D0I:10.13374/j.issn1001053x.1995.01.003 第17卷第1期 “北京科技大学学报 Vol.17 No.I 19952 Journal of University of Science and Technology Beijing Fb.1995 冲击地压发生前微震活动时空变化的分形特征 李玉)黄梅)廖国华)张连城)关杰) 1)北京科技大学矿业研究所，北京1000832)北京矿务局 摘要、矿山微震活动隐含着冲击地压趋势的信息.根据分形几何学观点研究了门头沟煤矿冲击 地压发生前微震活动的时间分维特征，结果表明，冲击前微展信息的时间分维可以作为冲击地压的 预测指标之一， 关键词冲击地压，微展，分形几何，分维 中图分类号TD324.2 Fractal Character of the Time-Space Change of Microseismicity before Coal Outbursts or Rockbursts Li Yu)Huang Mei)Liao Guohua Zhang Liancheng?)Guan Jie) 1)Mining Research Institute,USTB,Beijing 100083.PRC 2)Beijing Mining Bureau ABSTRACT The some information of coal outbursts or rockbursts must be contained in microseismicity before coal outburst or rockburst in mining.In the paper,the feature of time fractal dimension of microseismicity before coal outburst or rockburst in mining is studied by using fractal geometry.It is shown that the time fractal dimension of microseismicity information before coal outburst or rockburst may be used as one of indexes of predicting coal outburst or rockburst. KEY WORDS rock burst,microseism,fractal geometry,fractal dimension 目前，对于矿山冲击地压的研究主要集中在现场的监测与治理.矿山微震监测技术与工作 面声发射监测技术是冲击地压防治的现代化方法之一.门头沟煤矿是我国最早使用上述监测 技术防治冲击地压的矿井.在长期监测与防治冲击地压灾害中，积累了丰富的矿井微震与冲 击地压资料和经验”，取得了一定的效果，由于冲击地压是在人为开采活动影响下产生的自 然现象，其发生的随机性、突发性以及破坏形式的多样性，使得冲击地压预报工作变得非常 复杂，预测的准确性受到很大的影响·无疑，冲击地压发生前的一序列微震中必然包含着许 多与冲击地压发生相联系的重要信息，尤其是微震序列的时空分布特征·门头沟矿近10年 的监测结果表明，冲击地压发生前的微震资料隐含着冲击危险的前兆信息·近年来，有研 究者用分形几何学的方法研究冲击地压发生前的微震或声发射信息资料，以探讨冲击发生时 的定量标志，本文亦是用分形的观点分析门头沟矿的微震信息资料，研究该矿冲击地压 发生前微震时空分布变化的实质，探讨微震活动存在的统计自相似特征，定量描述这种活动 1994-05-10收稿 第一作者男37岁博士后 十门头沟煤矿，北京矿务局科研处、煤科院北京开采所，《门头沟煤矿冲击地压预防及综合防治》研究报告，199010第 71 卷 第 1 期 北 京 科 技 大 学 学 报 1望巧 年 2 月 oJ u丁 n a l o f U币 ev sr iyt o f S Q e n 优 a nd eT ch n of o g y eB 巧in g V d . 17 N o . 1 f功 . 1望)5 冲 击地压发生前微震 活 动 时空 变化 的分形特征 李 玉 ` ’ 黄 梅 , ’ 廖 国 华 , ’ 张 连 城2) 关 杰 2) l) 北京 科技大 学矿业研究 所 , 北京 1侧洲」83 2 )北 京矿 务局 摘 要 、 矿 山微震 活 动隐含着 冲击地 压趋势的信息 . 根据分形 几何 学 观点 研究 了 门头 沟煤矿 冲击 地压发生前微震活动的时间分维特征 . 