基于分形和曲率评价的构造复杂矿井瓦斯地质规律分析

发布时间：2024-07-06 07:21

　　煤层瓦斯赋存受矿井构造条件控制,构造复杂程度的评价和研究对预测瓦斯突出灾害至关重要。文章基于某矿瓦斯地质资料,通过利用分形计算和曲率评价相结合的方法,分析了主采煤层构造复杂程度,探讨与预测了矿井瓦斯地质规律。研究发现矿井瓦斯分布受矿井断层影响明显,并据此划分了3个瓦斯地质单元,整体上瓦斯分布随煤层埋深增加而增大,但在局部区域内异常分布;矿井分形维数和曲率计算分别介于0.6～1.838 2和(5～35)×10^-5之间,分形维数和曲率值均与瓦斯含量正相关,但在构造简单区域内异常点同样暗示出瓦斯的不均一分布特征,高挤压应力环境下的断裂构造是造成瓦斯异常分布的主要原因;结合矿井构造分析发现煤层中"低构造分维值和高曲率值"叠加区域是高瓦斯突出危险区域。研究结果为矿井瓦斯预防提供指导。

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图1矿区构造位置

图1矿区构造位置分形方法为煤层中断裂的定量研究提供了一种新的评价方法,利用计算结果获得的等值线图能准确反映出构造复杂程度、分布范围和延伸方向[5],也能反映出瓦斯赋存和分布的影响程度。本次研究采用计盒维数法,以研究煤层底板等高线图(1∶5000)上的构造资料为基础进行计算。

图2研究区构造纲要

利用设定的正方形网格对煤层底板等高线进行差分计算,其中网格划分结构如图5所示,按照下列中点公式对煤层底板等高线进行差分。对于BI方向有:图4第一块段ln(1/r)-lnN(r)回归直线

图3研究区构造及其分布

图3研究区构造及其分布图5网格差分示意

图4第一块段ln(1/r)-lnN(r)回归直线

图4第一块段ln(1/r)-lnN(r)回归直线Ζ"=f(xi+1,yj)-f(xi-1,yj)2△h(3)

本文编号：4002254