地下水封储油库库址的水文地质工程地质问题

将石油储存于地下水封洞库是建设大型石油储备基地的重要发展方向。由于建设地下水封储油洞库的地质条件、设计和施工的复杂性,为满足建设的安全性和经济性,需要综合考虑水文地质、工程地质、环境地质问题。文章考虑了建设地下水封油库的原则和外部依托条件,特别针对库址选择时应注意的水文地质、工程地质问题,提出了相应的认识。     

地下水封石油洞库施工期围岩完整性参数敏感性分析

地下水封石油洞库是利用饱水岩体密封性进行石油储存的方式,保持围岩完整性对地下水封石油洞库建造具有至关重要的作用。以我国首个在建的大型不衬砌地下水封石油储备库建设项目为背景,运用弹塑性理论,在室内岩石三轴试验基础上,研究了花岗岩地层大型不衬砌地下水封石油洞库围岩完整性参数的敏感性。研究表明：采用剪胀起始点作为岩体屈服点,可进行围岩完整性分析;洞库围岩松动范围和程度对摩擦角的敏感性大于对剪胀角的敏感性;洞室中墙应力分布变化对摩擦角的敏感性大于对剪胀角的敏感性;拱顶沉降对摩擦角的敏感性要大于对剪胀角的敏感性,水平收敛对摩擦角和剪胀角均具有较强的敏感性。研究成果对地下石油洞库围岩完整性评价以及水封系统设计提供了重要依据     

液化石油气地下洞库围岩稳定性分析——以山东某地实际工程为例

地下储存液化石油气是各类地下工程中较复杂的一类工程。洞库围岩稳定性是工程成败的关键因素之一。洞库围岩稳定性一方面取决于洞库周边围岩应力集中的情况,另一方面取决于岩体强度和变形特征,其核心问题在于岩体完整性。可采用多参数综合分类法评价洞库围岩的稳定性,并用数值模拟分析液化石油气地下洞库拟开挖断面的应力场和位移场。定性分析及模拟验算表明:洞库围岩整体强度与抗变形能力均能满足稳定要求。      

南京石膏矿特大突水灾害机理研究

发生于2006年9月11日的南京石膏矿特大突水灾害不仅改变了矿区及外围的地下水流场, 并引发了矿区地面沉降变形, 对地表附属物产生了一定的破坏作用, 造成了包括矿山关闭在内的巨大财产损失。南京石膏矿涉及典型的深部矿山地质工程问题, 影响地下开采稳定、矿山灾害和环境问题的主要因素是矿体及围岩的岩性结构及岩体结构构造, 特别是断裂构造及其影响带裂隙发育情况、富水性、导水率。围岩的岩溶强烈富水带的存在是矿坑突水的直接水源; 矿体的软岩特性、矿山开采扰动使采场周围的应力场重新分布、开采对断裂构造及裂隙带等结构体的活化作用都加剧了突水灾害的发生。     

湘北张家岗石膏矿床基本特征及成因浅析

湘北张家岗石膏矿为一超大型沉积层状石膏矿床，石膏矿层数多，厚度大，矿层稳定，矿石质量好。本文分析描述了矿区地质特征、矿体（层）及矿石基本特征，并对其戍因条件进行了初步分析。     

内蒙古道伦达坝铜多金属矿床特征研究

通过详细的矿床地质研究,基本厘清了矿床的主要控矿因素(赋矿围岩、控矿构造、岩浆岩特征),围岩蚀变类型、矿体分布特征、矿石组合及可能的成矿过程,认为道伦达坝二道沟矿区铜多金属矿为中高温热液脉型,受花岗岩体外接触带板岩层内北东向断裂及褶皱构造的控制,前进场黑云母花岗岩岩体在形成演化过程中,可能为成矿提供了成矿物质及其集聚和运移的热动力条件,而围岩地层提供的金属元素保证了矿体的规模和质量。     