结果 表明 , 冲击 前微 震信息的 时间分维可 以作为冲击地压的 预测指标之 一 关健词 冲击地压 , 微震 , 分形几何 , 分维 中图分类号 I D 324 .2 F r a cat l C ha r a c te r o f hte T ime 一 S P a ce C ha gn e o f M i c r o s e i s而 c it y be of r e C o a l O lt b u rs ts o r R o ck b u rs ts L 1 uY l ) H u a n g M 瓦 l ) L ia o G “ o h u a l ) Z h a n g L i a n c h en g Z ) uG a n J i e Z l ) M i n i n g R es e a r e h I n s t i t u t e , U S T B , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , P R C Z ) B e ij i n g M i n i n g B u r e a u A B S T R A C T T h e 5 0 力几e i n fo n n a t i o n o f co a l o u t b u sr t s o r r o e k b u r s t s m u s t be e o n t a i n e d i n njt c r o s e i s m i c it y b e fo r e e o a l o u t b u sr t o r r o c k b u sr t i n 而n i n g . I n t h e P a P e r , t h e fe a t u r e o f t im e fr a c t a l d ime n s i o n o f njI e r o s e i s im e it y b e fo r e c o a l o u t b u r s t o r r o e k b u sr t i n 而n i n g 1 5 s t u d i e d b y u s i n g fr a c t a l g e o me t yr . I t 1 5 s h o w n t h a t t h e t im e fr a c t a l d ime n s i o n o f m i e r o s e i s 而 c it y i n fo mr a t i o n b e fo r e co a l o u t b u sr t o r r o e k b u r s t m a y b e u s e d a s o n e o f i n d e x e s o f P r e d i c t i n g e o a l o u t b u sr t o r r o e k b u sr t . K E Y W O R D S r o c k b u sr t , njI e r o s e i s m , fr a e t a l g e o m e t r y , fr a e t a l d im e n s i o n 目前 , 对于矿 山 冲击地 压 的研究 主要 集 中在 现场的监 测 与治理 . 矿 山 微 震监 测技 术 与工作 面声 发射监 测 技术 是 冲击地 压 防治 的现代 化 方法 之一 门头 沟煤矿 是我 国最 早使 用 上述 监 测 技 术 防治 冲击 地压 的 矿井 . 在 长期监 测 与 防治 冲 击 地 压 灾 害 中 , 积 累 了 丰 富 的 矿 井 微震 与 冲 击 地压 资料 和 经验 ’ , 取 得 了一定 的效 果 . 由于冲 击地 压是 在 人 为 开 采 活 动 影 响 下 产 生 的 自 然 现象 , 其 发 生 的随机 性 、 突 发性 以 及 破坏 形式 的多样性 , 使得 冲击 地压 预报 工作 变得 非常 复 杂 , 预测 的 准确性 受 到很 大 的影 响 . 无疑 , 冲击 地压 发生 前 的一序 列微 震 中必然 包 含着许 多 与冲击 地 压发 生相 联 系 的重要 信息 , 尤其是微 震 序列 的 时空 分 布 特 征 . 门 头 沟 矿 近 10 年 的监 测 结果 表 明 , 冲击 地压 发 生前 的微 震 资料 隐含 着冲 击危 险 的前 兆信 息 . 近 年 来 , 有 研 究 者 用分形 几何 学 的方 法研 究冲击 地压 发 生前 的微 震 或声发 射信 息 、 资料 , 以 探讨冲击 发 生时 的定量 标 志 [ ’ , 2] ` . 本文 亦是 用分 形 的观 点分析 门头 沟矿 的微 震 信 息 资 料 , 研 究 该 矿 冲 击 地 压 发生 前微震 时空分 布 变化 的实 质 , 探讨微震 活 动存在 的统计 自相 似 特征 , 定 量描 述 这种活动 1卯 4 一 05 一 10 收 稿 第一 作者 男 37 岁 博士 后 十 门 头 沟煤矿 、 北 京矿 务局 科研处 、 煤科院 北京 开 采所 , 《 门 头 沟 煤矿冲 击地压预 防及 综合防 治 》 研究报告 , 19少〕 . 10 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 01. 003