拟VSP与克希霍夫偏移法在隧道超前预报中的应用

通过超前预报技术可以检测掌子面前方的地质构造,预测隧道开挖过程中的不利地质条件,从而保障施工进度和施工人员安全。拟VSP方法适用于激发点或者接收点在一条直线上,利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置,而克希霍夫偏移方法可以是任意观测系统。对垭口隧道的实测数据进行时移校正、滤波、波场分离、拉东变换提取有效反射波等预处理,对比两种成像结果,获得掌子面前方构造异常分布,结果与实际揭露异常相符。应用结果表明,拟VSP方法对巷道正前方构造位置预测准确,但不能预测构造走向,克希霍夫偏移方法需要速度扫描获得偏移速度信息,根据反射波能量确定反射界面,反射界面与隧道交点为隧道正前方构造位置。两者结合应用可更准确地确定构造走向与位置。     

钻孔槽波地震勘探的研究

槽波地震勘探通常是在一条或几条巷道中进行。本文讨论了利用钻孔进行槽波地震勘探的方法、实现装置及资料的分析与解释。该方法切实可行,拓宽了槽波地震勘探的应用范围,对煤矿利用槽波探测小构造有实用价值。      

金、硅和硫化物迁移富集层次性模拟实验与构造机制研究

深部金品位变化规律与构造间关系是隐伏矿体定位预测的难点。采用高温高压模拟实验对硫化物、硅和金分别进行迁移、富集层次性研究, 表明矿体与矿体、矿床与矿床垂向间距约是水平间距的１２ ～１５ 倍, 金品位在不同层次间呈贫富交替变化。该认识在激电法基础上进行成矿定位预测已初见成效。此外, 从构造增热、构造变异、构造流体、构造降压和构造耦合５ 个方面对成矿元素迁移、富集层次性的构造机制进行探讨, 指出构造机制与矿质来源存在密切关系, 它有助于动力成岩成矿理论的进一步深化     

渤海湾新生代盆地的两种构造系统及其成因解释

渤海湾古近纪盆地可以划分为3个裂陷带和1个裂陷区，都分布在上地幔隆起部位。盆地构造变形可以分为伸展构造和走滑构造两个相对独立、相互关联的新生代构造系统。伸展卡句造由不同尺度的伸展断层和与伸展断层垂直或斜交的变换断层构成连锁断层系统，在盆地区具有分散的透人性特点，并控制着古近纪断陷的分布和演化。在伸展构造变形基础上叠加了3条北北东向—北东向右旋走滑断裂(带)，后者及其伴生构造组成盆地中的呈带状展布的新生代走滑构造系统。伸展构造是一种“水平层状的”薄皮构造。正断层向深部收敛或终止于中地壳内的拆离断层面上。走滑构造是一种“垂直带状的”厚皮构造。浅层的走滑断层以多种方式并入到深断裂带中。这两种构造系统是盆地区新生代时期主动裂陷和被动裂陷两种作用机制的具体表现。     

卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究

以“巷道-围岩”系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了“平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落”的演化过程,在巷道内壁产生“岩爆→应力调整→应力调整失败→再次岩爆”的多次岩爆过程,最终形成“V”字型岩爆坑。卸荷条件下,不同水平应力的巷道模型岩爆将产生不同的破坏,形成了不同的破裂面。理论推导得出卸荷前巷道围岩的应力分布规律,运用修正Griffith破坏准则,计算了不同水平应力（8.9MPa、13.3MPa、17.8MPa）卸荷后巷道围岩发生岩爆破坏的竖向起裂应力,构建了巷道边壁“V”字型岩爆坑的计算模型。研究得出水平应力存在一个影响竖向承载能力的应力点（13.3MPa）,当水平应力小于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈正相关;当水平应力大于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈负相关。对左右边壁应变能累积区域的信息进行量化处理,得出相较8.9MPa和17.8MPa,水平应力为13.3MPa的左右边帮应变能集中区域的累积能量最大,集中区域与边壁的距离最短。     

