芦岭煤矿8煤层顶板断裂构造复杂程度的分形理论研究

"基于分形理论的芦岭煤矿8煤层顶板断裂构造复杂程度研究" 本文探讨了芦岭煤矿8煤层顶板断裂构造的复杂程度，采用了分形理论进行定量分析。芦岭煤矿位于安徽省宿州市，是淮北矿业集团的一个大型矿井，其8煤层是主要开采层。随着开采深度的增加，顶板矿压增大，稳定性问题突出，断裂构造对矿井安全至关重要。 断裂构造是影响煤矿安全和生产的关键因素，与瓦斯突出、涌水等灾害密切相关。传统的断裂构造研究主要停留在定性描述阶段，但分形几何理论为定量分析提供了新的方法。分形理论指出，断裂分布和几何形态具有自相似性和明显的分形特性，可以利用分维值来量化其复杂程度。 分维值是描述分形结构复杂性的参数，它反映了断裂条数、长度和交叉关系。高分维值意味着断裂更密集，小断层发育活跃，岩体破碎程度高；反之，低分维值则表明构造相对简单。在芦岭煤矿的研究中，通过对8煤层顶板断裂构造的分形分析，可以更准确地评估其工程地质性质，从而制定合理的支护方案和开采策略，保障矿井的安全高效运营。 文章具体介绍了分维模型的原理，特别是容量维（盒维数），这是在断裂构造分析中最常用的分形维数类型。它通过估算覆盖断裂构造所需的最小空间单元来确定分维值，为理解构造复杂性提供了直观且实用的工具。 在芦岭煤矿的实地研究中，发现矿区东部和西部受后期NNE向张扭性构造应力影响，断层发育，分形维数较高，属于断裂构造复杂区。而中部地区地层连续性较好，断层较少，分形维数较低，为断裂构造简单区。这些分区结果对优化开采设计和灾害预防具有重要意义。 本文通过分形理论的应用，深化了对芦岭煤矿8煤层顶板断裂构造复杂性的理解，为煤矿的安全管理提供了科学依据。这一研究方法也为其他类似地质条件的矿井提供了可借鉴的技术路线。