分形研究在唐山煤矿铁三、铁四区构造预测中的应用

矿井断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性，它是断层数量、规模、发育程度、组合方式的综合体现，分维值越高，则构造越复杂，对煤矿生产的影响越大。应用分形理论，对唐山煤矿的铁三、铁四采区进行了深入的研究，定量评价了研究区的构造复杂程度，并预测了研究区的断层数量。     

平顶山五矿己16—17煤裂隙分形特征及其研究意义

平顶山五矿己１６－１７煤中裂隙的计盒维数法量测结果表明,分维数在１．０￣１．３之间,且距断层越近分维数值越大,为断层的预测提供了一种可供参考的定量方法;同时探讨了分维数在煤层气储层评价中应用的可能性。     

河北平原地区断层系的分形特征分析

断层形成机理的复杂性和时空展布的不规则性,传统的评价方法往往很难取得令人满意的定量化结果,应用分形理论可以对断裂构造系进行定量评价,断层分维是断层数量、规模、组合方式及动力学机制的综合体现,因此分维值的大小可以作为断层构造复杂程度一个定量化指标。运用分形理论,对河北平原区主要断裂构造带进行了定量评价。得出河北平原区NNE向分维值为1.358,纬向断层系分维值为1.183,河北平原区活断层系空间分维值较高,这和研究区地震活动频繁、地质灾害多发一致。最后对河北平原区、渭河盆地和川滇断层系分形值和地震活动性进行了分析对比,发现地震空间分布和分形值的大小有对应关系,且渭河盆地、川滇的分形值大于河北平原地区,河北平原所发生的地震多沿NNE向呈带状分布。     

基于GIS的地质构造复杂程度综合评价——以皖北任楼煤矿7煤层为例

根据皖北任楼矿区的实际情况,选择了构造位置、顶底板岩石、煤层厚度变化、断层分维数等作为评价因子。运用GIS的缓冲区、叠加、空间分析功能,采用多层次模糊分析方法,评价了任楼煤矿7煤层构造复杂程度,其结果与断层密度有较好的对应关系。      

地质构造量化指标的网络化统计算法研究

评价指标的和量化获取是地质构造定量研究的基础性工作，探讨了断层构造定量评价指标的网格化剖分，地质信息的存储与提取，评价指标的统计算法。断层构造的主要量化指标包括新层要数，断层长度，断层密度，断层强度和分维值等。设计的统计算法，从搜索断层与网格ID之间的映射关系入手，统计层经过的各结点的指标值，仅对断层各结点邻近的网格ID进行搜索，减少了搜索点个数，提高了计算速度和准确度。     

基于模糊综合评判法的地质构造复杂程度评价——以许厂煤矿330采区为例

矿井地质构造是影响煤矿安全开采的首要地质因素。鉴于许厂煤矿330采区构造特征和发育规律不清,为合理安排生产和正确选择采掘方式,在分析整理现有采掘地质资料的基础上,按照400m×400 m把许厂煤矿330采区划分成44个单元,选取了断层密度、断层强度、平面褶皱强度指数、分维值四个定量评价指标,采用模糊综合评判法对3下煤层的构造复杂程度进行了分析评价。评价结果表明:属于Ⅰ类的有25个单元,Ⅱ类的有7个单元,Ⅲ类的有6个单元,Ⅳ类的有6个单元,开采实际揭露情况与评价结果基本一致,基于模糊综合评判法的地质构造复杂程度评价基本可靠,可为矿井的高效安全生产提供一定的指导依据。     

煤矿断层构造复杂程度的非线性分析

煤矿中断层构造对开采条件、瓦斯突出、矿井突水等都有显著的影响。以陈四楼煤矿为例,利用分形理论计算了深部采区断层构造的分维,对断层构造的复杂程度进行了讨论和划分;分析了不同区域断层构造分维值出现差异的原因;建立了断层构造分维与矿井突水单位涌水量的对应关系,随断层分维的增加,矿井突水的单位涌水量也将随之增大。研究区的断层分维在0.7925～1.4534,断层总体的复杂程度为中等。     

分形概念及其在构造地质研究中的应用

分形理论是现代非线性科学中的一个重要的分支,是科学研究中一种重要的数学工具和手段。分维值可以定量描述断裂分布的复杂性,它是断层数量、规模、发育程度、组合方式的综合体现,分维值越高,则构造越复杂,对煤矿生产的影响越大。简述了分形基本概念和常用分形维数的几种计算方法,通过实例重点介绍了分形理论在油气构造和矿井地质构造研究领域中的应用状况。     

芦岭煤矿8煤层地质构造复杂程度综合评价

为提高芦岭煤矿8煤层地质构造复杂程度综合评价的准确性,在对其定性评价的基础上,遴选了断层密度、断层强度、断层走向影响指数和褶皱平面变形系数4个评价指标,采用灰色模糊综合评价方法对其进行了定量评价,得出了芦岭煤矿8煤层地质构造复杂程度定量评价结果图,划分了构造简单、构造中等、构造复杂和构造极复杂4类构造复杂程度等级。经对比,评价结果与煤矿实际揭露情况基本一致,证明了评价的合理性,为备采区Ⅲ一采区8煤层的采掘提供了科学依据。      