三维地震勘探在康平煤田“无煤带”研究中的应用

“无煤带”是康平煤田特有的一种地质现象。“无煤带”是指煤层缺失变薄至不可采的地带或条带,多分布于构造复杂地区,且与该地区断层走向一致,均伴有一条或几条断层。通过对该区三维地震资料及正演地震模型的研究,发现煤层反射波振幅异常(振幅变弱)带恰恰对应着各种原因造成无煤区和煤层变薄区域。据此在1煤层底板等高线图上圈出了1煤层反射波振幅异常带,确定了无煤区域。这些成果为测区内采面划分、巷道布局和煤矿安全生产提供了有力的地质保证。     

多元调解化纠纷

“南、北侧巷道间距均为2．5米,与双方签订的调解协议要求一致。”2013年12月5日上午,郑州市惠济区国土资源局地籍科、信访科、大河路国土资源所和惠济桥村国土资源协管员共同对该村两户村民宅基地之间的巷道进行丈量、核实——而这,只是惠济区国土资源局对国土资源矛盾纠纷多元调解进行回访的一个场景。     

渗出砂岩型铀矿成矿预测与找矿标志

文章基于渗出砂岩型铀矿成矿机理和模式,认为渗出砂岩型铀成矿作用不同于渗入砂岩型铀矿成矿作用,其成矿预测和找矿标志也不同;提出了渗出砂岩型铀矿成矿作用两大基本关键条件识别标志：红杂色含矿建造原生成因和其中控矿灰色砂体的后生成因识别;在提出的红杂色沉积建造中渗出砂岩型铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”总体找矿新思路基础上,阐明渗出砂岩型铀成矿区域预测评价条件和标志：深部富铀富有机质沉积岩建造、区域构造、区域建造、放射性异常信息和综合预测标志等,提出并阐述“小凹陷成大矿”条件;系统建立渗出砂岩型铀矿床预测定位标志体系,特别是野外可识别的宏观标志,包括控矿构造、沉积建造、蚀变改造、铀矿化砂岩颜色、外来有机质特征等,并对比了渗入和渗出砂岩型铀成矿预测标志。提出的渗出砂岩型铀矿识别标志体系不仅对区分“渗入”和“渗出”两种矿化成因,而且对厘清控矿要素、指导成矿预测和找矿工程部署具有重要意义和价值。     

太行山东麓构造岩浆带在豫北安林地区的活动特点及控矿特征

安林地区的构造活动,对剖析太行山东麓构造岩浆带成生、演化具有一定的代表性。本区自燕山运动开始就受到了变质核杂岩和伸展拆离构造控制,区内主要构造有NNE向和NW向两组,其中NNE向构造在区内等间距形成了五条规模大的深断裂,均具高角度正断层性质。NW向构造形成了天喜镇-磊口北西向构造岩浆岩带,包括了塔山穹窿式背斜和白玉村-宝山墙状岩体,两组构造均对燕山晚期中-碱性岩浆上侵和安林式矽卡岩型铁矿的形成具重要控制作用。     

松辽盆地英台地区构造特征与油气聚集关系的研究

利用钻井、地质和地震等资料、通过构造发育史研究，认为本区构造特征为在东倾的斜坡背景上，东西分带，南北分区的区域构造格局；断层呈“Ｓ”形展布，同生小构造发育，自西向东可分为４个不同类型的圈闭带，结合本区已证实的含油层位，预测了相应油气藏的分布。     

高强度开采工作面矿压显现的面长和推进速度效应

高强度开采工作面矿压显现复杂,容易发生压架、冒顶等灾害。为从理论上解释高强度开采工作面的矿压特征,分析了高强度开采工作面的一般特征及其对矿压显现的影响,以顶板初次断裂为例,运用薄板理论并结合岩石力学试验成果,推导出不同面长和不同推进速度下顶板断裂步距的计算公式,并分析了面长和推进速度对来压时支架工作阻力的影响机制。结果表明,面长影响顶板应力分布,推进速度改变顶板承载能力,而且面长越短,推进速度越快,顶板的初次断裂步距就会越大。对于高强度开采工作面,面长普遍大于200 m,面长效应影响微弱,矿压显现主要受推进速度作用,断裂步距和来压时支架工作阻力都比非高强度开采工作面大,容易发生压架和冒顶等灾害。     

