矿井断裂构造分形特征及其对冲击地压影响的研究

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。