硬岩PDC定向钻头优化设计及其表面增材技术研究

定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则对刀翼布齿进行优化,有效降低切削齿冲击破坏;通过流体力学仿真分析,优化钻头水力参数,保证岩屑及时排出孔底,防止切削齿因重复破碎岩石导致过早损坏;通过仿真分析,优选大直径PDC异型齿,提高切削齿耐磨和抗冲击性能;引入表面增材制造技术,通过优化等离子(PTA)增材制造工艺参数,实现了兼具胎体耐磨耐冲蚀和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺。新研制的PDC定向钻头,在淮南顾桥煤矿北区底板探放水钻孔中进行了现场试验。结果表明:钻进致密、坚硬灰岩地层时,2只钻头寿命分别达到827、810 m,相对于以前的?120 mm胎体式定向钻头平均寿命300 m有较大幅度的提高,并降低了上下钻等辅助作业时间,提高了施工效率,达到了硬岩定向长钻孔提速增效的目标,为硬岩定向长钻孔用PDC钻头设计和制造工艺开发提供了新的解决方案。      

基于机器学习的表层土壤成矿元素空间预测: 以稀有金属铷元素为例

近些年随着土地质量地球化学调查工作的开展,获取了大量表层土壤样品数据。然而,这些数据也存在一个明显的缺陷,即1∶50 000大比例尺表层土壤数据往往缺少成矿元素。鉴于土壤成矿元素含量对于矿产资源勘查的重要指示作用,尝试基于现有数据对大比例尺表层土壤成矿元素含量提供一个补全方案。以稀有金属铷元素为例,采用随机森林算法把同一区域2 548组1∶250 000小比例尺表层土壤数据按照8∶2的比例随机分为两组,用80%的数据进行训练建模,20%的数据对模型进行验证。采用变量重要性度量排序和构建学习曲线的组合方法优选了8种元素(K、B、Ni、V、Zn、As、Co、Cu)作为预测变量,模型对训练数据和测试数据的拟合优度R²分别达到0.983 2和0.895 6,说明预测变量的优选方法是有效的。随后将1∶50 000表层土壤的上述预测变量数据作为输入变量导入模型中,得到预测的Rb元素含量,预测结果比较符合实际特征。本研究表明将大数据机器学习随机森林算法引入表层土壤地球化学元素含量空间定量预测具有可行性,可进一步拓展土地质量地球化学数据的服务应用维度。     

西藏冈底斯厅宫铜矿侵入岩成因:LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学及Sr—Nd—Pb同位素证据

西藏厅宫斑岩铜钼矿床是冈底斯成矿带上最早开发的斑岩铜矿之一,矿区大面积分布的黑云母花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩均为容矿岩体,因此详细开展这几套岩体的评价工作,对于今后的找矿勘探工作具有重要的指导意义。本文通过分析上述三类岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,全岩主微量、稀土元素,Rb-Sr、Sm-Nd、Pb同位素,结果显示三类岩体锆石结晶年龄分别为50.32 Ma、48.34 Ma、49.41 Ma,早于成矿事件,与成矿事件无关。三类岩体均属高钾钙碱性,弱过铝质I型花岗岩,稀土元素呈轻稀土富集的右倾V型模式图,重稀土分馏不明显,明显负δEu,δEu随Si O2含量的升高而降低,推测与岩浆结晶分异的程度有关,微量元素均明显亏损高场强元素Ba、Nb、Sr、Ti,富大离子亲石元素Th、U、K、Cs、Rb。Pb同位素结果表明初始n(206Pb)/n(204Pb)、n(207Pb)/n(204Pb)、n(208Pb)/n(204Pb)计算值较为分散,分别为18.414~18.5137、15.616~15.7039、38.6394~39.0029,放射成因Pb含量较高。初始n(87Sr)/n(86Sr)同位素较为均一,主要介于0.70320~0.70477之间。初始n(143Nd)/n(144Nd)同位素介于0.51260~0.51265之间,计算得出的εNd(t)为0.51~1.44,均大于0。上述分析结果表明,厅宫矿区大面积分布的容矿始新世岩体并非为成矿岩体,上述岩体具有同源复式侵入特征,岩浆起源与特提斯洋发生的板片前端的拖拽作用造成板片的回旋、断离有关,岩浆起源于新生下地壳/地幔,并在岩浆侵位过程中经历过AFC过程。     

