CSAMT在城市隐伏断层探测中的应用CSCD

介绍了CSAMT在城市隐伏断层探测中数据采集、资料处理方法和克服电磁干扰的技术措施。已有地质资料显示,北京昌平规划新区内存在多条隐伏断层。为了给规划新城提供基础地质资料,查清区内断层的准确位置、产状以及断层两侧的基岩埋深,布设了4条CSAMT剖面。结合地质资料对4条剖面进行了综合解释,给出了断层的准确位置。结果表明CSAMT在本区隐伏断层探测中的应用是有效的,可在城市隐伏断层探测中发挥重要作用。     

基于地质大数据与构造语义约束的断层建模

断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断层构造进行约束建模,需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类,提取出影响断层产状的要素,将这些要素作为断层数据模型的组成部分,在地质大数据挖掘中作为挖掘目标,形成断层地质语义信息表,为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上,提出一种新的断层建模思路,即将断层看成一个整体,通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类,找到每个断层的标准模型。然后,利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束,形成符合特定地质语义的断层模型。最后,通过断层牵引构造的平滑过渡,将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中,完成断层的三维建模。     

复杂断裂构造条件下城市地质三维建模方法研究

三维地质建模技术是城市地质应用中的一个前沿课题。三维模型的准确程度对于工程分析、判断和决策影响极大。常规的三维地质建模方法通过大量简化地质条件来降低建模的复杂度,却无法精确描述断层等复杂而特殊的地质现象。笔者以构造条件复杂、断裂发育的沉积盆地为研究对象,对复杂断裂构造条件下城市地质三维建模中的关键技术和建模方法进行了探索性研究,形成了一套以地质构造框架为单元,以岩层出露线和岩层产状作为岩层的形态要素,钻孔数据作为层面的控制要素,形成一套由面成体的“构造镶嵌”地质建模的技术方法流程。关中盆地第四纪三维地质建模实例证明,该方法可以有效地提高复杂断裂条件下三维地质建模的效率与准确性,可为地质条件复杂地区的城市地质调查项目提供借鉴。     

基于断层模型扫描的地质体边界识别方法与应用

如何较为准确地确定断层的位置及其产状一直是重力剖面数据解释的重点内容之一。笔者通过构建一系列具有不同几何参数(断层位置与倾角等)的2D断层模型,将其重力响应与观测重力剖面数据进行窗口滑动相关性扫描,根据计算的相关性系数最大值与设置的阈值比较,从而判断在滑动窗口中心点位置下方是否存在断层,若存在,则将相关性系数最大值对应的几何参数作为解释的断层参数。模型试验表明,利用该方法可以识别具有不同倾角的断层。利用该方法对某地区的实际重力剖面数据进行了多角度断层模型的相关性扫描,结果显示根据该方法确定的断层位置及倾角大小与实际断层地质剖面图比较一致,从而验证了笔者所提方法的有效性。     

一种重磁正演型的快速计算方法

重磁勘探的正问题是解反问题的基础。为了正确地选择和布置测网,分析由观测得到的异常,以探求其地质原因或确定引起异常的地质体的某些产状要素等,经常需要研究正问题。在建立了合理的地质体模型的前提下,寻求好的计算方法方面的问题主要有二:一是其准确性,或计算精度高;二是在准确的基础上提高运算速度。本文讨论一种较简单的,但有一定用处的分层组合长方体模型及其快速计算方法。     

