山西古交矿区断裂构造复杂程度评价

基于分形理论,应用断层信息维对古交矿区断裂构造复杂程度进行定量评价。结果表明,矿区断层分维值整体较高,构造较为复杂。矿区北部、西北部以及西部大断裂带附近或小断层发育密集区域,分维值高,矿区南部断裂构造简单,分维值一般小于1。分维评价结果与实际生产揭露一致,评价结果可靠。断层信息维很好地反映了矿区断裂构造的复杂程度,克服了以往单因子评价断裂构造复杂程度的不足,可作为定量评价矿井构造复杂程度的一种有效的、较为准确的指标。     

涡北井田构造特征及其复杂程度评价

在涡北煤矿地质勘探和矿井开采资料系统分析和统计的基础上,应用分形理论和方法对矿井构造进行了构造复杂程度评价.评价结果表明,影响涡北矿构造复杂程度的主要因素是断裂构造,褶皱构造基本不发育,所以相比较其他构造评价方法,分形评价方法是比较合理和便捷的方法;矿井的中部和南部F26断层以南区域是矿井的2个构造复杂区,分维值均在1.5以上;可能不利于使用综采,可以进行其他开采方法或非正规开采.     

卧龙湖煤矿地质构造对瓦斯的控制作用分析

为分析断层及褶曲地质构造对煤层瓦斯的控制作用,利用断裂分维值、煤层底板埋深构造曲率值量化了地质构造复杂程度。以卧龙湖矿8煤层为例,通过分析2者与煤层瓦斯含量的关系,得出断裂分维值大的地方构造相对复杂,在断裂构造复杂带附近瓦斯含量小,而对于断裂构造复杂程度次一级复杂带内瓦斯富集,且小于此区域内瓦斯含量与断裂分维值成正相关性;同时得出煤层底板埋深构造曲率值与煤层瓦斯含量存在较好的正相关性。     

城郊煤矿二水平煤层底板突水危险性综合评价研究

为了探究城郊煤矿深部延伸二水平主采二2煤层底板突水危险性,根据矿区二水平底板地层及断层构造特征,采用突水系数法和分形分维方法对二水平底板的断层构造复杂程度及突水危险性分别进行了量化分区与综合分区评价.结果表明,虽然两种方法的计算过程和量化分区参数不同,但所进行的量化分区具有较好的一致性,断裂构造复杂程度分维值与突水系数...     

矿井深部延伸采区的构造复杂程度定量评价研究

为了探究深部延深采区构造复杂程度,以裴沟煤矿四二采区为地质背景,通过分形的方法,对采区进行了不同块段分维值的计算。结合Surfer软件绘制了断层分维的平面等值线图,并与该采区构造地质图进行对比,进行了采区构造复杂程度的量化分区。得出了受滑动构造影响四二采区断裂构造的复杂性具有明显的不均匀性,断裂构造分维值基本上反映出了四二采区构造的复杂程度,应用分形分维的方法可较客观地反映采区构造的复杂程度,并对未开采区域作出科学推断。     

基于分形理论的煤矿突水量预测研究

断裂构造是煤层底板发生突水的控制因素,通过分析断裂构造与其他影响煤层底板突水因素之间的相互关系,利用分形理论研究断裂构造的发育程度,通过分维值的大小体现断裂构造的发育程度。以新安煤矿为例将分维值的大小与矿井最终突水量进行曲线拟合,研究分析二者之间的关系;通过分维值的大小划分研究区的断裂构造发育等级,为矿井的安全开采奠定理论基础。     

断裂构造分形几何特征对冲击地压的控制作用研究

断裂构造是影响煤矿开采的重要地质因素，也是诱发矿井冲击地压灾害的主要因素之一。为分析断裂构造对冲击地压的控制作用，以鹤岗南部矿区为工程研究背景，基于地质动力区划法，划分了鹤岗南部矿区的断裂构造，利用分形几何原理，统计计算了研究区断裂全区与分区的分形维数，分析了研究区断裂全区与分区分形几何特征，探究了断裂分形维数与冲击地压空间位置的耦合关系。结果表明：NW向断裂和近SN向断裂对鹤岗南部矿区的冲击地压控制作用程度较高，NE向断裂次之，近WE向断裂则最差。冲击地压空间位置与研究区断裂分区分维值有较好的对应关系，已发生冲击地压的分区，其分区断裂分维值较大，处于断裂构造较复杂和复杂的区域。不同方向的断裂在同一分区的分维值与冲击地压密切程度不同，其断裂对冲击地压的控制作用程度也不同，同一方向的断裂在不同分区的分维值与冲击地压控制作用程度亦是如此。研究成果从分形几何角度揭示了断裂构造对冲击地压控制作用，可为冲击地压预测与治理提供新思路。     

