厚松散层薄基岩开采覆岩离层裂隙演变与下沉分形特征分析

"厚松散层薄基岩开采覆岩离层裂隙演变与下沉分形特征研究-论文" 本文深入探讨了厚松散层薄基岩开采过程中覆岩离层裂隙的演变规律和下沉特性，针对山东郭屯煤矿1302首采工作面的特定地质条件，采用了相似材料模拟试验和分形理论相结合的研究方法。通过实验和分析，作者揭示了一系列关键发现： 1. 覆岩裂隙的演变表现出显著的自相似性和分形特性。这意味着在开采过程中形成的裂隙网络不仅在局部尺度上具有复杂性，而且在更大尺度上也保持着这种复杂性，这为理解和预测裂隙的发展提供了理论依据。 2. 随着工作面的推进，覆岩裂隙网络的分形维数经历了一个动态变化的过程。在开采初期和中期，分形维数快速增加，显示出剧烈的裂隙扩展；到了开采后期，增长趋势逐渐趋于平缓，表明裂隙扩展速度减慢，系统趋于稳定。 3. 采矿活动导致了四次明显的离层现象，这些离层的发生位置和规模都呈现出一定的规律性。这为监测和预测开采引起的地表变形提供了重要的参考。 4. 在厚松散层的负荷作用下，尽管受到开采影响，薄基岩层仍然能够维持一种相对稳定的强承载结构，这对于保持矿山结构的稳定性至关重要。 5. 最后，研究发现采空区覆岩的沉降量与裂隙网络的分形维数之间存在近似的双折线非线性关系。这意味着裂隙网络的复杂性可以作为预测地表沉降的重要指标，对于制定有效的防治措施，如注浆治理，具有指导意义。 这些研究成果为厚松散层薄基岩开采条件下的地压控制、矿井安全和环境保护提供了科学依据，也为未来的采矿工程设计和灾害预防提供了理论支持。同时，分形理论的应用为理解复杂地质条件下裂隙网络的形成和演化提供了一种新的定量工具，对于改善矿产资源开采的可持续性和安全性具有深远影响。