大同四台井田地质小构造综合探测

通过对大同四台井田复杂地质构造的综合探测，查明了测区地质构造的发育规律。结果表明，利用综合勘探方法能有效地探测出采区或工作面内的地质小构造。     

MORPAS系统证据权法在中大比例尺成矿预测中的应用

证据权法在大范围中小比例尺成矿预测中的应用效果良好,但对于工作程度较低的小范围中大比例尺预测工作则鲜有涉及。以阿拉善某一研究程度较低的小范围中大比例尺地区为研究对象,在地质调查的基础上,结合该区空间位置统计分析结果,选择了符合条件的证据图层,按80m×40m北东向网格单元将各证据图层属性进行链接,基于MORPAS系统中的证据权模型,定量分析了各证据层与Cu高值点分布的相关性,并通过图形方式直观表达了找矿有利地段的空间分布特征。经过验证,研究区两条探槽都见到了矿体,说明该方法在研究程度较低的小范围中大比例尺成矿预测中具有可行性。     

采煤工作面槽波相对透射系数层析成像技术

为了实现大型采煤工作面内小构造的精确探测问题,对槽波相对透射系数层析成像技术展开研究。通过现场工程试验数据的处理分析,研究巷道对槽波透射的影响,将CT成像结果与实际地质资料对比,结果表明:槽波相对透射系数层析成像方法能够清晰地反演出高度小于1/3煤厚的巷道的位置及形态;用实际数据验证了其成像结果稳定性好、精度较高,该技术是探测工作面内部小构造的有效手段。      

一种基于MODIS积雪产品的雪线高度提取方法

冰川雪线高度的遥感提取对冰川物质平衡研究具有重要意义。提出一种基于晴空环境下积雪覆盖频率的雪线高度提取方法。使用MOD10A1积雪产品中的像元积雪面积比例数据,提取了2000/2001-2014/2015年间高亚洲地区冰川消融期末雪线高度。使用实测的冰川年物质平衡资料和气象格网数据对提取的雪线高度变化的可信度进行分析。研究表明：近15 a高亚洲雪线高度变化及趋势具有明显的东西差异,雪线高度变化幅度自青藏高原内部地区向四周呈增加趋势,西部大于东部。提取的冰川雪线高度变化与观测的年物质平衡序列具有很高的相关性,对物质平衡波动的平均解释率可高达75%;与气象要素（气温、降水）的年际变化的相关性也较高,约61.58%的格网冰川雪线高度变化可以由夏季气温和季节降水解释。而高亚洲各分区冰川雪线高度的波动规律也与大气环流背景分布一致。因此提取的雪线高度变化具有冰川学意义,可以进一步应用于冰川物质平衡估算及模拟研究中。     

特殊构造条件下煤炭综放开采顶板涌水机理及防治

煤炭资源开采中采场顶板水水害是威胁工作面安全生产的灾害之一。以兖州矿区东滩煤矿综放开采14310工作面在回采过程中的涌水情况为例,在分析地质和水文地质条件基础上,从构造控水机理出发,分析了工作面特殊构造条件下顶板砂岩含水层的赋存规律和涌水规律,实施了14310工作面安全回采的探、放水工程、泄水巷工程和完善排水系统等相关水害综合防治方法,最终实现了工作面的安全回采。      

Deposition and deformation of fluvial–lacustrine sediments of the Upper Triassic–Lower Jurassic Whitmore Point Member,Moenave Formation,northern Arizona

