华北煤田矿山开采导致含水层破坏风险评估:以淄博洪山煤矿为例

煤矿由建设到关闭后多年的生命过程都对含水层具有破坏作用,造成生态环境破坏、影响社会经济发展,其风险具有长期性.在华北煤田水文地质结构及矿山地质环境问题分析的基础上,总结了含水层破坏形式及其风险组成,提出了含水层破坏风险评估与管理的技术思路.利用淄博洪山煤矿从开采到关闭多年的试验和监测数据开展了实证研究.结果表明:（1）矿业活动对含水层破坏形式表现为含水层结构破坏、地下水流场变化和地下水污染3类,洪山煤矿奥灰水遭受破坏的可能性高,危险性低、中等和高的危险区面积分别为20.61、22.39、19.26 km2;（2）社会、经济和生态易损性由破坏性、脆弱性和可恢复性三项指标表达,洪山煤矿社会经济高度依赖奥灰水,其易损性高.（3）含水层破坏风险是可利用地下水资源量减少、生态环境恶化、社会经济负面影响及其长期效应的综合表达,洪山煤矿关闭后奥灰水遭受破坏的风险高.      

强夯块石墩复合地基承载力的确定

利用中国建筑科学院地基所对矿石桩进行的模型试验结果,分析了散体桩（墩）发生剪切破坏、刺入破坏和鼓胀破坏的不同条件,得出强夯块石墩复合地基最有可能的破坏形式为剪切破坏。在此基础上,提出了强夯块石墩单墩承载力计算模型,推导出了强夯块石墩单墩和强夯块石墩复合地基承载力的计算公式,并通过计算值与现场荷载试验结果的对比,验证了模型分析结果的正确性,从而为强夯块石墩复合地基承载力的确定提供了理论上合理、实践中     

可拓理论在矿区土地破坏程度评价中的应用

将矿区破坏土地、评价指标、指标现状结合为一体,利用可拓集理论,通过关联函数,给出了各评价指标影响矿区土地破坏程度的量化描述,进而确定了所选矿区土地的破坏程度,并结合Arcmap软件精确确定了不同破坏程度土地的面积;采用了集值统计的方法确定了物元特征权重,从而提高了评价的精确性;科学地确定了评价单元划分要求,使得评价结果更能指导实际工作,评价结果能够为矿区破坏土地的合理利用提供有利的依据,同时也证明了可拓理论在矿区土地破坏程度评价中的应用是可行的。     

Staging of acoustic emission in laboratory modeling of tidal effects in seismicity

Experiments on sandstone destruction were carried out in order to reproduce the influence of Earth tide on seismicity under controlled laboratory conditions. The discovery of staging in acoustic response of destruction of a specimen to an external weak periodic effect is decided as the main result of the experiments. Moreover, the different stages are related to the different conditions of the specimen during the destruction process.     

华北克拉通破坏动力学过程研究中的几个构造问题

华北克拉通破坏问题,是通过对古生代时期和新生代以来华北东部岩石圈厚度、热状态、岩石圈地幔组成与时代等特征的比较研究中,逐渐认识到的一个重大的大陆构造动力学问题。岩石圈厚度的巨大变薄是克拉通破坏的重要标志之一,已有的构造动力学模型从不同角度着重讨论了克拉通岩石圈是如何减薄的问题,但由于岩石圈减薄远不是克拉通破坏的全部,因此,即使已有动力学模型可以对减薄过程给出比较合理的解释,也还难以成为克拉通破坏的综合动力学模型。文中针对目前流行的华北克拉通岩石圈减薄动力学模型存在的问题,提出了在构建克拉通破坏综合动力学模型时需要关注的一些主要构造问题:(1)从构造变形、沉积作用、火山活动及其事件序列特征角度,甄别和评价主动裂谷作用和被动裂谷作用在克拉通破坏过程中所发挥的作用;热 化学侵蚀岩石圈减薄模型可能需要与上述裂谷作用模型相结合,才可能成为克拉通岩石圈破坏的候选模型。(2)从拆沉相关岩浆侵入和火山活动时空演变规律、地壳表层快速隆起及相关沉积作用和构造变形、地壳热状态异常、拆沉引起的热弱化地壳对区域应力场的响应、拆沉导致的局部应力场模拟等方面展开研究,检验、充实或修正岩石圈拆沉模型。(3)从区域构造变形和相关沉积作用、火山活动相结合的综合研究角度,探索华北克拉通的破坏是在古老克拉通基础上的直接破坏,还是在古老克拉通基础上经历了造山作用过程之后的造山带伸展垮塌,这是涉及华北克拉通破坏动力学模型建立的根本问题之一。     

