基于分形理论确定地下煤层自燃火区范围.pdf

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1、第4l卷第3期煤田地质与勘探Vl01．4lNO．32013年6月CQALGE0IoGY&EXPIoRJun．2O13文章编号：1001—1986(2013)03—0015·03基于分形理论确定地下煤层自燃火区范围李峰，刘鸿福，张新军，王闻贵，李伟，王晓彦(太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024)摘要：探测地下煤层自燃火区位置与范围较为有效的方法是地面氡气测量。针对传统地面氡气测量方法存在特定条件限制、地球化学意义不明显的不足，通过分析地下煤层自燃火区地面测氡采集到的数据，分别应用传统方法和分形理论的含量一总量法、含量一周长法确定氡值的异常下

2、限。通过比较三者确定的异常下限以及所圈定火区范围的不同，发现分形方法圈定的火区范围更加合理。关键词：煤层自燃；含量一总量法；含量一周长法；氡值异常下限中图分类号：P631．6文献标识码：ADOI：10．39690．issn．1001-1986．2013．03．004DeterminationofspontaneouscombusionextentincoalseamsonthebasisofthefractaltheoryLIFeng，LIUHongfu，ZHANGxinjun，WANGWengui，LIWei，WANGXiaoyan(Colleg

3、eofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Theefectivewayfordetectionofthepositionandtheextentofspontaneousfireinundergroundseamsistomeasuretheradononthesurface．Aimingattheinsufisancethattherearerestrictionofspecificconditionsandthegeochemi

4、calsignificanceisnotclearinradonmeasurementonthesurface，throughtheanalysisofunder-groundcoalcombustiondatacollectedbyradonmeasurementonthesurface，thepaperusesthetrationalmethod，thecontent··summethodofthefractaltheoryandcontent··perimetertodeterminethebottomlimitofradonanoma-li

5、es，Throughcomparison，thebottomlimitofanomalieswasdetermined，anddiferentextentoffirezonewaslo-cated．Itwasfoundthatthethefireextentlocatedbyfractalmethodwasmorereasonable．Keywords：coalspontaneouscombustion；content-summethod；content-perimetermethod；boaomlimitofradonanomaly地表探测煤矿地

6、下煤层自燃火区位置与范围，和异常值具有各自独立的幂指数关系[61，分形方法在国内外至今较为有效的方法是地面氡气测量⋯。的提出使人们对整体与部分关系的思维方法由线性氡以“团簇”[2】形式从地下深部迁移到地表附近，用进展到非线性的阶段【4】，因而利用元素的分形分布测氡技术探测自燃煤层的位置和范围具有其他物探求出其异常下限成为可能[7】。本文首次引用非线性方法不能比拟的优点。刘鸿福等[3】所研究的低放射科学的分形理论确定地下煤层自燃火区测氡数据的性介质氡析出与温度的关系表明：氡的析出量随温异常下限，实践证明此种方法是可行有效的。度的升高而增大，且介质湿度

7、越大，氡随温度升高1分形模型原理的析出量越大。所以火区上部氡浓度较高，在地表形成放射性异常场，火区周围氡浓度逐渐降低，在1．1分形理论地表逐渐恢复为放射性正常场，即本区域的背景场。自从Mandelbrot于1967年提出分形概念以来，为了区分异常场和背景场，圈定地下火区的位置与该项技术在地质学和地球物理学中得到了广泛应范围，需要准确确定测氡数据的异常下限。用[sq0】。所谓分形，是指局部与总体具有某种相似传统方法确定异常下限，是以数据的平均值与性的形状，即具有自相似性，而自相似性就是局部2倍标准差之和划分，但该方法仅适用于数据是正与整体在形态、功能

8、和信息等方面具有统计意义上态分布或经过一系列数学转换符合正态分布的情的相似性。况，同时其地球化学意义不明显【4】。元素的背