤E中构建断层复杂程度三维可视化模型包括：根据断层影响指数模型得到FII值，分别赋予各煤层网格中心点；然后将包含ID、X、Y、Z、FII值的数据文件导入GMS软件，经调试构建含煤地层断层复杂程度三维可视化模型；X，Y，Z代表网格中心点的坐标。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的构建方法，其特征是，还包括含煤地层断层复杂程度科学划分与定量评价步骤：
a) 对步骤D获得的三维可视化模型进行切割、旋转和剔除，应用GIS与数据融合技术，采用自然断点法确定断层复杂程度分区阈值区间；
b) 提出研究区含煤地层断层复杂程度等级划分方法，得到研究区断层复杂程度三维模型分区图；
c) 断层复杂程度分区划分为3个等级：断层复杂区、中等区、简单区。
8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征是，在三维可视化模型顶部导入研究区卫星地图，将三维可视化模型的视图调至俯视状态，选用3D Grid Tools中的Create CrossSection工具进行切割、旋转；运用GMS软件自带的Isosurfaces功能，设置阈值范围，将不在范围内的区域剔除，绘制含煤地层断层复杂区域异常体分布图。
9.根据权利要求7所述的构建方法，其特征是，
FII≥0.04 为断层复杂区；
0.20≤FII＜0.40 为断层中等区；
FII＜0.20 为断层简单区。
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