矿井地质构造定量评价模型探讨

分析了应用于矿井地质构造定量评价的数学方法的研究现状及其优缺点,论述了灰色模糊综合评判和分形理论的基本原理和操作方法,提出了将断层分维值作为模糊综合评判的评价因子对矿井地质构造进行定量评价的新思路。      

R／S分析及矿井瓦斯涌出量的分形预测

介绍了分形理论中的时间序列（R／S）分析方法，讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法，并将其应用于矿井瓦斯涌出量预测。通过对矿井瓦斯涌出量时间序列的分形处理，根据极差、标准差的结构分维值的大小，对矿井瓦斯涌出量的增量趋势做了分形预测。     

淮南矿区潘三矿构造发育规律定量研究

本文采用煤层构造形态空间分析、断裂要素数理统计分析等方法,并引入断裂分形维数指标作为刻划断裂构造发育强度的指标之一,对准南矿区潘三矿地质构造进行了定性—定量分析,揭示了矿井地质构造发育的南北分带性和东西分区性特征。     

矿井构造系统的混沌时间序列分析

基于实测的煤层底板的倾角、断层强度、断裂信息维等描述矿井地质构造的指标数据,依据地质构造具有自相似的特性,模拟了矿井地质构造演化的时间序列,并通过重建相空间的方法,计算了时间序列的关联维。实例分析表明:矿井地质构造系统的状态吸引子为混沌吸引子,其演化具有混沌特征;揭示了描述矿井构造系统相空间所需的状态参量维数的大致范围;倾角累计值指标包含了褶皱和断层的多重信息,更能反映系统的混沌特性,其反映的维数更接近于描述混沌系统相空间所需的维数真实值。该方法对矿井构造定量预测和矿井地质保障系统研究具有重要的实践意义。      

不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形特征及其对渗透性的影响

煤的孔隙-裂隙结构特征是研究储层渗透性的关键问题。为了定量描述孔隙-裂隙结构的复杂程度,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田原生结构煤和碎裂结构煤为研究对象,基于压汞实验数据和扫描电镜（SEM）图像,采用Menger分形模型和计盒维数方法,分别计算不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形维数;同时采用不同孔径段的孔隙体积比作为权重值,计算得到孔隙综合分形维数,探讨孔隙-裂隙结构分形维数和渗透率之间的关系。研究结果表明,脆性构造变形作用对孔隙整体复杂性,裂隙孔、渗流孔复杂性以及微观裂隙复杂程度均具有积极改造作用,对吸附孔结构复杂性具有均一化作用;微观裂隙分形维数与渗透率具有较高非线性关系,脆性构造作用改造下形成的碎裂煤,其具有的孔隙-裂隙结构优势配比是决定储层高渗透性的关键。因此,建议优先考虑弱脆性变形的碎裂结构煤为主体的断层、向斜和背斜区域进行煤层气抽采。      

朱仙庄矿断裂分形研究及其对瓦斯赋存的控制

在系统分析断裂构造的基础上,应用分形理论与方法,采用盆维数法对朱仙庄煤矿断裂网络进行复杂程度评价。评价结果表明:矿井断裂构造总体偏于复杂,分维值大于1.2的复杂单元约占总数的66.7%,研究区东南部和中偏北部构造偏于简单。通过对分维值与断裂构造的对比研究,认为分维值是评价朱仙庄矿断裂网络复杂程度较为可靠的指标,8煤层瓦斯含量以F10断裂为界呈现北低南高的趋势,与分维值耦合较好,表明分维值可作为矿井瓦斯突出预测的指标之一。     

安阳矿区双全井田岩性结构与煤体变形的关系

煤体变形程度控制着煤与瓦斯突出和煤层气的可开发性,煤体结构空间展布预测是人们长期关注的焦点。以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,以安阳矿区双全井田为例,通过计算岩体强度因子和分形维数,系统探讨了岩性结构对煤体变形的影响。研究表明,岩体强度因子和分形维数与断层和测井曲线判识的煤体结构之间存在密切关系:低强度因子和分形维数区,煤体易发生韧性变形,软煤发育;高强度因子和分形维数区,煤体(和岩体)以脆性变形为主,以断层发育为特征。这一结论为井田构造发育特征和软煤空间展布所证实。岩体力学和分形几何学的引入,为煤体结构空间展布区域预测提供了一种新途径。     

基于分形维的龙门山断裂对震后次生山地灾害 控制的定量研究—以北川县为例*

利用几何分形学的方法,测算了北川县及邻区区域内龙门山断裂的总体分形维和各分带的分形维.再分别对研究区灾害点分布进行总体分形维和各分带分形维测算.通过分析分形维测算结果以及灾害点分布密度,结果表明,断裂带各分带的分形维差异很好的体现了龙门山断裂的构造变形特征.并与各分带的灾害点分布密度呈正相关关系;灾害分布分形维是灾害点分布均匀程度的体现,与断层分布的复杂程度和灾害点分布密度无关.定量的证明了断层分形维、灾害分布分形维和灾害分布密度三者的关系,成功的以定量的形式分析了龙门山断裂对震后次生山地灾害分布的控制.