基于正交设计的地下水封洞库群优化

大型地下水封石洞油库是目前国内外石油战略储备的重要方式,为保证该类大断面不支护地下洞室群的稳定,需优化洞室群的布置。在分析山东某地下水封洞库群工程地质条件的基础上,建立洞室群数值模型。根据三轴试验、围岩RMR（rock mass rating）分类和广义Heok-Brown准则估计了II、III和IV类围岩的岩体力学参数。以洞室埋深、轴向和间距为因素,采用正交设计的方法进行数值试验,以关键点位移和塑性区面积作为评价指标对试验结果进行直观分析,得到对洞室围岩变形和塑性区面积影响最显著的为洞室轴向,并研究了轴向对围岩变形和塑性区面积的影响,得到该水封洞库洞室群的最优布置方案为埋深-60.0 m,轴向N30°W,间距为25 m。其研究结果对地下水封洞库洞室群的布置具有一定工程意义和理论价值。     

花岗岩裂隙岩体油水两相渗流可视化试验及数值模拟研究

地下水封油库利用“隙存水封”的原理通过地下洞室进行石油地下存储,并多建于结晶岩体中,岩体裂隙渗流特性直接影响地下油库储油安全。地下洞库水封机理可简化为围岩裂隙中的油水两相渗流问题,需同时考虑油驱水和水驱油过程。基于分形理论定量刻画了天然花岗岩裂隙面的粗糙度,通过3D打印技术制备了不同粗糙度的透明裂隙,利用研制的单裂隙多相渗流可视化试验装置开展了模型试验,并结合数值模拟对花岗岩粗糙裂隙中的油-水驱替规律进行了研究。研究表明：水油流度比的差异导致花岗岩裂隙两相驱替呈现出不同效果,油驱水前缘呈活塞式整体推进,而水驱油前缘呈指进式推进;压力差或隙宽的增加更加显著地提升油驱水效果,但裂隙粗糙度的增加则对裂隙中流体的流动起到了阻碍作用,使得驱替难以进行;在考虑裂隙粗糙度和油相黏度的情况下,仅通过围岩裂隙水压力大于洞库内部油压来判别水封性能的“水封准则”存在缺陷;由于“贾敏效应”的作用,水驱油时裂隙中的油将难以被完全驱替,当油库发生油品泄漏时,难以将油品完全驱回洞库内部。研究成果可为粗糙裂隙岩体两相渗流规律及地下洞库水封机理的研究提供参考依据。     

石门县上五通石膏矿区水文地质条件及其作用浅析

石门县上五通石膏矿床是我省发现的大型优质石膏矿床之一。矿区水文地质条件比较简单,石膏矿体具有良好的隔水顶、底板,保存完整。但由于构造活动及地表风化作用的影响,矿层在地下水的作用下,其保存情况及矿石类型形成了明显的分带性。笔者以矿区水文地质条件为基础,将石膏矿的溶蚀带划分为淋滤带、溶滤水化带和水化带;并对矿区水文地质条件的成矿作用和地下水对早期形成的硬石膏矿床的改造和破坏作用进行了具体分析;提出了寻找隐伏石膏矿的水化学标志。这对研究石膏矿床的成因、指导找矿,以及加强矿山建设都是有益的。     

大型地下水封石油洞库施工过程力学特性研究

施工过程对地下工程岩土力学性质具有重要影响。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为背景,运用流-固耦合理论,研究了不同排水条件下大型地下水封石油洞库的施工过程力学特征。研究表明排水条件和开挖顺序对洞库渗流场和稳定性具有重要影响。排水条件下洞库围岩孔隙水压力小于不排水条件下,而同在排水条件下不同开挖顺序洞库孔隙水压力时空分布和涌水量也不相同。排水条件下洞壁围岩松动区范围远小于不排水条件下范围,但两种条件下应力场时空分布规律均与开挖顺序密切相关。排水条件下洞库围岩水平收敛小于拱顶沉降,而不排水条件下洞库围岩水平收敛大于拱顶沉降。在相同排水条件下围岩变形与开挖顺序有关。研究成果不但可以为大型地下水封石油洞库建设提供依据,还可丰富施工过程力学理论内涵。     