湘中涟源凹陷油气成藏与保存条件

针对湘中涟源凹陷油气藏成藏期次和时间以及油气藏破坏、改造等进行详细研究, 发现存在多期油气充注。利用沥青、包裹体分析, 印支之前曾有过油的充注, 在印支早期、晚期共发生二期天然气充注。印支期既是高成熟天然气充注期, 又是构造圈闭形成时期, 燕山期只对前期气藏起破坏、改造作用。总结了4种油气藏破坏、改造、保存样式, 即原生油气藏后期无改造样式, 原生油气藏后期简单改造样式, 原生油气藏后期多期改造样式, 原生油气藏后期完全破坏样式。分析认为涟源凹陷3个构造带油气藏保存条件各异, 西部构造带保存最差, 中部较好, 东部最好。      

柴达木盆地西部油气藏的破坏类型与机理

油气藏破坏是一种普遍的自然现象,地质历史时期任何类型的油气聚集都是短暂的动态变化史体,均随着时间的推移,在某些地质因素的影响下遭到破坏。根据构造演化史和成藏史研究,柴达木盆地西部上新世-第四纪是原生油气藏的破坏和次生油气藏的形成时期。野外地质考察发现油气藏破坏的地面显示类型多样,主要有：油砂、固体沥青和石蜡以及泥火山或油墩子。对油气藏的破坏因素分析表明：柴西油气藏破坏类型主要有断裂活动破坏、油藏抬升剥蚀破坏和异常高压作用破坏3种类型,而且油气藏破坏往往是断裂活动和汕藏抬升综合作用的结果。该研究对当地的油气勘探具有一定的参考和指导意义。     

断裂对盖层封气综合能力破坏程度的研究方法及其应用

为了研究断裂在油气成藏与分布中的作用,在分析盖层封气综合能力及其研究方法的基础上,利用天然气在剩余压力作用下通过盖层向外渗滤散失压力梯度的大小,表征盖层封气综合能力的好坏;依据被断裂破坏前后盖层封气综合能力差值与被断裂破坏前盖层封气综合能力的比值,建立了一套断裂对盖层封气综合能力破坏程度的定量研究方法。以渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造东二段泥岩盖层为例,对NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度进行了定量研究。结果表明:南堡5号构造NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度较高,除L6测线处为弱破坏程度和L1、L5、L8测线处为中等破坏程度外,其余5条测线处均可达到较强和强破坏程度;且NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度西部强于东部,这与东二段泥岩盖层之下储气层中目前已发现的天然气主要分布在断裂东部相吻合。该方法用于定量研究断裂对盖层封气综合能力破坏程度是可行的。     

砂岩储层中原生孔隙的破坏与保存机制研究进展

埋藏条件下原生孔隙的破坏与保存机制是含油气盆地砂岩储层质量研究的一个核心领域,其在油气地质学研究中的意义不言而喻。与次生孔隙的形成与保存机制相比,影响原生孔隙破坏与保存的因素有着其特殊的复杂性和多样性。在总结国内外研究进展的基础上,试图深入理解不同成岩机制在砂岩储层原生孔隙破坏与保存中的意义和作用,包括破坏机制（如机械压实、胶结作用等）和保存机制（如地层超压、颗粒包膜、盐体侵位和烃类占位等）。目前难以实现砂岩储层质量钻前准确预测的一个困难在于无法明确原生孔隙演化的动力和过程,将来成岩作用、流体作用、沉积过程和盆地演化的更紧密结合可能是解决砂岩储层原生孔隙破坏与保存机制研究中最有希望的发展方向之一。     

沙尘暴过程中颗粒对化学结皮的冲蚀破坏

针对风沙运动中结皮冲蚀破坏及其寿命问题,通过建立沙粒对结皮的冲蚀模型,采用量纲分析研究风沙运动中单颗沙粒对结皮冲蚀量与沙粒冲击速度、沙粒自旋角速度、沙粒直径、沙粒入射角、结皮硬度等的本构关系,并对结皮冲蚀破坏机理及其寿命预测进行理论研究。数值计算结果表明,沙粒冲击速度、沙粒自旋角速度、沙粒冲击角度、沙粒直径及沙尘暴日数、持续时间都对结皮寿命有明显影响。统计分析各项影响因素的平均值计算表明,在结皮厚度20 mm的情况下,结皮寿命为3～8年,平均寿命5.3年。此研究可以更深刻认识结皮的自然破坏特征,对防沙固沙具有一定的理论意义和实际应用价值。     

Craton destruction links to the interaction between subduction and mid-lithospheric discontinuity: Implications for the eastern North China Craton

The continental craton is generally considered to be stable, due to its low-density and high viscosity; however, the thinning and destruction of cratonic lithosphere have been observed at various parts of the globe, for example, the eastern North China Craton (NCC). Although a large number of geological and geophysical data have been collected to study the NCC, the mechanisms and dynamic processes are still widely debated. In this study, using 2-D high-resolution thermo-mechanical models, we systematically explore the key constraints on the destruction of cratonic lithosphere. The model results indicate that the craton destruction processes can be strongly influenced by the presence of the so-called mid-lithosphere discontinuity (MLD), and its interaction with subduction. The properties of the MLD layer and the density contrast between the lithospheric mantle and asthenosphere play significant roles in the destruction processes. Specifically, the presence of a deep and low-viscosity MLD layer within the cratonic lithosphere tends to enhance instability of the craton, making it easier for lithosphere destruction. In addition, a relatively thick oceanic crust, high convergence rate, and large initial subduction angles favor the craton destruction. Finally, we compare the model results with the observations of NCC, which indicate that the interaction between the Paleo-Pacific subduction and the MLD layer in the cratonic lithosphere has played an important role in the observed large-scale lithospheric removal of the eastern North China Craton.     