煤矿隐伏小断层的瓦斯抽采钻孔探测方法

断层对煤与瓦斯突出危险性影响较大,准确探测断层位置对预防灾害具有重要作用。目前,煤矿进行采掘作业之前,施工大量瓦斯抽采钻孔,但是这些钻孔包含的地质信息未被充分重视,为此,提出了利用穿层、顺层瓦斯抽采钻孔群探测隐伏断层的技术方法。通过建立瓦斯抽采钻孔探测断层的数学模型,计算断层面、煤层底板的三维坐标,通过绘制煤层底板等高线图及其三维图,确定断层位置、落差、产状和断层性质等基础参数。基于Matlab软件的图形用户界面（GUI）工具,编写了瓦斯抽采钻孔探测断层的软件,实现了断层信息的可视化,为准确判识断层提供了技术平台。通过钻孔定位、模型计算、图像处理、断层识别等综合技术方法,成功实现了利用瓦斯抽采钻孔进行隐伏小断层探测。      

沿江断裂在南京长江第四大桥的位置确定

为了确定沿江断裂在南京长江第四大桥桥址区的位置及对设计和施工的影响,根据遥感、物探及钻探等多种方法取得的有关沿江断裂的资料,归纳出断层破碎带的各种不同特征,较为准确地确定了断层破碎带的具体位置、产状及规模。根据断层破碎带的特征,进行了科学评价,提出了工程设计和施工措施建议,对涉及断层破碎带的工程设计和施工具有一定的指导意义。     

基于卫星影像解析的碳酸盐岩地区地质构造研究——以江苏徐州大北望地区为例

本文通过区域地质背景分析与卫星影像解析,建立了岩性、地层、产状、褶皱和断层发育的影像判识模型,结合野外地质勘察校验与构造变形特征分析,对徐州大北望地区的地质构造进行了研究。研究表明:卫星影像解析对碳酸盐岩地区的岩性、产状和构造均具有很好的判识程度,利于快捷准确地开展地质调查工作,为野外地质工作研究提供了新思路。根据地形地貌、岩层露头、"V"字形法则、地层分布、褶皱和断层识别标志在卫星影像中的响应特征,建立了岩性、地层、产状、褶皱和断层发育的影像判识模型,并对大北望地区进行了构造识别和野外地质校验。大北望地区地质构造较为发育,NE向直立水平家后山背斜构造整体控制该区的地层分布和地形地貌特征,大型NE向纵向和斜交逆断层的发育造成局部地层缺失,NW向和NWW向斜向平移断层的发育造成了局部地层错移和山谷发育。     

斜孔中所见的断层点在剖面图上的投影

地层和断层是两种不同的地质现象.由于二者的产状不同,斜孔中的断层点不可能在投影到剖面图上后出现在钻孔中.如按地层产状将该点投影到剖面图上,只会得到地层的投影点,而不是断层的投影点.即便这个断层点也是地(矿)层点,也只有在断层面和地(矿)层面均垂直于地质剖面时,二者才能重合.在一般情况下,应当按它们各自的产状要素,用走向投影法或产状投影法(见《地     

超高密度电阻率法在隐伏断层探测中的应用

将超高密度电阻率法用于某水库坝址区隐伏断层探测。介绍了测区地质及测线布置情况,采用汉克尔变换方法模拟了层状介质模型视电阻率响应,通过反演计算结合地质钻孔资料,确定了基岩埋深及区域断层的走向。断层破碎带在电阻率剖面中呈现明显斜立条带状低阻异常,其产状与地质及钻孔资料一致,验证了超高密度电法探测的有效性。     

中国煤矿瓦斯赋存构造逐级控制规律与分区划分

在编制全国2792对矿井、173个矿区、22个省(区市)煤矿瓦斯地质图的基础上,编制了1∶250万中国煤矿瓦斯地质图,进一步深化了中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制理论与技术路线,提出了中国煤矿瓦斯赋存地质构造逐级控制规律的10种类型,从而将中国煤矿瓦斯赋存分布划分为29个区,其中16个为高突瓦斯区,13个为瓦斯区。研究为更深入揭示中国煤矿瓦斯赋存分布机理和煤与瓦斯突出机理奠定了可靠基础并提供了必要依据。     

