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94基于地质构造的煤与瓦斯突出预测研究

发布时间:2016-08-13 14:11

  本文关键词:基于地质构造的煤与瓦斯突出预测研究,由笔耕文化传播整理发布。


6鹤壁六矿井田断裂构造的分形评价;Q是观测值乃与回归值乃之差的平方和,它反映了观测;由以上分析可知,数据M的总波动0是由两方面引起的;对于给定的一组数据6%∥,(1=1,2,3,……;,z;旦;r2的大小能反映x与y之问线性关系的密切程度;r2;!理;l一旦;l口l";H=;(6-19);可见,I,I≤1,一1≤,≤l,当Q很小时,Ir;6.6鹤壁六矿井田断

6鹤壁六矿井田断裂构造的分形评价

Q是观测值乃与回归值乃之差的平方和,它反映了观测值偏离回归直线y=a+bx的程度;U是回归值与平均值),之差的平方和,它反映了因素工与变量),线性关系的密切程度。

由以上分析可知,数据M的总波动0是由两方面引起的,一方面是由于工的变化所引起的波动U,我们称它回归平方和;另一方面是由除了工之外的其它偶然因素引起的y的波动Q,我们称它剩余平方和。

对于给定的一组数据6%∥,(1=1,2,3,……,刀),如果点伍,.∥的分布接近予一条直线(即工与y的关系密切),则Q值很小,而u值大,说明回归效果好,也就是说u值在总波动,”中占的比重越大越好,反之效果则差,今用,2表示比值/u/。一。即

,z;旦

r2的大小能反映x与y之问线性关系的密切程度。(6—18)

r2;!理;l一旦

l口l"

H=

(6-19)

可见,I,I≤1,一1≤,≤l,当Q很小时,Irl接近于1。说明线性关系很密切,这时回归方程有实际意义;当蟛很大时,,接近于O,说明x与y之间没有密切的线性关系,硬配的回归直线没有实际价值。因此,在统计中通常就用,作为x与),之间关系是否密切的一个统计量,称之为相关系数。

6.6鹤壁六矿井田断裂构造复杂程度分形评价

6.6.1鹤壁六矿V级断裂图整体分维计算

本论文通过对比例尺为1:10000的鹤壁六矿V级断裂图的分维计算来进行断裂构造复杂程度进行评价,鹤壁六矿V级断裂及分维计算划分图见第三章图3—14。

应用盒维数法测量鹤壁六矿V级断裂图上断裂分布的分维数,所选尺度F的大小对于分维口所反映的物理意义有重要影响。也就是说无标度区间的选择是非常重要的,分

辽宁工程技术大学博士学位论文

维对象只在一定的尺度范围内有分维特征,这一尺度范围称为无标度区间,在无标度区间以外所计算的分维数是不准确的。为了研究断裂的几何分布特征,本文采用鹤壁六矿比例尺为1:10000的V级区划断裂图为研究对象。尺度经试验取lOOmm、50mm、25m、lOmm、5mm、2mm。鹤壁六矿V级断裂分布的分维值计算结果见表铲2.

表6-2鹤壁六矿V级断裂粗视化网格结果

I网格边长。

I包含断裂的

腑格数N(r)10050251052分维D1.241l相关系数RO.9963110025379615934280

从以上计算可得,V级断裂图在2~50咖区间上存在很好的自相似性,拟和效果很好,相关系数检验值为0.996,分维值D为1.2411.V级断裂图的分维拟合图见图6-6。6.6.2回归模型的参数估计(1)一元回归模型

由鹤壁六矿V级断裂粗视化网格结果可以得出:

j;Zx,;2.7235

F:娶:5.9979

∑#=55.245

∑拜=232.52

∑‘乃=84.684

肛=』生—i————一=』七————一=-I.241∑(^一刁∑工;2一麻2.∑(t一动(乃一刃∑“Y,一啊)

风=Y一屈X=9.378从而拟合直线t=9.378—1.2411X;

6鹤壁六矿井田断裂构造的分形评价

图6-6V级断裂分维拟和图

^^’

Ui2只一Y,2y,-4-6Xi

掣:之∑◇一6五)一∑¨屯)舢∑鼢。

j华=夏=o(6-2∞

yl=口七bxI+tli

由多l=a+sx|),,=夕,+反j∑y,=∑夕,+∑磊。

(6—21)?.。∑五,=o

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cov皖五)=丢∑◇一歹弦=o§∑◇一歹≯=o

j∑弦+∑茹≥∑如+歹∑五j∑弦(6-231j∑弦=∑k+占五≯--Eaa+E,;xp

≥五y露+占罗r五=五.o+5.0=0

从上述四式可以得出估计残差和为零、Y的真实值和拟合值有共同的均值、估计残差与自变量不相关、估计残差与拟合值不相关;再由高斯一马尔科夫定理得出估计量的统计性质为线性、无偏性、最小方差性。

(3)参数估计量反、A的概率分布

相关系数R=---0.996估计量众、磊分布是X的线性组合,因此反、A的概率分布取决于Y的分布特征.在∥是正态分布的假设下,Y是正态分布,则众、A也服从正态分布,因此:

衲c屈,彭0-2聊(风景∽

A、A的标准差:(6_z4)仃赢=√;面仃A=√:了j:夏?面

它的的无偏估计量毋2=∑q2/(n-2)替代时,可构造如下统计量(6—25)∽变量的显著雠验自(3瑚,AⅧcA,昏柚稹黝,耥硅用

2擘叫神,

首先对总体参数提出假设妒z6,

风:肛=O风:A≠0以原假设风构造f统计量,并由样本计算其值f:且%

6鹤壁六矿井田断裂构造的分形评价

在定显著性水平a;0.01,查f分布表,得f>临界值b,:0—2),则拒绝日。,接受珥,其回归效果显著。(5)参数的置信区间在(4)中已经知道:f:堡二盈~f@~2)

sA

意味着,如果给定置信度(1-a),从分布表中查得自由度为(n.2)的临界值,那么t/直处在(-ta/2,ta/2)的概率是(卜a).表示为:P(-f{<f<‘1)=l一口

即:P(-tl<经曼<k):I一口1I

s鞋

P(房一≮×%<届<房+唾xs))--1一口

6.6.3(6—27)分维分布特点及断裂网络的复杂程度评价

把块段的分维值赋给该块段的中心点,,然后用SURFER软件进行样条插值,绘制出井田断裂构造分维等值线图(图6—7)。

将工程图上发生突出的位置与图6—7进行对比,可以发现鹤壁六矿以前所发生突出位置的断裂分维值基本上与井田范围中断裂分维值较高的位置相对应.由此我们可以将区域分维值作为煤与瓦斯突出区域预测的指标来对生产进行指导,井田断裂构造的分形维数与矿区突出危险性之间存在近似的正相关关系。矿区发生突出程度越严重的区域,构造分维数越高。因此综合考虑井田中断裂构造对突出影响的构造分维指标,是一项较为有效的瓦斯突出预测指标.本文是对地质构造分形特征与瓦斯突出关系的探索性研究,尚须在突出预测实践中不断充实完善。随着对影响突出的各项因素,如地质构造、煤体破坏程度、瓦斯涌出量等因素分形特征研究的深入,将会不断加深人们对突出机理的认识,提高突出预测的准确程度。

通过对鹤壁六矿构造应力计算结果(图4一lO)和区域分维值计算结果(图6—7)进行综合分析认为,区域断裂系统的分维值越高、应力变化的梯度越大,发生煤与瓦斯突出的危险性就越高。100

 

 

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