压入硬度的修正方法──根据硬度和塑性系数估算破岩比功

通过分析压入硬度和破岩比功的关系,得出比功更能综合反映岩石的破碎难易程度的结论。为简化比功的测定方法,提出根据压入硬度、塑性系数及破碎坑体积扩大率来估算比功的方法,推导出比功的计算公式,并对比功的计算值和实测值进行了对比,具有一定应用价值。     

华亭县砚峡滑坡成因及防灾对策研究

华亭县是全国13个重点产煤县之一,2005年初在县境内砚北煤矿采区附近的砚峡乡翠峰山发生山体裂缝、滑坡灾害,因灾害严重,危险性大,曾引起省市县高度关注。通过调查分析,本区大规模采煤是引发砚峡滑坡变形失稳的主要诱发因素,可以说大规模采空及采矿工程活动对特殊的井田地质结构的累进性破坏导致该地段斜坡滑移。本文针对滑坡特征提出...     

大平矿副井井筒破坏机理研究

对大平矿副井井筒及马头门的变形破坏状况进行了描述，并对其破坏机理进行了分析研究，为井筒翻修提供了理论依据。     

皖南山区典型顺层滑坡形成机制研究

皖南山区鸟雀坪滑坡是典型的顺层岩质滑坡,其变形破坏模式为滑移-弯曲,变形破坏过程可分为以下三个阶段:斜坡初始形成,表面卸荷回弹阶段、上部岩体滑移,下部岩体隆起弯曲阶段、滑面贯通—滑坡整体失稳破坏阶段。滑坡形成沿河长200m,纵向长700m,体积约200×104m3的滑坡堆积体,堵塞大源河并强迫河流发生改道。     

黄土滑坡滑带土的特点——以天水椒树湾滑坡为例

黄土滑坡已成为影响黄土地区公路、铁路等基础设施建设的主要因素,滑坡的形成在一定程度上就是滑带土变形破坏过程。从黄土滑坡滑带土的分类、物理力学性质、宏观与微观特征等方面进行了较系统的研究,探究其变形和破坏规律。结合甘肃天水的黄土滑坡实例进行了具体分析。      

Assessing archaeological evidence for seismic catastrophies

Archaeologists frequently ascribe “destruction” layers uncovered during excavation to the effects of earthquake-induced phenomena. Undoubtedly, ancient societies that lived in active seismic zones were as plagued by seismic destruction as we are today. However, other geological phenomena can account for many observed features. This paper reviews the geologic and archaeological background for assessing the evidence for prehistoric earthquake destruction.     

The formation of cobalt-bearing ferromanganese crusts under fluid destruction of silicate matter

The processes of fluid destruction of various silicate rocks under diffusion of flows of compressed gases (mainly carbonaceous) were studied. The gas condensate nature was ascertained for the forming alumoslilicate and ore (cobalt–iron–manganese hydroxide) substances produced under this fluid destruction in the forms of microcrusts and microconcretions. The ore condensates contained in high concentrations the typomorphic elements of oceanic ferromanganese formations (Mn, Co, Ni, Cu, Pb, Ce, and Pt). The elemental composition of the ore oxide substance formed under the destruction of various silicate matrices exhibits a definite degree of endemism with prevalence of the Co–Mn association. The pronounced concentration of barium is related to the substantially carbonaceous composition of the fluid systems. A cerium paradox is revealed: Ce³⁺ is oxidized into Ce⁴⁺ and absorbed by ferromanganese hydrogel and the minimum of cerium appears in rare-earth phosphates.     

小浪底水库1#滑坡体非饱和土强度特性试验研究

在改进的非饱和土三轴仪上运用3级持续加荷固结排水试验法,对小浪底水库1#滑坡体非饱和土的强度特性进行了三轴试验,研究了目前在非饱和土的试验研究中极少关注的试样轴向变形过大（即剪破）和剪胀对非饱和土基质吸力、抗剪强度及各特征关系的影响。结果表明：高密实度试样通过升高负孔隙水压力数值这样的内部应力调整来抵消受剪时的剪胀趋势,这个过程将增大试样的基质吸力,并对试样强度有增强作用;剪胀对抗剪强度的影响类似于饱和土,总体上对之产生负影响;多级试验中试样的提前剪破将降低后续围压下试验测得的抗剪强度,并在最终计算中得到比真实值更大的黏聚力和更小的内摩擦角,剪破后的后续围压试验测得的抗剪强度接近残余抗剪强度。