倾伏方向及倾伏角的计算确定方法

本文介绍了两构造面控制的交线倾伏方向及倾伏角的计算确定法,它可解决无赤平极射投影网时进行该项工作的困难,且计算结果准确。     

矿體侧伏及倾伏角在勘探设计中的应用意義

多金属矿床中,尤其是鉛鋅矿床,其矿体形狀多为透镜状及脈狀。透鏡狀及脈狀矿体矿体軸(矿体最大延長線)之延深,大部不与矿体倾斜方向相一致,故在透镜状及脈狀矿体中,常发現有侧伏及傾伏現象。查明矿体之側伏及傾伏角,在勘探工作中有其重要的意义。尤其在进入詳細勘探的区域,在投計为了解矿体最大延深的控制性鑽孔时,查明矿体的傾伏及侧伏角更显重要,即便在开采阶段中的采矿設計,对矿体倾伏角及側伏角的利用也佔有同样重要地位。我們在勘探过程中,常常发現有这样問題,即在     

注意矿体的侧伏产状

在找矿勘探工作中,对那些透镜状、脉状和柱状产出的矿体,除了了解它的走向、倾向和倾角外,亦必须了解它的侧伏产状,具体的就是判定与测出矿体的倾伏角与侧伏角(图1),对指导找矿是有实际意义的。如苏联乌拉尔有一个铬铁矿体,     

基于断层擦痕侧伏角公式的构造应力张量反演

利用Aleksandrowski推导的断层擦痕侧伏角公式,提出了一种改进的构造应力张量反演法。根据不同应力比值下构造应力与断层擦痕侧伏角的关系,利用最小二乘法,详细推导了构造应力张量的反演方法,最后利用Matlab软件编制程序实现了该计算过程。在此基础上,现场调查了江西武山铜矿北矿带的断层滑动数据,利用上述改进方法反演了该地区的构造应力张量方向特征。将上述反演结果与由震源机制解获得的最新构造应力场结果进行对比分析,并结合研究区断层的展布特征及所在的地质构造背景,获得了该地区自晚侏罗世以来的构造应力场特征,表明该地区构造应力场具有一定的稳定性。改进后的构造应力张量求解过程及工程应用表明,将Aleksandrowski的图示法和Etchecopar等的反演法结合起来反演构造应力张量,是对已有方法的改进,具有更加简单、实现容易等特点,计算结果比较符合实际。     

新城金矿主成矿期构造应力场对矿体倾伏、侧伏、富矿柱的控制及成矿深度的估算

成矿构造应力场研究是控矿构造研究、认识矿体空间展布形态、位置、预测及布置探矿设计的基础。依据弹性力学和莫尔库仑剪切破裂理论,推导出形成共轭及在剪切构造带内形成羽列、雁列等构造应力场的产状和形成羽列、雁列主应力大小的数学解析表达式,进而应用计算机对新城金矿床主矿体进行了测算。结果显示：该矿主容矿构造是在NNW向缓倾拉张主应力、NE向陡倾主压应力、焦家构造带平面呈右行扭动下形成的。NWW向中间主应力控制新城Ⅰ号主矿体在NW向倾斜平面上延深的长轴方向。该轴在水平面上投影的倾伏向为281°,与水平面的夹角倾伏角为26°,在N40°E纵投影面上向SW侧伏,侧伏角为45°,富矿柱产状亦与中间主应力轴产状一致。在已获取容矿构造产状基础上,据相关岩石力学性质测试成果,分析并建立了主容矿羽列与控制剪切构造带两者的力学关系和剪切破裂方程式。联立解出成矿应力场的最大和最小主应力的量值,再由陡倾主应力大小估算出该矿头部的成矿深度在2 750 m左右。     

新城金矿主成矿期构造应力场对矿体倾伏、侧伏、富矿柱的控制及成矿深度的估算

成矿构造应力场研究是控矿构造研究、认识矿体空间展布形态、位置、预测及布置探矿设计的基础。依据弹性力学和莫尔库仑剪切破裂理论,推导出形成共轭及在剪切构造带内形成羽列、雁列等构造应力场的产状和形成羽列、雁列主应力大小的数学解析表达式,进而应用计算机对新城金矿床主矿体进行了测算。结果显示：该矿主容矿构造是在NNW向缓倾拉张主应力、NE向陡倾主压应力、焦家构造带平面呈右行扭动下形成的。NWW向中间主应力控制新城Ⅰ号主矿体在NW向倾斜平面上延深的长轴方向。该轴在水平面上投影的倾伏向为281°,与水平面的夹角倾伏角为26°,在N40°E纵投影面上向SW侧伏,侧伏角为45°,富矿柱产状亦与中间主应力轴产状一致。在已获取容矿构造产状基础上,据相关岩石力学性质测试成果,分析并建立了主容矿羽列与控制剪切构造带两者的力学关系和剪切破裂方程式。联立解出成矿应力场的最大和最小主应力的量值,再由陡倾主应力大小估算出该矿头部的成矿深度在2 750 m左右。     

