基才容量维指标定量评价卜弋煤矿断层复杂度.pdf

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1、2014年第39卷第6期能源技术与管理V01．39No．6EnergyTechnologyandManagementdoi：lO．3969／j．issn1672-9943．201406．008基才容量维指标定量评价卜弋煤矿断层复杂度李磊，王盼盼(山东泰山地质勘查公司，山东泰安271000)[摘要]运用分形分维理论方法选择容量维指标对I、．弋矿的矿井断层复杂程度进行了定量评价，并应用MAPGIS生成相关的评价专题图。结果显示断层容量维在空间分布特征上与矿井断层的展布特征一致，MAPGIS对地质要素的属性数据能够进行有效的管理和存储，而且方便查询，在评价数据分析以

2、及显示方面直观形象，表现出良好的优势，在一定程度上改进了传统的评价手段。[关键词]容量维；MAPGIS；断层复杂度；定量评价[中图分类号]P624．6[文献标识码]B[文章编号]向NNE的竹巷村正断层之间，并受到后期北西西1矿井概况向新华村右旋平移正断层的切割破坏。井田的主卜弋矿区总体构造形态为一NE倾伏的斜歪要部分为该背斜的sE翼，地层总体倾向NNE，倾背斜，该背斜位于走向NE的卜弋桥逆断层和走角较平缓，在5。～12。之间，如图1所示。图1I、弋矿区构造纲要图2分形与分维似)性质的集合。设F是平面上包含在一个矩形中的一个有界1973年，法国数学家曼德布罗特(

3、B．B．点集，矩形被分割成若干个边长为的小方格，Mandelbrot)最初定义分形是其“Hausdorff”维数严于是一定有某些小方格内包含F中的点，包含F格大于其拓扑维数的集合”，后来又修改了定义，强调分形是具有自相似(包括统计意义上的自相中点的小方格数目记为Ⅳ，则容量维为：2014年12月24李磊，等基于容量维指标定量评价卜弋煤矿断层复杂度Dec一2014Ok(F)=lim一lim气断层、节理和显微断裂本身是不规则现象，在、，几何学、运动学和动力学特征上具有统计意义上嚣、的自相似性，这些研究就是分形思想在构造地质1．0＼v：一1．4261+8．8306X,

4、研究中的体现。因此，运用分形几何理论描述断裂0．5~R=0．9989＼构造的分布规律及断裂对矿产的控制作用成为可a123456能_l_l0]。一0·方格网距对数值(a)全区数据拟合3l、弋矿断层容量维评价3．0气分维值的测算方法较多，如码尺法、网格(箱2．5形)覆盖法、康托尘集法等Il0]，本文即采用简便易2．0行的网格覆盖法。1．53．1断层容量维数据的获取l_0v=一1．2422x+7．8106＼结合卜弋煤矿的煤层底板等高线平面图，将0．5R：O．9916＼评价矿区依次按500m×500m、250m×250m、01234567辍莨辍蜒125m×125m、6

5、2．5m×62．5m划分成若干个小方格网距对数值3221lOO的网格，然后统计出评价单元内包含断层迹线的O5O5055(b)单元15数据拟合小方格数，如表1所示。表1I、弋矿断层构造网络容量维计算原始数据理l各单元中覆盖有各单元中覆盖有堕断层迹线的格子数盟断层迹线的格子数元网格网格网格网格元网格网格网格网格难＼号间距间距间距间距号间距间距间距间距v=一1．1700x+7．229962．5m125II1250m500nq62．5m125m250m500I1R2=0．9974＼11O521176221I12345622O83118259413O00O1915831

6、方格J碉距对数值(c)单元28数据拟合47421200000图2全区及部分单元的统计数据双对数线性拟合525l1412l1572l6221O4l2294313．2断层容量维数据的处理及结果的显示7952l23381441由于MAPGIS6．7软件具有比较强大的图形数8842l24521641据和属性数据处理、管理、编辑和显示的功能，因9521l2543144l此，根据经验和实际生产需要运用MAPGIS6．7对1O3615412630124l断层容量维数据进行处理和成果显示，生成断层11721127301041容量维值评价成果图如图3所示。图3中D>1．4O12

7、4l164l28l1521的区域划分为极复杂区，1．40>D>1．20的区域划131793l291873114105213014321分为复杂区，D<1．20的区域划分为简单区。1514631合计5432188128从图3中可以看出，断裂构造最为复杂(分维166531平均18．17．272．70．93值最大)的单元有：5、6、10、12、18、23、24、25、26、接着对统计数据进行双对数线性回归分析，27、29。对应的地段主要有3处：单元l0对应的是拟合的直线的斜率即为该单元的断层容量维值，以卜弋桥逆断层、F断层、卜弋桥逆断层组等断层全区及部分单元的统计数

8、据双对数线性拟合如图交叉的区域；分维值