大型地下水封石油洞库渗流场时空演化特征研究

地下水封石油洞库是利用饱水岩体密封性进行石油储存的方式。在地下水封石油洞库的建设中,由于工程体的出现,改变了区域地下水的补给、径流和排泄条件,干扰了原来平衡的地下水渗流场,为保证地下石油洞库的水封效果,需进行裂隙岩体渗透特性及地下水渗流场时空演化研究。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为工程背景,结合现场试验数据分析,运用等效连续介质的方法,采用裂隙岩体各向异性渗透张量,建立三维地下水数值模拟模型,预测不同施工进程时地下水位的变化。分析预测结果表明：在地下洞室开挖过程中,无水幕条件下地下水位逐渐降低,主洞室部分区域出现零水头压力区,无法保证水封性;模拟运营期水幕巷道施加定水压力,地下水位上升至设计高度35 m且趋于稳定,可以满足水封效果要求。研究结果对地下石油洞库的水封性评价具有一定的工程意义和理论价值。     

山西省潞城市上黄一带关家凹矿区石膏矿地质特征

通过对潞城市上黄一带关家凹石膏矿区地层地质情况的调查和分析研究,石膏矿床属海相沉积碳酸盐建造型石膏矿床,且石膏矿体产出严格受一定的地层层位控制,即赋存于奥陶系马家沟组五段黄绿色白云质泥灰岩、白云岩、灰质角砾岩中。关家凹石膏矿储量大、质量好,以II级品为主。矿石储量分布集中,埋藏浅。利用地形切割条件,在适当部位布置了平巷作地下开采。水文地质条件简单,唯顶板稳定性差,但可留石膏作顶,确保安全。矿区交通方便,因此便于开采利用。     

大型地下水封石油洞库场址评价标准及评价方法

影响地下水封石油洞库场址条件优劣的因素较多,除了相关的地质环境因素外,同时还应考虑石油运输的经济性和施工的便利性。在我国第一批国家石油储备基地地下储备库调研和勘察工作的基础上,从场址工程地质条件、技术经济条件、施工条件方面提出地质构造、地形地貌、岩体强度等10个影响地下水封石油洞库场址优劣性的因素,并确定了它们对应的量化指标;以这10个影响因素为评价指标,确定了地下水封石油洞库场址优劣等级的评价标准;详细介绍了可拓综合评价方法和程序,并建立了地下水封油库场址优劣等级可拓评价模型。将这套评价方法在惠州地下水封油库工程中进行应用,验证了评价标准和评价方法的可靠性,评价结果表明惠州地下水封油库场址属于优等场址。     

西藏察隅县那阿钨床成矿地质特征与找矿前景

那阿钨矿为矽卡岩型白钨矿床,矿体产于沿北西向分布的二长花岗岩岩体与大理岩的外接触带的矽卡岩及其强矽卡岩化大理岩中,其规模、形态、产状严格受矽卡岩岩性控制,自南向北矿体埋藏深度逐渐加大,向深部钨矿化有变好趋势。围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化及碳酸岩化等。通过对矿区的成矿地质条件进行分析,总结分析了区内找矿及成矿标志,提出了有益建议。     