通过空间一平面内三点坐标计算该面产状

已知空间一平面内三点坐标求该面状状 ,最简单、最常用的方法是教科书中讲述的图解法。若坐标数据较多 ,图解法既费时费力 ,又不精确。笔者采用下述计算法 :首先 ,最高点与中间点、最高点与最低点的连线相当于平面内的两条倾伏线。倾伏线的倾伏向、倾伏角较容易计算出来。此时 ,若再使用图解法 ,通过极等角赤平投影 ,使两点位于同一大圆弧上 ,读出大圆弧的产状即所求平面的产状。若继续采用计算法 ,可假设平面的产状为未知 ;平面内两倾伏线相当于两视倾向线 ,于是 ,通过真视倾角换算方式 ,得出一方程组 ,解此方程组即可求得平面产状。若同一…     

对玲珑—焦家矿集区几个关键地质问题的认识

玲珑—焦家矿集区受伸展-走滑联合构造应力场控制,其矿体倾向与倾角以及侧伏向与侧伏角皆受上述构造动力学条件制约;成矿构造系列类型为伸展-走滑复合型,并可分为四个亚系列;脆性域成矿过程可分解为雏形断裂与宏观断裂两个阶段,而雏形断裂阶段成矿在矿集区十分普遍。讨论了矿集区几种关键构造的型式与性质,并对成矿远景做了初步评估。     

岩体结构面产状测量的钻孔摄像技术及其可靠性

针对钻孔摄像技术对结构面产状测量只限于垂直孔的现状,以钻孔孔口圆心为原点,建立空间左手直角坐标系,对倾斜孔中结构面产状的确定方法进行了详尽的阐述和推导,得出了精确的解析计算公式,并基于C#语言进行编程,开发了IDOIB软件,通过测试表明此方法及其程序的正确性.采用PVC管模拟钻孔孔壁,进行钻孔摄像技术用于结构面产状测量的可靠性试验研究,结果表明:(1)对于垂直孔,测量结果的倾向绝对误差为[-3°,4°]、倾角绝对误差为[-1.5°,1.0°],说明该技术用于垂直孔进行结构面产状测量是可靠的,能满足工程应用精度.(2)当PVC管的倾伏向为270°、倾伏角为25°时,结构面产状可靠度为0.10;倾伏向为176°、倾伏角为60°时,结构面产状可靠度为0.67.PVC管倾伏角的不同导致结构面产状可靠度的差异.(3)一般岩体工程的结构面产状测量结果应具有高等级可靠度(不小于0.8),即须在倾伏角不小于71°的钻孔内采用该技术进行测量.      

卵砾石层大断面斜井井筒支护方法现场试验研究

我国缺少在巨厚卵砾石层中采用普通施工方法掘进煤矿斜井井筒的成熟支护经验。结合伊犁一矿材料斜井和回风斜井的施工过程,设计了现场支护试验方案,对不含水和含水卵砾石层大断面斜井井筒的多种支护方法进行了试验。研究结果表明,含水与不含水卵砾石层斜井井筒相比,其支架变形量和支护难度显著变大;架棚临时支护结合钢筋混凝土永久井壁支护是不含水卵砾石层大断面斜井井筒有效的支护方法;含水卵砾石层地压显现明显,采用超前支护、架棚临时支护和钢筋混凝土永久井壁支护相结合的方法可以实现围岩稳定。由试验推断,库仑和太沙基土压力理论用于计算卵砾石层围岩压力误差显著。     

消除叠后地震记录相干噪声的时-空变倾角KL变换

对常规KL变换和倾角扫描叠加KL变换用于去除地震剖面中相干噪声的情况进行了探讨,指出了它们的适用情况及局限性,并在此基础上提出了去除叠后地震记录中相干噪声的新方法———时空变倾角KL变换。使用该方法既能有效去除强相干噪声,又能较好保持有效信号同相轴的连续性。最后用合成剖面和实际剖面证明了该方法的有效性。     

坑透场强衰减与煤层倾角的关系

分析了邢台东庞煤矿2220高架综采工作面坑透中出现的"透视阴影异常"现象,认为同一工作面内随地层倾角增大坑透场随之衰减,由此造成的"透视阴影异常"与隐伏构造无关。      