视剖面图温压计研究进展评述

视剖面图温压计是目前定量估算变质温度和压力的主要方法之一。其理论基础为热力学平衡原理与质量守恒定律。利用内恰的热力学数据库和相应的成分-活度模型对特定成分体系进行视剖面图计算,可以正演模拟给定温度和压力条件下的矿物组合、矿物丰度及其成分,与实测岩石对比,可以准确获取岩石的形成温度和压力。在应用视剖面图温压计时,应选择受全岩成分影响小、且受退变质作用影响微弱的矿物成分;对于有成分变化的体系,应结合多种方法恢复有效全岩成分。文中通过视剖面图对KFMASH(K2O-Fe O-Mg O-Al2O3-Si O2-H2O)体系下不同矿物组合内多硅白云母硅含量及其等值线斜率的研究,认为多硅白云母硅含量及其等值线斜率主要由不同矿物组合内多硅白云母参与的契尔马克替换及纯转换端元反应中的主导反应决定,进一步深化了对变质过程中控制矿物成分变化的内部缓冲反应机制的理解,从而也可为选择和应用矿物温压计提供指导。因此,视剖面图方法是目前研究变质岩石形成条件及变质作用精细过程的最佳方法之一。     

ZY-102C星数据在矿山遥感监测中的应用研究与分析

利用资源一号(ZY-1)02C卫星(以下简称02C星)全色高分辨率相机(HR)和多光谱相机(MUX)数据,以河北承德多金属矿区和江西寻乌稀土矿区为实验区,开展了1∶5万矿山遥感监测应用研究;分析了应用过程中存在的问题,提出了解决方案和建议,对02C星数据在矿山遥感监测中的规模化应用起到了示范效果。研究结果表明:在数据处理流程上,对空间分辨率为2.36 m的02C星全色HR1与HR2数据需先进行正射纠正再拼接,对空间分辨率为10 m的多光谱数据MUX可采用假彩色合成方法进行模拟真彩色合成;在矿山地物识别上,与SPOT5图像比较,02C星图像可更好地反映出开采面、开采点、中转场和矿山建筑等矿山地物类型,不足之处是纹理信息较平滑、矿山地物的边界相对模糊,因而增加了室内解译的难度;在经济效益上,02C星数据的性价比优势明显。因此,尽管02C星数据处理和解译工作量较大,但其能满足1∶5万矿山遥感监测要求,总体经济效益显著。     

现代别墅群的综合防雷措施浅析

通过对别墅群建筑的特点以及防雷实践工作中遇到的设计施工问题进行分析,就其在分类、接闪、接地、跨步电压、闪电电涌侵入方面提出了相应的防雷措施。     

RegCM3模式对青藏高原温度和降水的模拟及检验

为了检验RegCM3区域气候模式对青藏高原地区的模拟能力,利用NCEP再分析资料和观测站点资料,采用三种不同的对流参数化方案,对青藏高原地区2006年夏季进行了模拟分析,并重点对温度和降水进行了细致的检验。结果表明：模式能较好地再现青藏高原地区大尺度的环流特征,具有对青藏高原地区的温度和降水分布特征的模拟能力;对于量值的模拟,三种对流参数化方案均模拟出了与实况温度一致的变化趋势,但均存在5~6 ℃的冷偏差;Grell方案模拟的降水量均大于实况,Kuo-Anthes方案对于高原地区的降水量的模拟较为接近于实况,但模式对降水量的模拟能力仍有待进一步提高。     

钛磁铁矿的制备及其异相Fenton反应催化性能

在水相中合成了钛磁铁矿（Fe3-xTixO4）,并用XRD、MSssbauer、TG-DSC和SEM等手段对合成的Fe3-xTixO4进行了表征。结果表明,合成的Fe3-xTixO4为立方晶系尖晶石结构,样品中的钛离子都已经进入其晶格中;钛掺杂有抑制钛磁铁矿进一步向钛磁赤铁矿转化和稳定尖晶石结构的作用。此外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了钛磁铁矿异相Fenton反应的催化性能。实验表明,钛含量较高的钛磁铁矿是一种性能优越的异相Fenton反应催化剂。