东胜煤田乌拉素矿区水文地质特征及充水因素研究

近年不断发生的突水事故,给煤矿安全生产带来严重威胁,研究矿区水文地质特征,分析矿井充水因素有重要现实意义。根据东胜煤田乌拉素矿区地质勘探和水文地质资料,对煤层开采导水裂隙带高度进行计算,结果表明:直罗组底部、含煤系地层的裂隙承压水含水层和上部煤层采空区内的积水,是煤层开采时矿井涌水的主要充水水源,矿井充水通道有断层裂隙带、封闭不良钻孔、采动导水裂隙带;其中导水裂隙带会将上部煤层采空区积水导通,使充水强度增大,矿坑涌水量增加。建议开采过程中要做到边探边采,探采结合,预防突水问题。     

缓倾斜煤层提高开采上限研究

研究开采上限对煤矿开采具有十分重要的意义,它可以最大程度地开采压滞的煤炭资源,缓解当前大部分煤矿采掘接替紧张的局面。以田庄矿N2601工作面为例,根据已有水文地质资料以及邻近矿井资料,分析了开采区充水条件及底部含水层的赋水特性;采用数值模拟方法,根据上覆岩层的塑性应变情况,分析了冒落带与导水裂隙带的高度范围,最后综合数值模拟结果与“三下”开采规程的要求确定了该矿的开采上限。     

太原虎峪沟"1996-08-04"泥石流形成过程与发展趋势

1996年7月30日-8月5日，山西省太原市西山地区连降大雨，导致区内虎峪沟暴发特大型泥石流，严重损毁厂矿企业及市政设施，造成36人死亡，直接经济损失高达2．4亿元。本文在综合研究野外调查资料和历史灾情的基础上，通过对泥石流的形成条件、活动过程以及区内地质环境现状质量的分析，判定虎峪沟为中等易发高危险度泥石流沟，仍具有潜在的危害。采煤活动是泥石流的主要影响因素之一，既影响植被生长，又破坏岩土体原生结构，大大加剧崩、滑、流的发生；堆积的大量煤矸石，为泥石流的形成提供丰富的固体物源。为此，要因地制宜地采用生物、工程措施，对全区进行综合整治。     

构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制

通过对郑州矿区煤与瓦斯突出矿井和历年突出事故分布特征统计分析,结果表明:NNE-NE向和NW-NNW向构造叠加及滑动构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制作用明显,该矿区以五指岭断层-樊寨断层一线为界,突出矿井和瓦斯矿井呈北西向分区分带性展布,大平、超化等突出矿井位于矿区南部构造复合地带,且突出点多分布在构造挤压剪切作用强烈区域。      

瞬变电磁法在查明断层陷落柱含导水性中的应用--以山西长治李村煤矿首采Ⅰ区为例

煤系地层中断层、陷落柱等构造不仅破坏了煤层的完整性,减少了可采储量,而且影响了煤矿的生产安全,给煤矿开采带来了严重的危害。在煤矿开采初期查明勘探区内断层、陷落柱等构造的空间分布及其含导水性对指导煤矿安全生产具有重要的意义。在充分收集李村煤矿首采Ⅰ区地质、水文及物探资料的基础上,利用瞬变电磁技术对区内断层、陷落柱等构造的含导水性进行勘查,取得了良好的效果,给煤矿的开采设计施工提供了参考依据,并有效的预防了煤矿开采过程中安全事故的发生。     

废弃煤矿瓦斯资源估算与评价方法构建及应用

基于我国废弃煤矿瓦斯资源勘探开发现状,为合理评估我国废弃煤矿瓦斯资源,提出"资源估算+初步评价"的思路,建立废弃煤矿瓦斯资源估算和评价方法,该方法具有所需参数少和实用性强等优点;依据废弃煤矿瓦斯涌出特点及废弃时间,划分废弃煤矿类型,将其分为稳定型和非稳定型两大类,非稳定型进一步划分为初期、中期和后期3个阶段;根据废弃煤...     

