樊 敏

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710054)

煤层顶板水害是影响和制约矿井安全开采的重要因素之一，顶板水害出现的条件需要含水层作为充水水源和裂隙作为充水通道[1-4]，而构造裂隙发育区域一般富水性相对好，也能作为导水通道或者使区域导水裂隙带异常发育，造成矿井充水强度增加。构造特征在含水层富水性评价中的应用能使评价结果更加切合实际。

矿井位于渭北煤田东北端边缘，主采5煤层，工作面回采掘进过程中顶板淋水现象明显，水源为5煤的直接顶板——山西组底部H2-4砂岩含水层，对采掘工作影响较严重。

1 井田构造概况

井田内以延伸距离较小的宽缓褶曲为主，部分褶曲如ZX5-1、ZX5-3延伸长度可达到2 000 m，褶皱轴向以北西向和近东西向为主，次为北东向，轴向相近的褶皱平行排列，表现出波浪形起伏状态，如图1所示。

2 构造特征量化

采用分形维数来量化褶曲在井田内的分布特征。具体计算过程如下：以经纬网格为依据，划分井田为若干个边长为r=500 m的正方形块段(图2)，统计各块段的褶皱轴线数量，再将每个块段分为边长250 m与边长125 m的小网格，统计每个已编号块段中有褶皱轴线通过的网格数，记为N(r)；以[lgN(r)，lgr]为坐标点，将其投放在lgN(r)-lgr坐标系中，所得拟合直线斜率的绝对值即为该网格的分形维数D，D值越大说明块段构造越发育[5-7]。根据全区网格双对数线性拟合结果(图3)，图3中R2≈1说明褶皱网格的单元数据相关性好，褶皱分维结果可靠[5]。

图3 全……