基于幂律规则的滨海矿山巷道涌水混合比分析

来源：黄金科学技术杂志2021年第1期北京时间：

作者：段学良,马凤山,郭捷,惠鑫,顾鸿宇,王善飞

单位： 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院页岩气与地质工程重点实验室，北京 100029, 中国科学院地球科学研究院，北京 100029, 中国科学院大学，北京 100049, 北京市基础设施投资有限公司，北京 100101, 中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081, 山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东 莱州 261442

摘要：滨海采矿引起的突涌水灾害对矿山的安全生产构成了极大威胁，计算巷道涌水的混合比，进一步分析其演化规律对于突涌水事故的防治具有重要意义。将幂律规则应用于三山岛金矿巷道涌水混合比数据的统计分析中，根据2个已有的混合比研究结果，采用概率密度函数p（S）对相邻2个监测周期的海水比例波动事件进行了拟合，拟合的相关系数分别达到0.92和0.93，说明海水比例波动值区间间隔的均值与概率密度的分布符合幂律分布。因此，采用幂律规则对研究区的涌水混合比进行统计分析是可信的。研究结果表明：不同方法得出的混合比，在幂律规则下反映出的规律是相同的；海水比例波动值大于48%的概率小于5%，因此将48%视为预警区间的临界值；F3断层附近的涌水点相对其他监测点海水比值波动较大，这是由于F3为导水断层且连通了海水，受采动的影响，F3断层周围的导水通道错综复杂且不稳定。

关键词：滨海采矿,突涌水灾害,混合比,演化规律,统计分析,幂律规则

基金资助：国家自然科学基金重点项目“海底采矿对地质环境的胁迫影响与致灾机理”(41831293),国家自然科学基金青年项目“基于‘盲源分离’的矿山突水水源识别与混合比研究”(41907174),国家重点研发计划专题“黄渤海不同类型海岸带海水入侵发生机理研究”(2016YFC0402802-01)