基于分形理论的采动覆岩裂隙渗透规律研究

发布时间：2018-04-07 15:40

  本文选题：图像处理　切入点：采动裂隙　出处：《煤炭技术》2015年09期

【摘要】：为了掌握采动影响区覆岩裂隙演化与渗透规律,进行了采动条件下裂隙场演化与渗透特性变化规律实验室相似模拟,采用数理统计方法对裂隙场分布进行了定性分析,在利用分形理论定量裂隙演化规律的基础上建立渗透率和裂隙变化量化参数之间关系。研究结果表明:采动影响覆岩裂隙场划分为4个区域,即离层低角度裂隙区、采空区中部冒落及裂隙带中角度区、裂隙扩展高角度区、中高角度过渡区;引入分形理论,建立裂隙演化定量表征的面积维值和条数维值与表征渗透特性的渗透率之间的关系符合非线性双变量傅里叶函数关系,为采动覆岩渗透特性表征与裂隙定量描述提供一定的理论与实践基础。
[Abstract]:In order to understand the fracture evolution and permeability law of overburden rock in mining affected area, the laboratory simulation of fracture field evolution and permeability characteristic variation law under mining condition was carried out, and the distribution of fracture field was qualitatively analyzed by mathematical statistics method.The relationship between permeability and quantitative parameters of fracture variation is established on the basis of quantitative fracture evolution law based on fractal theory.The results show that the fracture field of overburden rock affected by mining is divided into four regions, that is, the low-angle fissure area, the middle angle area of caving and fissure zone in the middle of goaf, the high angle area of crack extension, the transition zone of middle angle, the fractal theory,The relationship between the area dimension and the strip dimension of fracture evolution and the permeability of permeability is in accordance with the nonlinear bivariate Fourier function relationship.It provides a theoretical and practical basis for the characterization of permeability characteristics of mining overburden and the quantitative description of fractures.
【作者单位】： 煤炭科学研究总院安全分院;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院);
【基金】：国家科技重大专项(2011ZX05040-001;2011ZX05063-009) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB201206)
【分类号】：TD712.6

【参考文献】

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1 许家林;钱鸣高;;应用图像分析技术 研究采动裂隙分布特征[J];煤矿开采;1997年01期

2 张玉军;李凤明;;采动覆岩裂隙分布特征数字分析及网络模拟实现[J];煤矿开采;2009年05期

3 李春睿;齐庆新;彭永伟;李宏艳;;采动覆岩裂隙演化规律的定量描述[J];煤矿开采;2010年06期

4 张玉军;张华兴;陈佩佩;;覆岩及采动岩体裂隙场分布特征的可视化探测[J];煤炭学报;2008年11期

5 谢和平;断层分形分布之间的相关关系[J];煤炭学报;1994年05期

6 李宏艳;王维华;齐庆新;张浪;;基于分形理论的采动裂隙时空演化规律研究[J];煤炭学报;2014年06期

7 张向东,徐峥嵘,苏仲杰,张树光;采动岩体分形裂隙网络计算机模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2001年06期

8 彭瑞东,谢和平,鞠杨;二维数字图像分形维数的计算方法[J];中国矿业大学学报;2004年01期

【共引文献】

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1 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期

2 贾彩虹;王媛;张雪颖;;深基坑工程流固耦合模型的发展进程与动向[J];四川建筑科学研究;2010年06期

3 丁俊;孙洪泉;;优化分形维数计算方法[J];四川建筑科学研究;2011年05期

4 刘琳;基于分维值的林区小班类型计算机自动识别[J];安徽农业科学;2005年10期

5 刘琳;;引入分维值进行南京市区土地利用分类[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年02期

6 王国艳;于广明;宋传旺;;初始裂隙几何要素对岩石裂隙分维演化的影响[J];地下空间与工程学报;2011年06期

7 舒志乐;刘保县;梁宁慧;李月;王道良;;基于数字图像处理的土石体粗料分形特性研究[J];地下空间与工程学报;2012年03期

8 葛美玲;蔺启忠;;基于遥感图像的城市形态分维计算网格法的实现[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2006年04期

9 葛美玲;蔺启忠;;基于遥感图像的城市形态分维计算网格法的实现[J];北京大学学报(自然科学版);2007年04期

10 黄小葳;分形维数计算程序的设计及其应用[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年04期

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2 张新伟;赵学观;焦维鹏;邵志刚;高连兴;;玉米种子内部机械裂纹扩展模拟及动力学分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

3 王明;李庶林;;声发射技术在结构安全监测中的研究与应用概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年

4 许勇;张季超;李伍平;;饱和软土微结构分形特征的试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

5 李智敏;苟先太;金炜东;刘娅;;微地震信号的分形特征[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

6 杜时贵;黄曼;罗战友;贾汝达;王一敏;;岩体结构面起伏幅度尺寸效应的试验研究[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年

7 张永波;何万龙;张利民;;基于采空区活化变形规律分析的注浆处治范围确定方法研究[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年

8 姜绍飞;;结构健康监测-智能信息处理及应用[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年

9 杨彦从;彭瑞东;;基于分形维数的图像分析方法研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年

10 郑俊娴;王远洋;;相催化剂微粒聚集分维特征的模拟研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年

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6 陶高梁;岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D];武汉理工大学;2010年

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8 于富玲;聚合氯化铁—腐殖酸（PFC-HA）絮体空间形貌的各向异性研究[D];北京林业大学;2011年