分形理论在霍林河煤田构造复杂程度评价中的应用

文中论述了应用分形理论评价断裂构造复杂程度的优越性 ,并对霍林河煤田的断裂构造的复杂程度进行了评价。分维值作为评价断裂复杂程度的指标能够很好地解释一些地质现象的变化 ,并通过地质理论的分析 ,反映与其相关的地质因素变化。具有其它指标无法比拟的优点 ,是一种包含了断裂长度、密度、方向性、和组合方式等信息的综合性指标 ,与断裂长度的关系最为密切     

佛子冲铅锌矿田线性构造的分形特征

利用ASTER GDEM数字高程模型(DEM)作为数据源,以线段追踪算法(STA)提取了佛子冲铅锌矿田的线性构造,并采用计盒维数法计算了各个区段相应的线性构造分维值,然后做出了线性构造分维等值线图。结果显示该区域线性构造具有良好的统计自相似性和分形特征,线性构造分维值的高低反映了线性构造展布结构的复杂程度。已知铅锌矿床(点)主要分布在高分维值区或附近,表明线性构造分维值可以作为线性构造发育程度与成矿属性的重要参数。     

祁东煤矿61煤地质构造复杂程度定量评价

基于地质构造复杂程度是一个灰色系统,通过计算地质构造的褶皱平面变形系数、断层密度、断层强度、断裂分维值等复杂程度影响指标,采用灰色模糊综合评价方法对祁东煤矿三采区61煤层的构造复杂程度进行了定量评价,得出了研究区的构造复杂程度综合评价结果图,评价结果与矿井实际揭露情况基本一致。     

基于分形盒维数和小波包能量矩的垮落煤岩性状识别

针对综放工作面垮落煤岩性状识别的技术问题,采集了综放开采现场垮落煤岩冲击液压支架后尾梁的振动信号,提出了一种基于分形盒维数和小波包能量矩的识别方法。该方法结合分形盒维数对非线性信号整体定量描述的特点和小波包能量矩对非线性信号在各频带精细描述的特点,先对振动信号进行分形特征分析,求出其盒维数,然后对振动信号进行小波包变换,并计算各频带的能量矩。以分形盒维数和小波包能量矩构造特征向量,并作为BP神经网络的输入来识别顶煤垮落和顶板岩石垮落两种工况。试验结果表明:分形盒维数和小波包能量矩构造的特征向量可用于识别垮落煤岩,识别率达到95%。     

煤岩孔裂隙结构分形特征及渗透率模型研究

为探究煤岩孔裂隙结构与渗透特性的联动关系,采用扫描电镜、偏光和分形等手段分析煤岩孔裂隙结构分布特征,利用自主研发的出口端正压三轴渗流装置,开展恒定有效应力条件下孔隙压力升高的渗流试验。基于分形理论,考虑煤岩表面孔隙分布情况对煤岩渗透率的影响机理,建立考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型,通过试验验证其合理性,对煤岩孔裂隙下分形维数和渗透率耦合进行定量分析。研究结果表明:①六盘水矿区煤岩表面含有一定数量的孔隙和裂隙,其中四角田7号煤层孔裂隙发育情况最好,具有2条清晰的宽度较大的裂隙,并伴有大量交叉微裂隙及孔隙发育,煤岩结构破坏严重;②通过盒维数法可得煤岩孔裂隙分布具有明显的分形特征,且煤岩孔隙率与分形维数呈正相关关系;③恒定有效应力条件下,煤岩渗透率随孔隙压力升高呈现先急剧降低后趋于平缓的趋势,受孔裂隙结构影响,在相同的孔隙压力下煤岩渗透率存在明显差异。煤岩表面孔裂隙结构越复杂其分形维数越大,有助于瓦斯运移,渗透率呈上升趋势;④考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型计算值与实测值吻合度较高,与前人研究成果相比,无论理论机理的适用性还是对试验点的匹配方面都更加适用,且能较好地反映孔隙压力与渗透率的联动关系。     

潘三矿砂岩裂隙含水层富水性分区研究

根据潘三矿西翼8煤水文地质特征,采用灰色模糊综合评判的方法,以断裂分维值、砂岩厚度、冲洗液漏失量、岩芯采取率等作为评价指标,对西翼8煤层顶底板的砂岩裂隙含水层富水性进行了分区。并将以往生产揭露情况与分区结果相比较,说明了分区的合理性。     

