岩溶区顶板沉降特点及覆岩裂隙分形维数变化研究

作者

王羽扬李剑李元林张勇刘勇张毅韩连昌
单位

中国矿业大学（北京）能源与矿业学院贵州大学矿业学院中国矿业大学（北京）应急管理与安全工程学院徐州中矿大贝克福尔科技股份有限公司贵州盘江精煤股份有限公司
摘要

以贵州某矿为工程背景，通过物理试验、理论推导、数值模拟等研究手段，对其岩层运移演化规律进行研究。建立了基于灰岩顶参数的岩梁力学分析模型，推导了其应力分量表达式，运用MATLAB绘制得到应力云图，计算了灰岩顶的初次及周期来压破断步距，并总结了抗拉强度参数对灰岩顶初次及周期破断步距的影响规律。通过构建灰岩地层数值模型，对上覆岩层的垂直应力分布特征、顶板沉降位移特征进行了分析。通过分形维数表征采动覆岩裂隙场空间占位，给出了一种计盒维数程序设计及计算方法，在豪斯多夫空间中，揭示了覆岩裂隙扩展演化规律。分形迭代结果表明：覆岩裂隙分形维数随推进长度的变化可分为4个阶段，研究结论可为进一步明确这种关系提供研究借鉴。
关键词

岩溶区顶板沉降覆岩裂隙分形维数
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51904303,51964008)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2021YJSNY28)；
文章目录

1 地层结构特征
2 顶板沉降特征力学试验分析
2.1 岩样密度测定
2.2 实验结果
2.3 力学参数对破断步距的影响
2.4 破断步距变化规律
3 顶板沉降特征数值模拟分析
3.1 采动覆岩垂直应力变化分析
3.2 采动覆岩垂直位移变化分析
4 覆岩裂隙分形特征
4.1 分形维数计算
4.2 计算结果分析
5 结论
6 讨论及展望
引用格式

王羽扬,李剑,李元林等.岩溶区顶板沉降特点及覆岩裂隙分形维数变化研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(04):679-690.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0247.