地层倾角对转换波动校速度分析的影响

动校正速度的求取是三维转换波数据处理的重要环节,其精度高低对转换波的叠加成像质量影响很大。理论上转换波的速度求取受包括界面倾角在内的多种因素影响,但实际应用时这些因素往往被忽略。为证明倾角对动校速度的影响程度,依据前人的研究成果,模拟倾斜地层计算了不同倾角条件下二维测线CCP道集、三维全方位CCP道集PS波动校正速度,并对由不同倾角引起的计算精度差异进行了研究。研究结果表明,对于二维转换波CCP道集,界面倾角不同,动校拉平的速度会差别较大,即使如此也总能实现很大倾角范围内的CCP道集的同相叠加,获得较好的成像质量;对于三维全方位CCP道集,当界面倾角超过一定范围,无论怎样进行精细扫描,得到的都只能是适合特定方位的速度,无法得到适合任意方位的动校扫描速度,随着界面倾角的减小,利用速度扫描的办法可以在一定的偏移距范围内将来自不同方位的记录较平,界面倾角越小,可以校平的偏移距越大;另外由于道集内的地震记录依赖视倾角的动校正速度,在反射界面倾斜的情况下,方位不同,动校正速度不同,致使二维反射PS波资料往往比三维反射PS波资料容易叠加成像。     

地层倾角对转换波抽道集的影响

共转换点道集的抽取是三维转换波数据处理的重要环节,道集抽取的正确与否受多种因素影响,其中地层倾角的变化能够引起共转换点道集的抽取误差,表现在炮点、检波点的数量与位置的错选。以地层倾向120°,某转换点垂向深度600m,纵横波速度分别为2 500m/s、1 250m/s的单层倾斜模型为例,利用姚陈提出的倾斜界面三维转换波CCP位置计算方法,对地层倾角分别为0°、5°、20°、30°时的炮点、检波点进行统计,确定其对该转换点的贡献情况,结果表明：倾角CCP抽取方法与目前常用的水平界面假设算法计算出的炮点、检波点分布存在很大差异,忽略倾角因素影响将导致不正确的道集叠加,给后期解释带来极大误差。     

煤层倾角与覆岩变形破裂分带

地下采煤中三带(冒落带、裂隙带、弯曲带)高度的判断是预测采空引起地表变形破坏程度的依据。在诸多的影响因素中, 煤层倾角是控制三带高度的最主要因素。建立在实测统计基础上的经验范围值用于三带高度的判断带有一定的人为性。急倾斜煤层中冒落带和裂隙带高度随煤层倾角变化的规律已被褐示[7].通过弹塑性岩石材料的非线性有限元模拟, 本文提出了利用应力重分布图判断中、缓倾角煤层采空区覆岩三带高度的方法, 并应用于实际工程。     

反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂两种失稳破坏之判据探讨

对反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂的失稳破坏判据,已有研究分别基于两种力学模型进行推导,即竖直压杆弹性屈曲稳定和平直梁弯折破坏模型,但对层间错动阻力及挠度产生附加弯矩等因素未加以考虑,不尽合理。在反倾斜坡岩层受力分析基础上,建立考虑了板侧层间错动阻力的下端嵌固、上端自由的斜置等厚弹性悬臂板梁模型,统一地通过瑞利-里兹能量方法,推导了弹性屈曲临界条件和嵌固端弯折破坏临界条件。实例计算及讨论表明,弹性屈曲判据适用于陡立岩层;而中-陡反倾岩层应主要为弯折破坏,但层间的力学性质对弯折临界判据值具有较大影响。     

确定断煤交线位置的数学计算方法

断层是影响矿井安全生产的重要因素。在地质图件中,断层的位置常用断层走向来表达,但由于煤矿生产的特殊性,不仅需要掌握断层的走向,更需要掌握断煤交线的方向。通常在煤层倾角稍大、断层倾角稍小的情况下,断层走向与断煤交线存在一个夹角,求取该夹角,可准确追踪断层附近煤层。为此以正断层为例,利用断层及煤层的走向与倾角要素,推导出2个计算断煤交线与断层走向夹角的公式。通过例举几种特殊情况,佐证2个公式具有普遍适用性。     

水平孔孔深和倾角的数学关系及钻孔轨迹控制

在水平孔钻进中，利用数值分析方法，建立在某种地层下按某种钻具组合和钻进参数钻进时，孔深和倾角的数学关系，并根据钻孔轨迹情况，采用正确的纠偏技术措施。     

流速仪在垂直偏角情况下测速误差的研究

悬索缆道测流,往往使流速仪形成垂直偏角,对流速有一定影响.分别率定了LS25-1型旋桨流速仪和LS68-1型旋杯流速仪在不同下倾角时与流速的关系流速仪的垂直偏角对流速有明显影响,并随偏角的加大而增加,偏角在10°以内影响不大;同时也率定了LS68-1型旋杯流速仪自动调整垂直下倾角时与流速的关系,下倾角在10°～30°以内对流速无明显变化,超过30°时,流速系统偏小.解决办法是(1)流速小有偏角时用LS68-1型旋杯流速仪,流速大时用LS25-3型旋桨流速仪,二者均有自动调平的功能;(2)合理选择铅鱼的型式和重量,本文提供了数据.