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工矿自动化2024年第10期:矿井断裂构造分形特征及其对冲击地压影响的研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:兰天伟;王顺翔;张满仓;李柱;吴国强;房平;路凯翔;刘永豪;唐小富;

单位:辽宁工程技术大学矿业学院;辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院;国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿;国家能源集团乌海能源公司内蒙古利民煤焦有限责任公司;国家能源集团宁夏煤业有限责任公司;鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司;

摘要:矿井断裂构造是诱发冲击地压的重要地质因素。为研究断裂构造对冲击地压的影响,以峻德井田为工程研究背景,采用地质动力区划法,将井田内的断裂构造按照不同长度等级划分为Ⅰ-Ⅴ级断块,利用分形理论中的盒维法计算了Ⅴ级断块分形维数,分析了断裂整体分形特征和断裂分区分形特征,探究了断裂构造分形维数与构造应力分布状态、冲击地压之间的耦合关系。结果表明:(1)断裂整体分形维数与北西向断裂分形维数具有良好的一致性,北西向断裂对峻德井田冲击地压控制作用的程度较高,北东向断裂次之。(2)不同走向断裂的分形维数不同,表明不同走向断裂在空间展布上表现出明显的差异性,反映了分形维数与断裂构造复杂程度呈正相关,即分形维数越大,断裂构造空间分布特征越复杂,越容易诱发冲击地压。(3)区域内的构造复杂程度越高,构造应力集中程度越高,煤层冲击地压主要发生在高应力区,表明构造复杂程度与构造应力集中程度一致性较高。研究成果从分形维数角度对断裂构造进行定量分析,为冲击地压危险性预测及防治提供了新思路。

关键词:断裂构造;冲击地压;分形特征;分形维数;构造应力

基金资助:辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC2007042)