软弱厚煤层沿空留巷变形破坏特征及控制研究

针对软弱厚煤层综放开采沿空留巷动压显现明显,顶板易出现不均匀切顶下沉等问题。通过现场调研、理论分析和数值模拟,阐明了软弱厚煤层综放开采沿空留巷动压显现特征和变形机制,提出了软弱厚煤层沿煤层顶板布置沿空留巷变形协同支护体系。研究结果表明：综放开采采出厚度大,沿煤层底板留巷时沿空留巷煤层顶板承载能力差,“底板−巷旁支护体−顶板”支护体系载能力不协调,是造成软弱厚煤层沿空留巷产生大变形的主要原因;沿煤层顶板留巷变形协同支护体系的提出提高了沿空留巷帮部、顶底板及巷旁支护体的协同承载能力,可有效地保证软弱厚煤层沿空留巷的围岩稳定。研究成果在古城煤矿的成功应用,证明了该支护体系在软弱厚煤层综放沿空留巷中的可行性。     

辽宁沿海地区构造活动性分析与评价

辽宁沿海地区区域地质构造复杂,新构造运动强烈,活动断裂发育,地震活动频繁。通过对沿海地区地形地貌及活动构造的调查分析,对辽宁沿海地区区域地壳稳定性进行评价,辽宁沿海地区主要为相对稳定区和相对较稳定区。     

油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度的研究方法及其应用

油气沿断裂垂向倒灌运移深度研究一直是上生下储式生储盖组合油气勘探研究的关键问题。为了定量研究油气沿断裂垂向倒灌运移的最大深度,在油气沿断裂垂向倒灌运移所需动力条件及最大深度影响因素研究的基础上,通过源岩古超压值与油气沿断裂垂向倒灌运移深度之间关系,确定油气沿断裂垂向倒灌运移所需的最小源岩古超压值(或油气沿断裂带运移阻力),由油气沿断裂垂向倒灌运移所需的动力条件,建立了一套油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度的研究方法,并将其应用于松辽盆地三肇凹陷青一段源岩生成油沿断裂向下伏扶杨油层垂向倒灌运移的研究中,结果表明:三肇凹陷青一段源岩生成油沿断裂垂向倒灌运移最大深度最大可达到400 m以上,主要分布在其东部边部树119井、西部边部肇13井、北部边部宋深1井和凹陷中心4个局部地区,由4个高值区向其四周青一段源岩生成的油沿断裂垂向倒灌运移的最大深度逐渐减小,在凹陷中北部和凹陷边部减小至100 m以下,与目前三肇凹陷扶杨油层已发现油底深度分布基本吻合。表明该方法用于定量研究油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度是可行的。     

平行裂隙沿程水头损失规律的实验研究

为了研究管道-裂隙介质水动力过程,利用不同隙宽及横向宽度的平行裂隙进行室内模拟试验,探究单一平行裂隙中水流流动产生的沿程水头损失随裂隙宽度及横向宽度的变化规律。结果表明:当隙宽小于1.84 mm时,沿程水头损失与流速呈一次函数关系,并且沿程水头损失随裂隙宽度的增大而减小。通过对比管道层流沿程水头损失公式与立方定律,发现管道和裂隙在计算沿程水头损失时主要差别在于后者忽略横向宽度的影响,指出裂隙长宽比在确定管道与裂隙界限中起重要作用。同时通过分析试验所取得的数据,得出裂隙沿程水头损失随裂隙长宽比的增大呈现先减小后增大的趋势,并建立沿程水头损失随裂隙长宽比变化的经验公式。     