矿井地质动力环境评价方法与冲击地压矿井类型划分研究

冲击地压等矿井动力灾害的发生受多因素影响,是自然地质动力环境条件和开采工程扰动条件耦合作用的结果。冲击地压发生的时间、空间、强度等特征与矿井所处区域地质动力环境有关,由于不同煤田、不同矿区、不同矿井所处的区域地质动力环境存在差异性,致使有些煤矿不具备发生冲击地压的地质动力环境条件,而有些煤矿发生冲击地压的类型也不同。提出矿井地质动力环境评价方法,并构建评价指标体系。在地质动力环境研究中,主要考虑自然地质条件下外部地质体的动力作用对冲击地压的影响效应,确定构造凹地反差强度、矿井区域断块构造运动、断裂构造、构造应力、开采深度、上覆岩层结构特征、本区及邻区判据条件等影响因素为评价指标,根据各因素对矿井的影响程度情况,给出每个因素的不同量化评价值。综合量化评价结果,判定矿井是否具有发生冲击地压的地质动力环境：(1)当综合评价指标值n为0～0.25,表明矿井不具备冲击地压发生的地质动力环境;(2)当综合评价指标值n为>0.25～0.50,矿井具有弱冲击地压发生的地质动力环境;(3)当综合评价指标值n为>0.50～0.75,矿井具有中等冲击地压发生的地质动力环境;(4)当综合评价指标值...     

Domestic water supply impacts by underground coal mining in Virginia, USA

 Underground coal mining can affect wells and springs used as water supplies. In Virginia, concerns over such impacts are felt by both surface owners and coal-mining firms. Virginia's geologic history has caused faults and fractures to be common in its coalfield region, relative to other Appalachian coal-mining areas. The results of 73 investigations of alleged domestic water supply impacts by underground mining were analyzed; the investigations were conducted by the Virginia Division of Mined Land Reclamation (VDMLR). This analysis was conducted with reference to guidelines that define a primary zone of underground mining influence where dewatering of aquifers is to be expected. The VDMLR data set included 27 investigations of alleged water supply impacts by partial-extraction room-and-pillar mines, 41 investigations of high-extraction room-and-pillar mines, and 4 investigations of longwall mines. VDMLR investigators found that 14 of 16 water supplies within the primary zone of influence were likely to have been affected by pillar-retreat mining, but no water supplies within the primary zone of influence for longwall and room-and-pillar mines were represented in the data base. VDMLR investigators found 42 of 56 water supplies outside of the primary zones were likely to have been affected by mining; these cases represented room-and-pillar, pillar-retreat, and longwall mining. Geologic circumstances not directly related to subsidence were found to be responsible for 31 of these 42 impacts. These geologic circumstances included subsurface fractures and other geologic features acting as aquifers that were drained by underground mining operations. VDMLR investigators also found some of the investigated water losses to have been caused by factors other than mining. These results demonstrate the inherent difficulties of any attempt to rigidly define a "zone of underground mining impact" based solely on mine subsidence effects, especially in regions where geologic faults and fractures are common such as the southwest Virginia coalfield. Received: 4 August 1995 · Accepted: 23 October 1995     

煤油气共生矿井围岩气多因素耦合区域预测技术——以鄂尔多斯盆地黄陵矿区为例

围岩气异常涌出已成为严重威胁煤油气共生矿井安全高效开采的新的隐蔽致灾因素。以煤油气共生矿井围岩气储集层分布为基础,结合对围岩气控气要素的分析,提出了基于地质构造、岩性（砂岩透镜体和砂体上倾尖灭）、围岩气储集层分布和煤炭开采采动影响等多因素耦合下的煤油气共生矿井围岩气区域综合预测技术。采用该技术对黄陵二号煤矿2号煤层围岩气分布进行了区域综合预测,将矿井围岩气区划为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级,并指出了矿井围岩气重点防范区域,减少围岩气防御面积近30%。