礦井涌水量滲透系數(shù)構(gòu)造分形優(yōu)化研究

徐 慧，牟 義，牛 超

(1.煤炭科學技術研究院有限公司 安全分院，北京 100013；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室 ，北京 100013；3. 西安科技大學 地質(zhì)與環(huán)境學院，陜西 西安 710054)

0 引 言

滲透系數(shù)是水文地質(zhì)中最常用的評價參數(shù)，不僅是含水層富水程度評價重要指標，更是礦井涌水量預計、信息融合突水預測、巖體穩(wěn)定性評價等定量計算的重要指標。在礦井水防治過程中，構(gòu)造應力場的影響無處不在，導致斷層、褶曲等構(gòu)造具有分區(qū)和不均一性，而斷層、褶曲的不同發(fā)育程度決定著巖層滲透率的變化，影響到礦井涌水量預測精度。因此，能否用數(shù)學語言準確定量地描述地質(zhì)條件的復雜程度對了解特定區(qū)域(采區(qū)、巷道、工作面等)內(nèi)的巖體滲透性至關重要。

目前，不同領域的學者、專家針對滲透系數(shù)優(yōu)化方面做了大量的研究。張道勇[1]發(fā)現(xiàn)了從傳統(tǒng)意義上的抽水試驗或室內(nèi)模擬試驗獲得的滲透系數(shù)值作為參數(shù)計算會帶來較大誤差，滲透系數(shù)尺度效應帶來的這種誤差具有普遍性，如何利用分形理論找到實際含水層滲透系數(shù)是重要的研究方向。肖紅宇等[2]將土體孔隙比表面積分形模型引入土體滲透性的研究。褚衛(wèi)江等[3]在固結(jié)算例中優(yōu)化了分形滲透系數(shù)模型，將模型通過數(shù)值計算，顯示具有良好的規(guī)律性。齊釩宇等[4]將分形理論應用到礦床和元素的預測評價中，尋求分布和富集規(guī)律。張彥洪等[5]通過采用信息維數(shù)來尋找裂隙密度與滲流的相關性。……