沿空留巷不均衡承载特征探讨与应用分析

考虑到沿空留巷围岩应力环境和结构特点,阐述了沿空留巷不均衡承载特征,将沿空留巷基本顶简化为巷旁支护体及实煤体帮共同承载的力学模型,定义实煤体帮承载与巷旁支护体承载比值为沿空留巷不均衡承载系数,得到了不均衡承载系数的计算公式,并分析了不均衡承载系数的影响因素及其变化规律。研究结果表明:实煤体弹性模量和直接顶损伤变量与不均衡承载系数呈正相关;巷旁支护体弹性模量、直接顶弹性模量、巷道宽度、巷旁支护体宽度和实煤体帮支护强度与不均衡承载系数呈负相关。在此基础上,依据沿空留巷不均衡承载系数的变化规律,设计了柳家庄煤矿4211回风平巷沿空留巷围岩控制方案,并通过数值计算和现场矿压监测的方法,验证了高水材料巷旁充填沿空留巷围岩不均衡承载特征。研究成果已成功应用于大采高沿空留巷。     

尼古拉兹圆管沿程水流阻力实验的新发现

关于圆管沿程阻力系数的变化规律至今一直沿用尼古拉兹(Nikuradse)的实验结果。在参考尼古拉兹实验的基础上,采用与其相似的制作工艺,设计并制作了相对粗糙度Δ/d为1/30.89的人工粗糙圆管,开展了不同流速条件下的水流阻力实验,验证了尼古拉兹关于圆管沿程水流阻力随水流流态变化的规律,同时发现尼古拉兹当年在人工粗糙圆管制作过程中采用的"二次刷胶"粘贴砂粒的方法,使得圆管内壁砂粒的实际粗糙度减小,其实验所得的圆管沿程阻力系数偏小。本次圆管沿程阻力系数确定的实验方法能够更准确地获得人工粗糙圆管沿程阻力系数,今后可以据此开展相应的系统实验,对尼古拉兹人工粗糙圆管沿程阻力系数及其变化规律加以修正。     

煤层水压致裂后煤岩应力解析

水压致裂后煤岩应力分布规律对水压致裂防冲效果起关键性作用。采用理论研究方法得出高压注水压致裂后及卸水后水区和气区的孔隙、瓦斯压力和煤体应力解析解。结果表明,致裂后水区孔隙压力沿径向变化不大,与注水压力接近;气区瓦斯压力沿径向呈递减趋势;在水区外围一定范围内形成瓦斯压力升高区;水区煤体环向应力将会减小,直到变为拉应力;气区煤体径向应力沿径向递减。卸水后水区孔隙压力、煤体径向应力沿径向呈递增趋势;气区煤体径向应力沿径向呈递增趋势,趋近于原始煤体应力;气区煤体环向应力沿径向呈递减趋势;气区孔隙压力沿径向呈递减趋势。这为煤层水压致裂预防冲击地压提供理论基础。      

发射电流波形对瞬变电磁一维正反演的影响

本研究实现了考虑发射电流波形的瞬变电磁一维正反演算法。正演采用矩形回线源,通过Duhamel积分计算梯形波的感应电压;反演采用Occam反演方案,得到一个光滑的层状反演结果模型。理论模型合成算例的计算结果表明：上升沿时间、持续时间和下降沿时间不同程度地影响了垂直磁感应强度对时间的偏导数(dB/dt)响应以及电阻率反演结果。理论模型的正演结果显示,上升沿时间、持续时间和下降沿时间分别主要影响晚期、中晚期和早期的瞬变电磁响应,并且取值越大影响越大。理论模型合成数据的反演算例显示,不同上升沿时间对反演结果几乎没有影响,而下降沿时间和持续时间分别影响浅部和深部的反演结果。     

沿走向倾斜磁性体的异常特征

在磁法勘探中,所谓的二度和似二度体,都是指沿走向水平的磁性体而言.但实际工作中所见的大多是沿走向倾斜的.有人曾提出过计算沿走向倾斜的磁性体异常的方法,但是与沿走向水平的情况相比,这类异常有什么特征,对这类异常如用常规方法作定量解释,给推断结果会带来什么影响,却很少论述.本文着重讨论这个问题.     

