利用分形理论定量研究青东矿地质构造对煤与瓦斯突出的影响

发布时间：2020-08-01 10:30

【摘要】：随着煤矿开采地质条件越趋复杂性以及开采深度向纵向深度发展的趋势,矿井瓦斯问题日益严峻,尤其是煤与瓦斯突出现象造成人员伤亡、井巷破坏现象将更加严峻。大量实际观测资料和研究成果表明,瓦斯突出具有明显的分区分带性,地质构造是控制突出分区分带的主导性地质因素。但对地质构造复杂程度及其与瓦斯突出关系的认识,仍然停留在定性分析和经验描述的阶段,缺乏系统的规律性分析和定量化描述。本文以实现利用分形理论定量的研究地质构造对煤与瓦斯突出控制作用为研究主题,探讨了井田7、8和10主采煤层的瓦斯地质规律以及运用分形理论定量研究断裂和褶皱构造复杂程度的方法;研究了各主采煤层的构造煤厚度变化特征,最后采用多指标参数的灰色模糊综合评判方法对瓦斯灾害危险性进行了定量评价,取得了以下几方面的结论:(1)采用计算机模拟方法,得出影响分维数变化的敏感性因素是断层的数目和断层的长度,为采用分形手段研究地质构造复杂程度机理提供了初步的理论基础。(2)提出了井田断裂、褶皱分维数的统计方法,做出了井田断裂、褶皱和煤厚变化的分维值等值线图。总的来看,三个煤层的构造复杂程度均比较高,其地质构造发育的总体特征与井田内主要断层分布及其发育程度有着紧密的联系。(3)提出了表示煤厚变化复杂程度的分维数统计方法,实现了定量研究煤厚变化复杂程度。同时也表明了本次提出的煤厚变化分维数统计方法的准确性,以及运用分维数来表征煤厚变化是可行的。通过对煤体结构特征进行测井曲线解译,分析构造煤的分布特征。(4)选用瓦斯含量、断裂、褶皱、煤层厚度、煤厚变化、构造煤厚度等因素,运用灰色模糊综合评判方法对井田7、8和10煤层瓦斯突出危险性进行了定量评价。7煤层安全区分布面积较小,一部分分布在井田东南部的浅部地区;另外在10东2、12-3、13东2孔处为安全区域。突出危险区域大部分分布在勘探线7-8线与勘探线9西线之间的深部区域;另外在井田东南部和西南部浅部区域也存在着突出危险性。其余的区域都是从危险区过渡到威胁区,威胁区占有井田面积的大部分。8煤层7线到8线的浅部地区、8线到10线大部分地区都是危险区。明显8煤层的突出危险区较7煤层的大,在井田西部F24、F25较大断层处也从威胁区转变成危险区。10煤层瓦斯危险区域明显减小,只是在井田东部局部、中部局部、西部局部地区是危险区域,其余皆为威胁区与安全区。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13
【图文】：

技术路线图

示意图,煤矿,示意图,地层

图 2 青东煤矿交通位置示意图Figure 2 Schematic diagram of traffic position in Qingdong coal mine矿井东至大刘家断层，西面以 F9断层为界，东西方向长度 13Km[35]；从南面的石太原组顶界灰岩露头线到北面 F19断层和 3-2 煤层-1200m 水平投影界线[36]，宽约 3.5.5Km，矿区面积 54.1394km2。由井田的地质条件，确定将全井田分为三个水平方向开采；标高分别为-585m；-585m～至-900m；-900～-1200m。.2 地层与煤层.2.1 地层经过地层钻探技术得知，下伏地层自上而下排列是：新生界松散层；二叠系的上石盒子组以及山西组[37]；石炭系的太原组和本溪组。地层自下而上为：（1）奥陶系（O）根据其他位置钻孔（2-1 孔），有揭露厚度为 14.97m 的中下统老虎山组～马家沟O2l～O1m）地层[38]，系为石灰岩，灰褐色，其中裂隙、溶洞较为发育，质不纯，具状构造，具有致密性脆的特点[39]。

构造纲要图,最大落差,小倾角,三维地震勘探

小倾角、产状平缓；向斜形态地层南北两翼行地质勘查和三维地震勘探发现：矿区共有主要沿着近东西向和北东向展布，北西方分，最大落差约为 100m 的有 22 条，50~100 37 条，小于 10m 的 121 条。除此之外，仍量多，全区利用地震、钻探和测井资料，共要断层一览表见表 2-4.向、倾向和落差的区别，编制矿区玫瑰花图 10m 时断层的走向较为一致，主要是北东是南东向和北西向较为发育，伴有少量的东

【参考文献】