基于多重分形理论页岩孔裂隙结构特征的研究

多重分形研究是描述一种物理量在一个支撑集合上的分布状况,即定义在分形上的多个标度指数的奇异测度所组成的集合,该理论已经被广泛应用于各个科学领域。运用多重分形理论,对吉林某区块的页岩进行扫描、图像二值化等处理后,运用盒计数法计算出分形维数,确定了多重分形谱函数并绘制出多重分形谱。从多重分形谱中可以得到能够描述页岩孔裂隙结构特征的3个重要参数:谱宽、极大值以及奇异谱的不对称程度。此次研究也为后续对非常规储层裂缝发育情况的研究提供了新方法。     

西山煤田不同变质程度煤孔隙结构分形特征及影响因素研究

为研究煤的多孔介质属性及其分形特征,以山西沁水盆地西山煤田为研究对象,采用扫描电镜(SEM)分析了煤表面孔隙结构特征。基于SEM图片,通过盒维数法计算得到了不同煤样表面孔隙分形维数,并分析了其影响因素。研究结果表明:煤表面具有显著的分形特征,分形理论能够较好地描述煤孔隙结构复杂程度;在本测试煤样中,不同煤样分形维数值在1.33～1.92范围内变化;变质程度、水分、埋深、坚固性系数(f值)对煤孔隙分形维数有显著影响,随Ro和埋深的增加煤体表面孔隙趋于复杂化,分形维数值不断增大;而水分和灰分的存在使得煤体表面变得相对光滑,能够减小分形维数值。分形维数是衡量煤孔隙复杂程度的有效参数,在煤矿现场瓦斯防治中,对于具有高分形维数的煤体,应该引起重视。这类煤体往往破坏程度较高,具有强吸附性,孔隙连通性差,瓦斯抽采困难,在煤炭开采过程中,容易导致煤与瓦斯突出、瓦斯涌出等灾害。     

煤孔隙结构构造变形的压汞法和小角X射线散射表征

依托渭北煤田韩城矿区煤样,采用压汞法和小角X射线散射技术(SAXS),结合孔隙分形表征,从分形特征的角度探讨了构造变形对煤孔隙结构的影响程度。结果表明,煤的孔隙分形维数定量表征了构造煤孔隙结构的差异性变化及其非均质性。强构造变形煤具有较高的渗流孔分形维数(DHg),孔隙结构及表面非均质性较高,而渗透率较低,说明强烈构造变形所导致的复杂孔隙结构是构造煤储层低渗透的原因之一。吸附孔孔隙表面分形维数(DSAXS)随着构造变形的增强而增大,表明变形作用造成煤孔隙表面结构在微观上变得复杂。研究认为,分形维数可以指示煤中孔隙结构的构造变形程度。     

分形理论在岩体质量评价中的应用及分级指标值的确定

为了更全面的评价岩体质量,克服传统的岩体质量等级分级方法如RQD,RMR和BQ等未考虑岩体中的节理、裂隙的不足,根据岩体结构面的自相似特征,应用分形理论来对其进行研究．运用盒计维数法对某地下工程岩体结构面分布的分形维数进行计算,验证了岩体结构面分布的分形特征．对计算结果数值分布的规律分析发现,分形维数越大,岩体质量越差,表明岩体结构面分布的分形维可以作为评价岩体质量的指标．并通过分维数D与RQD,RMR和BQ的拟合,给出岩体质量分级指标D值,从而提出一个以岩体结构面分形维数为分级指标的岩体质量评价方案．     

采煤机截齿截割阻力曲线分形特征研究

基于分形理论，给出了分形特征的一般形式及其计算方法——非闭合分形曲线长度与围成面积的估算模型和盒维数的算法。在盒维数计算中，提出了覆盖曲线盒子总数的累加算法，并明确给出了评价截割阻力曲线的分形维数等特征量的实际物理含义。     

基于分形理论的土地利用景观格局特征分析

以湖北省咸丰县为例,借助GIS平台将分形理论应用于土地利用景观格局的特征分析,在研究典型景观格局指数的基础上,着重分析斑块形状分维数和空间结构盒维数在景观生态学中的量化表现。研究结果表明,咸丰县2007-2010年土地利用景观格局总体变化趋势为斑块面积增大、斑块个数减少、Shannon多样性和优势度几乎无变化、Shannon平均度、分离度和蔓延度加大,并对变化原因进行了分析。对斑块形状分维数和空间结构盒维数的研究分析,表明分维数可以正确地反映出景观类型的复杂性、稳定性以及人类活动干扰强度对土地利用景观格局的影响程度。     

基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究

基于分形理论和现场岩体结构面调查，对岩体结构面进行了统计分析，网络模拟和分形维数计算，探讨了分形维数据和结构面分布密度程度之间的关系，并将分形维数应用于矿山工程岩体的质量评价。