山东苍山县兰陵铁矿矿体特征及变化规律研究

山东苍山县兰陵铁矿为新发现的超大型隐伏沉积变质型铁矿,对该区的钻孔资料进行分析可知：矿区垂向存在矿化富集带及无矿带;平均品位沿垂向变化不大,走向上中部存在矿化富集现象;沿走向,矿体厚度品位变化无规律性,沿倾向,-1200m以浅厚度品位呈负相关关系,-1200m以深厚度品位呈正相关关系。矿体平均品位总体变化幅度不大,沿倾向有向下延伸趋势。     

羊拉铜矿里农矿段与路农矿段接合部找矿方向

里农段与路农段接合部主矿体向北西倾,且沿倾向方向品位提高,沿北西方向追索、布置工程可望取得突破。     

明渠湍流涡运动尺度分布特性

为了解明渠湍流涡运动尺度沿水深的分布特征,使用高精度粒子图像测速法水槽试验系统测量充分发展的明渠湍流,利用改进后的功率谱分析方法,对明渠湍流涡运动尺度沿水深分布、上升流、下扫流和平均涡量等进行了分析。结果表明:明渠湍流涡运动尺度大小沿水深增加呈先增大后减小;沿水深增加下扫流比上升流更容易发生;各自水深的顺向涡涡量大于逆向涡涡量,在近壁区平均涡量最大;明渠湍流近壁区产生涡量大、尺度小的涡结构,沿水深增加,涡尺度发展变大,但受水面区下扫流抑制,涡尺度又变小。     

高寒区抽水融冰渠道水温沿程衰减规律——以红山嘴水电站为例

抽水融冰技术是解决高寒区引水式电站冬季运行冰害问题的有效措施之一。为研究抽水融冰对电站引水渠道冬季引水的水温控制规律,以红山嘴水电站为例,基于RNG κ-ε模型数值模拟研究结果,从热流量比角度探讨了渠道水温沿程衰减规律,并采用2013年2月和2014年1月原型观测结果进行了验证。结果表明:渠道水温沿程衰减过程可分为骤降段、过渡段和缓降段3部分,各段范围受外界条件控制;衰减曲线呈幂函数分布,相关系数达到98%;对比气温对渠温沿程衰减的影响表明,随着大气温度的降低,渠道水温沿程衰减速度明显加快;-10 ℃为水温衰减过程变化转折点,当气温高于-10 ℃时,可以近似认为渠温衰减规律一致,渠温沿程变化主要受到热流量比值影响;低于-10 ℃时,气温对渠道水温沿程变化影响显著。     

上海市地下铁道二号线一期工程地质勘察介绍

1 地铁二号线简介 上海市地下铁道二号线是上海市地铁规划网络中的一条东西向干线,与地下铁道一号线垂直相交。 上海市地下铁道二号线规划以虹桥国际机场为起点,沿天山路至遵义路向东北折至中山公园,沿愚园路过江苏路至镇宁路折至南京路,沿南京路一直向东(过静安寺、石门一路、人民公园、河南中路)经南京东路外滩防汛墙预留孔穿越黄浦江至浦东新区陆家嘴,沿浦东规划城市轴线至杨高路折向南至花木龙东路为终点。线路正线全长约27.08km,目前一期工程范围     