The stratigraphic section of the Upper Triassic–Lower Jurassic Whitmore Point Member of the Moenave Formation at Potter Canyon, Arizona, comprises c. 26 m of gray to black shales and red mudstones interbedded with mainly sheet-like siltstones and sandstones. These strata represent deposition from suspension and sheetflow processes in shallow, perennial meromictic to ephemeral lakes, and on dry mudflats of the terminal floodout of the northward-flowing Moenave stream system. The lakes were small, as indicated by the lack of shoreline features and limited evidence for deltas. Changes in base level, likely forced by climate change, drove the variations between mudflat and perennial lacustrine conditions. Lenticular sandstones that occur across the outcrop face in the same stratigraphic interval in the lower part of the sequence represent the bedload fill of channels incised into a coarsening-upward lacustrine sequence following a fall in base level. These sandstones are distinctive for the common presence of over-steepened bedding, dewatering structures, and less commonly, folding. Deformation of these sandstones is interpreted as aseismic due to the lack of features typically associated with seismicity, such as fault-graded bedding, diapirs, brecciated fabrics and clastic dikes. Rapid deposition of the sands on a fluid-rich substrate produced a reverse density gradient that destabilized, and potentially fluidized the underlying, finer-grained sediments. This destabilization allowed synsedimentary subsidence of most of the channel sands, accompanied by longitudinal rotation and/or ductile deformation of the sand bodies.     

透射槽波相邻道质心频率的层析成像方法

槽波勘探是煤层工作面小构造探测的主要方法之一,该方法主要是利用槽波的能量衰减特征。当检波器的耦合差或工作面存在较大地质异常时,会显著影响槽波在不同频段上的能量分布,降低槽波探测结果的稳定性和准确性。利用槽波信号的质心频率变化特征进行反演成像是一种创新且有效的方法,但该方法存在震源质心频率准确估算及兼顾震源差异性的难题。为此,提出基于透射相邻道槽波信号,估算其质心频率相对变化量的层析成像方法。基于理论分析,推导出相邻道槽波质心频率相对变化量(M_i)的计算公式;采用二维数值模拟方法,验证槽波M_i值与传播距离的正向线性变化规律;通过槽波实测试验,对比分析了相邻道质心频率成像方法的效果。结果证明,槽波信号存在频移现象,槽波相邻道M_i值层析成像方法是有效,该方法克服了震源差异性和震源质心频率人为选择不当对成像结果造成的影响,为槽波勘探数据处理提供了一种新的思路。      

基于地震干涉的回采工作面随采地震成像方法

煤矿安全生产迫切需要能够对工作面进行实时探测的方法,随采地震成像方法是一个有效解决途径。基于采煤机地震信号特征的分析,研究对比了3种随采地震信号干涉方法的适用性,利用贝叶斯反演提出了工作面的随采地震槽波层析成像方法。结果表明:采用反褶积干涉或互相干干涉,皆能有效压缩震源的子波,得到比互相关干涉更宽频谱的炮集;利用二次干涉方法,有助于获得更高精度的到时与层析成像结果。该方法能够实现煤矿井下回采工作面的随采地震实时成像,及时发现速度随时间变化的危险区域,对工作面地质灾害做出预警。      

煤矿井下定向钻孔中电阻率探测技术与应用

受高瓦斯/承压奥灰水威胁的工作面开采前,一般采取定向钻进技术在工作面底板开展压裂或注浆工程保障开采安全。利用底板定向钻孔开展孔中探测工作,可更加精细揭露工作面内隐伏构造,还可实现“一孔多用”。为解决定向钻孔内的探测问题,提出一种在水平定向钻孔中进行直流电阻率法探查的方法。定向钻孔施工完毕后,退出定向钻孔施工的通缆钻杆,送入内平钻杆,将孔中高密度电缆通过钻杆尾端特制水便送入钻孔,使孔中电缆平铺于钻孔中,在定向钻孔水平段,进行孔内直流电阻率法径向探测。在理论上通过数值模拟研究层状介质下单孔测量工作模式的接收信号衰减规律、视电阻率曲线变化特征、顶底板岩性对测量结果的影响等,并采用单孔测量数据对孔旁异常范围进行反演定位。数值模拟研究表明,孔中电阻率探测方法对隐伏的异常体有良好的探测效果。通过在陕西韩城某矿井下实际煤层底板探测试验,对研究区2个定向抽采钻孔孔中探测数据进行处理,反演结果异常区与工作面内隐伏小断层位置吻合,验证了定向钻孔中电缆布置的可行性和定向钻孔内通过孔内径向和孔间透视探测隐伏构造的可靠性。