矿区断裂分形特征及其与冲击地压相关性分析

摘要

冲击地压发生机理复杂,影响因素较多,而断裂构造是冲击地压发生的重要地质因素,甚至对冲击地压有控制作用.为定量研究不同矿区的断裂构造分形维数与冲击地压发生次数、位置的相关性,以同一区域相同地质条件下的鹤岗南部矿区和东荣矿区为工程研究背景,基于地质动力区划法确定不同矿区的断裂构造,并以此为研究对象,利用分形几何理论,统计计算2个矿区的断裂分形维数,分析各矿井的分形几何特征.结果表明:(1)在2.00,1.00,0.50,0.25 km的分形尺度下,鹤岗南部矿区和东荣矿区的断裂构造具有空间分形几何结构特征和统计自相似性;(2)在2.00 km的分区网格尺度下,不同矿区的矿井断裂分布有明显的差异性,且断裂分形维数越大,其复杂程度及发育程度也越高;(3)在相同的分区标度下,矿区断裂分形维数与冲击地压发生次数有较好的对应关系,断裂分形维数越大,冲击地压发生可能性也越大;(4)断裂分区分形维数与冲击地压空间位置存在耦合关系,断裂分形维数较小,则冲击地压集中分布.由此说明同一区域地质背景下不同矿区的断裂分形维数与冲击地压发生次数、位置有较强的相关性.