地学定量分析是随着地学本身的发展需求以及技术、思想的进步逐渐发展起来的,其中很多定量分析方法应用于地质控矿因素与成矿预测方面的研究,对矿井生产具有重要意义。特别是在煤矿开采过程中,煤层厚度的空间变化对综采工作面的设计以及矿产开采影响重大。煤层厚度的空间变化规律受多种因素影响,其主要控制因素的研究成果很多,最初,研究影响煤层厚度变化规律主要根据已有地质勘探数据或资料,在前人研究成果的基础上,根据煤田地质学以及沉积构造学等理论知识,对比分析研究区域煤层厚度的变化规律与地质环境之间的关系作定性分析,但定性分析具有主观性;随着算法研究与物探技术的发展,对煤层厚度空间变化规律控制因素的研究转向定量分析,弥补了定性分析的缺陷。前人用到的定量分析方法主要是趋势面分析法、地质统计学法、物探法、多重分形分析等定量分析方法;分形奇异值分解法是一种有效处理地球物理、化学数据的算法,最初多用于异常场的分离与提取,后地学领域也引入了这种方法。由于煤层厚度的空间变化一定程度上也可以看作是一种物理场的变化,具有分形规律和空间自相似性,因而也可以利用分形奇异值分解法来分析煤层厚度空间变化的异常信息,从而找出控制煤层厚度空间变化规律的影响因素。因子分析法是统计学中常用的一种方法,在地学定量分析中同样应用广泛,在分析煤层厚度空间变化规律的控制因素时引入因子分析法,可找出各个因素之间的相关关系,从而能够有效得到控制煤层厚度空间变化的主要因子。本文尝试将分形奇异值分解法与因子分析法两种定量分析方法相结合,对安徽省淮南市潘集煤矿(外围)煤层厚度空间变化规律控制因素进行定量分析研究。分别提取了研究区域钻孔数据中与8#煤层厚度相关的6个变量进行分析:1.利用分形奇异值分解法将8#煤层厚度插值后进行奇异值空间分解,确定分割拐点,将分割后的每一段特征值及其对应的特征子空间进行异常重建,并将重建后的前三段异常图与剩余5个变量的等值线图进行对比,根据对应特征划分不同区域,得到了每一段异常中该区域及各个子区域的控煤地质因素。结论是:第一段异常反映了古地形、岩相古地理及水动力条件对煤层厚度空间变化规律的控制作用,其中各子区域控制煤层厚度变化规律的主要因素分别是:区域一—古地形,区域二—古地形、现在构造部位、同沉积构造、岩相古地理及水动力条件,区域三—陈桥-潘集背斜的控制作用,区域四、区域五—岩相古地理及水动力条件;第二段异常反映了岩相古地理及水动力条件对煤层厚度空间变化规律的控制作用,各子区域反映的控制煤层厚度变化规律的主要因素分别是:区域一—古地形,区域二—古地形、现在构造部位、同沉积构造,区域三—陈桥-潘集背斜与断层,区域四—同沉积构造与岩相古地理及水动力条件,区域五—古地形;第三段异常反映的煤层厚度变化规律的控制因素是古地形、现在构造部位与岩相古地理及水动力条件,各子区域反映的规律不明显;2.因子分析法主要在SPSS软件中进行,在分形奇异值分解法对8#煤层厚度分解的基础上,分别提取重建后的每段异常对应的8#煤层厚度,将提取出的各段异常对应的8#煤层厚度值与剩下5个变量分别输入到SPSS软件中,进行因子分析并输出分析结果,每段异常均得到了不同变量的相关性矩阵、各成分解释的方差与旋转后的成分矩阵;根据解释的总方差确定了三个主要成分,通过比较三个主成分各自解释的方差贡献率与旋转后的因子载荷值,分别得到了每段异常中该区域控制煤层厚度空间变化规律的主要因素。其分析结果是:通过前三段异常提取出的8#煤层厚度与剩余5个变量进行因子分析得到的控制煤层厚度空间变化规律的主要因素均是古地形、现在构造部位与岩相古地理及水动力条件。文章结合两种定量分析的方法分析了安徽省淮南市潘集煤矿(外围)影响煤层厚度空间变化规律的主要因素,其中就该区域整体的控煤因素而言,第一段、第二段异常通过因子分析法得到了分形奇异值分解法未得到的控制因素,能够对分形奇异值分解法得到的结果进行补充,第三段异常两种分析方法得到的结果一致。通过两种方法的分析,共同说明了该区域控制煤层厚度空间变化规律的主要因素,同时也说明了分形奇异值分解法与因子分析法在研究煤层厚度空间变化规律主要控制因素方面的有效性,两种方法各有所长,结合使用可弥补使用单一方法的不足,从而使分析结果更为精确。图[20]表[10]参[88]