江苏省邳州石膏矿区采空地面塌陷发育特征与防治对策研究

采空地面塌陷是江苏省邳州石膏矿区最主要的地质灾害类型,具有突发性、偶然性、隐蔽性等特点,矿区上方人口密集,耕地、河流分布广泛,对矿区内居民生命财产安全危害较大。在该区以往地质工作研究的基础上,通过对已发生的地面塌陷进行野外地质调查,综合分析了塌陷坑所处的基础地质条件、工程地质条件、水文地质条件、采空区形成历史、塌陷坑的形态、塌陷发展过程和人类工程活动等要素。结果表明: 邳州石膏矿老采空区主要分布于矿区中部及西部,其规格严重偏离房柱法开采规范要求,整体稳定性差,常形成面状地面变形和波状地面塌陷等; 近期采空区主要分布于中部及东部,常形成点状地面塌陷; 巷道开拓区,主要位于中东部新建矿井区,常形成点状地面塌陷及塌陷隐患点。根据国内对石膏矿区采空地面塌陷的治理经验,结合本区实际情况,提出了一系列防治措施,以便有效规避灾害风险。该研究对矿区下一步开展采空地面塌陷治理工作提供了技术支撑。     

我国城市的大气污染与气体能源的地下储存

汽车尾气污染已成为城市空气污染的主要来源,改善汽车的燃气已成为当务之急。液化石油气与压缩天然气应是首选能源。延用百年的地表钢罐储存,无论从规模上、造价上、还是环境保护等方面已不再适宜。地下水封岩洞储存已应运而生。地下储气库对地质条件提出了非常严格的要求。本文重点论述地下水封洞库的保证性与围岩稳定性,同时还对我国修建地下气库的前景作了展望。     

高精度磁测在某钨锡矿区的应用

野外岩、矿石物性测定表明,研究区内钨锡石英脉矿石磁化强度大于5000×10-3A.m-1,而正常围岩和热变质弱蚀变岩石为微磁性或弱磁性,这为在矿区进行高精度磁测提供了可靠的地球物理依据。本次工作在研究区内进行了地面高精度磁法测量,探测地下钨锡矿化岩体引起的磁异常,并结合地质和钻探资料,对地下矿体进行磁异常人机交互反演,取得了较好的效果。     

个旧锡矿阿西寨矿区矽卡岩型硫化矿特征及找矿标志

云南个旧锡矿阿西寨矿区矽卡岩型硫化矿为地下隐伏的铜、锡矿床,其矿体呈似层状、透镜状沿燕山期隐伏花岗岩体与三叠系中统个旧组(T_2g)之接触带分布。属花岗岩接触带的矽卡岩型硫化矿床;花岗岩体的侵入形成大量的矽卡岩,同时为区内多金属矿床的形成提供了热源及矿物质来源。岩体围岩蚀变矽卡岩化、云英岩化、硫化物化是主要的找矿标志。     

河南省栾川县南泥湖钼矿成矿特征及找矿远景分析

河南省栾川县南泥湖钼矿是位居世界前列的特大型钼矿之一,分布面积3.98 km2.通过对区域地质背景、矿体地质特征及成矿地质条件的分析研究,总结构造带、小岩体及围岩蚀变与钼成矿的关系,认为南泥湖钼矿床在成因上受构造、岩体、围岩及其蚀变控制明显,并与燕山中期侵入的斑状二长花岗岩关系十分密切.结合以往工程控制程度,提出南泥湖...     

青海江里沟钨多金属矿成矿控制因素及矿化富集规律

青海江里沟钨多金属矿床目前是青海境内规模最大的钨矿床,其规模达中-大型,大地构造位置属秦祁昆复合造山系秦岭造山带西段。本文从江里沟钨多金属矿床的成矿地质背景、矿区地质特征、矿体特征等方面入手,总结矿床控矿因素及矿化富集规律。矿体受岗察复式花岗岩体与围岩接触带控制,矿化围绕岩体具有明显的分带性,自岩体向外形成了斑岩型钼矿化-云英岩型钨矿-矽卡岩型钨铜钼矿-角岩型钨矿-脉状铅锌矿的矿化系列,以矽卡岩型为主要类型。其矿床成因为与晚三叠世江里沟复式花岗岩体晚阶段花岗斑岩和细粒花岗岩的侵入及岩浆后期热液有关的多位一体矿床,为下一步的找矿提供依据。