9 崔燕;微米级固体颗粒的分形及其与界面间粘附力的关系研究[D];中南大学;2011年

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4 杜俊;云南某露天矿山散体物料力学性能及工程应用研究[D];昆明理工大学;2010年

5 周杰良;7种室内盆栽观叶植物生态功能的比较研究[D];中南林业科技大学;2009年

6 赵静;油页岩热解渗透及内部结构变化相关规律实验研究[D];太原理工大学;2011年

7 何浩宇;岩石力学特性与其声发射分形维关系研究[D];武汉理工大学;2011年

8 王庆伟;岩体力学在煤体变形中的应用[D];河南理工大学;2008年

9 张长庚;近断层地震动的分形特性分析[D];大连理工大学;2011年

10 王魁;基于分形理论的复杂应力状态下高温低周疲劳短裂纹群体行为研究[D];大连理工大学;2011年

【二级参考文献】

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1 谢征芳,杨盛良,杨德明,陈朝辉;复合材料断口分形维数的测定[J];兵器材料科学与工程;1999年03期

2 李鉎,朱金兆,朱清科;分形维数计算方法研究进展[J];北京林业大学学报;2002年02期

3 鞠杨,刘彩平,谢和平;混凝土断裂及亚临界扩展的细观机制[J];工程力学;2003年05期

4 冯杰,郝振纯;CT在土壤大孔隙研究中的应用评述[J];灌溉排水;2000年03期

5 屈朝霞,张汉谦;分形理论在金属断裂方面应用的进展[J];钢铁研究学报;2000年02期

6 冯志刚,周宏伟;图像的分形维数计算方法及其应用[J];江苏理工大学学报(自然科学版);2001年06期

7 穆在勤,龙期威;金属断裂表面的分形(Fractal)与断裂韧性[J];金属学报;1988年02期

8 宋选民;潞安矿区构造裂隙分布特征的实测分析[J];矿山压力与顶板管理;2002年03期

9 谢和平,鞠杨;分数维空间中的损伤力学研究初探[J];力学学报;1999年03期

10 葛世荣,索双富;表面轮廓分形维数计算方法的研究[J];摩擦学学报;1997年04期

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2 任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期

3 刘伟韬 ,武强 ,李献忠 ,陈东印;覆岩破坏高度的实测与模拟方法研究[J];煤矿现代化;2005年05期

4 马占国;黄伟;郭广礼;陈占清;;覆岩失稳破坏的时变边界力学分析[J];辽宁工程技术大学学报;2006年04期

5 刘瑾;张观瑞;;煤矿开采引起覆岩移动变形规律的数值模拟研究[J];华北科技学院学报;2007年02期

6 赵小平;;煤矿开采引起覆岩移动变形规律的数值模拟研究[J];华北科技学院学报;2008年03期

7 李伟;;采空区覆岩失稳引发冲击性灾害机理[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年01期

8 李连崇;唐春安;梁正召;;考虑岩体碎胀效应的采场覆岩冒落规律分析[J];岩土力学;2010年11期

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4 杨逾;范学理;刘文生;赵德深;;覆岩离层注浆中注浆量的确定[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

5 李培现;谭志祥;闫丽丽;邓喀中;;采动覆岩裂隙发育数值模拟力学参数反演[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

6 刘昆轮;张传玖;;宽沟煤矿覆岩活动及应力演化的数值模拟研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2012年学术年会论文集[C];2012年

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8 易德礼;康永华;赵开全;;祁东煤矿高水压裂隙岩体综采覆岩破坏规律研究[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

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3 汪华君;四面采空采场“θ”型覆岩多层空间结构运动及控制研究[D];山东科技大学;2006年

4 尹增德;采动覆岩破坏特征及其应用研究[D];山东科技大学;2007年

5 李春意;覆岩与地表移动变形演化规律的预测理论及实验研究[D];中国矿业大学（北京）;2010年

6 常西坤;深部开采覆岩形变及地表移动特征基础实验研究[D];山东科技大学;2010年

7 胡青峰;特厚煤层高效开采覆岩与地表移动规律及预测方法研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

8 冯锐敏;充填开采覆岩移动变形及矿压显现规律研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

9 赵德深;煤矿区采动覆岩离层分布规律与地表沉陷控制研究[D];辽宁工程技术大学;2001年

10 张炜;覆岩采动裂隙及其含水性的氡气地表探测机理研究[D];中国矿业大学;2012年

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2 朱蕾;陕北煤层开采覆岩变形数值仿真模拟研究[D];长安大学;2009年

3 李磊;祁东煤矿高水压下原生纵向裂隙发育覆岩采动破坏研究[D];煤炭科学研究总院;2008年

4 魏义强;大采深条件下采煤活动引起的覆岩移动变形及破坏规律研究[D];太原理工大学;2010年

5 李阔;双层混合开采条件下覆岩及地表移动变形规律研究[D];太原理工大学;2011年

6 李青海;石圪台煤矿浅埋较薄煤层开采覆岩运动规律研究[D];山东科技大学;2009年

7 李少刚;综放采场覆岩大结构运动规律及失稳冲击灾害防治研究[D];山东科技大学;2006年

8 任强;采场覆岩变形破坏规律的数值模拟及敏感性分析[D];山东科技大学;2007年

9 王开元;厚松散含水层下薄基岩采场覆岩移动与开采参数研究[D];安徽理工大学;2013年

10 高建强;急倾斜煤层采空区覆岩稳定性预测研究[D];西安科技大学;2014年

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