Результаты мониторинга напряженно-деформированного состояния горного массива методами теории фрактальной геометрии

Abstract

По результатам мониторинга состояния углепородного массива на различных участках отработки шахтного поля, проводимого с использованием многоканальной сейсмоакустической системы, разработанной польской компанией EMAG для шахты им. А.Ф. Засядько, рассчитаны показатели фрактальной размерности для трех добычных лав. Значения фрактальной размерности временных рядов сейсмоакустических явлений на различных участках отрабатываемого угольного пласта получены двумя методами: с использованием показателя Хаусдорфа и показателя Хёрста, что позволило их сравнить и установить высокую сходимость полученных результатов. Установлено влияние тектонических нарушений на изменение фрактальной размерности. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что величина фрактальной размерности сейсмоакустических явлений отражает степень нарушенности горного массива и может служить характеристикой предрасположенности массива к динамическим явлениям. Сделан вывод о влиянии ранее проходивших деформаций на изменение трещиноватости. Установлено, что чем меньше фрактальная размерность, тем меньше сейсмоакустическая активность, характеризующая нарушенность массива. То есть при значениях фрактальной размерности менее чем 1,3 система находится в устойчивом состоянии. Если же фрактальная размерность превышает 1,6, то это можно рассматривать как неустойчивость системы и высокую вероятность ее перехода в нестабильное состояние, которое может перерасти в лавинообразный процесс. Выполнен сравнительный анализ полученных результатов для различных временных интервалов. Использование этих данных может служить основой для разработки прогностических критериев геодинамической опасности проведения горных работ на угольных месторождениях Донбасса.