联合升降轨Sentinel-1A数据监测桃坪乡古滑坡沿坡向的形变速度场

单一平台或轨道的InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术通常只能获取到滑坡体沿雷达卫星视线(LOS)方向的一维形变信息,无法直接获取到滑坡体沿坡向的形变信息,使得InSAR技术无法充分满足滑坡监测的工程需求。针对这一问题,本文提出联合升降轨Sentinel-1A数据提取滑坡沿坡向形变速度场的模型算法,其基本方法是：首先利用InSAR技术分别获取升轨和降轨沿LOS方向的形变速度场,然后根据坡向和坡度建立滑坡的滑动面坐标系,基于LOS方向与滑动面的几何关系对升降轨对应的LOS向形变速度值进行建模,在滑动面上不存在法线方向形变的合理假设下通过解算独立方程组获得滑坡体沿坡向的形变速度场和沿垂直坡向的形变速度场。本文选取四川省理县桃坪乡古滑坡作为研究对象,并通过模拟实验对模型的解算精度进行验证,结果表明：相比于LOS向形变速度场,重建的沿坡向和沿垂直坡向形变速度场更加清晰地揭露了滑坡体的主要位移模式和危险性较高的坡体区域。同时,模拟实验结果表明,模型算法的解算误差与噪声水平大致呈线性增加的关系,当噪声水平达到10 mm·a<...     

漫滩河流防洪水位研究

通过物理模型试验对松花江某平原漫滩河段的沿堤防洪水位进行了研究,对主槽和滩地阻力采用了不同的模拟方法,在达到模型相似的基础上,试验量测了水流边界沿低水位随流量的变化关系。研究表明,因河段内阻力因素复杂,边界沿堤水位与同断面主槽水位差别最大可达0.3m。     

基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究

利用非连续变形分析方法（DDARF）对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷--赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率 及裂隙减少率 两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明：采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据 及 两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为 ,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的 仍然是裂隙率最小的 的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆（索）非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。     

断裂输导流体的机制及输导形式探讨

张性正断层断裂带一般具有二分结构,即断层核和破裂带,断层核伴生裂缝、连通孔隙及破裂带诱导裂缝均可作为输导流体的通道.断裂活动具有幕式的特征,一次活动周期可以分为活动期、活动—间歇过渡期和间歇期3个阶段,断裂活动期以伴生裂缝为优势输导通道,一般以“地震泵”控制下的幕式运移机制为主;活动间歇期输导能力较弱,通道为连通孔隙,遵循浮力控制下的缓慢渗流机制;而活动—间歇过渡期兼具有活动期和间歇期的部分特征,主要输导通道为破裂带诱导裂缝.断裂输导具有3个方向的运移分量,即沿断裂纵向方向、沿断裂走向方向和横穿断层面方向,与此相对应,目前断裂输导形式分为“2型4类”,包括沿断层面输导和横穿断层面输导两大类型,其中,沿断层面输导型又可分为沿断裂纵向向上输导、沿断裂走向输导和沿断裂向下“倒灌”式输导3类.沿断裂纵向向上输导是目前最重要的断裂输导形式,进一步分为3种亚类,即线性输导、“Y”形输导和似花状输导,似花状输导所占比例最大.具体的输导形式及方向取决于活动时期断裂与两侧地层的配置关系及多种运移动力、阻力的矢量合.     

山东沿海地区咸水入侵现状分析

七十年代中期以来,山东沿海地区陆续发生海咸水入侵问题,而且愈来愈严重,海咸水入侵已对我省沿海地区工农业生产和人民生活造成严重危害,成为当地重大自然灾害之一。     

四川汶川Ms 8.0级地震同震变形特征和分段性

汶川地震发育2条地表破裂带,一条沿中龙门山活动断裂带分布,另一条沿前龙门山活动断裂带分布,前者长超过200km,后者长约80km。同震变形在地表表现为逆冲膝折带,走向N45～60°E,形成公路路面隆起和农田陡坎。逆冲膝折带西北侧抬高,东南侧下降。在剖面上冲断带倾向北西,倾角50～60°。膝折带两侧相对高差沿映秀－北川断裂一般为2.5～3.0m,沿都江堰－汉旺断裂为1.5～1.1m。沿中龙门山活动断裂带,同震变形运动方式具有明显的分段性,映秀－擂鼓镇段,表现为逆冲,走滑现象不明显;北川－青川段既有逆冲又有右旋走滑分量。沿前龙门山活动断裂带,同震变形运动方式主要表现为逆冲,走滑位移和分段性不明显。