矿井断裂构造分形特征及其对冲击地压影响的研究

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 

作者机构：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 

出 版 物：《工矿自动化》 (Journal of Mine Automation)

年 卷 期：2024年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC2007042) 

主　　题：断裂构造 冲击地压 分形特征 分形维数 构造应力 

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。