微震多维信息识别与冲击矿压时空预测——以河南义马跃进煤矿为例

随着煤炭开采深度和强度的增大,冲击矿压已成为煤矿普遍的安全问题.具体针对煤矿冲击矿压的时空预测难题,进一步发展了微震多维信息的时空预测方法：首先,构建微震多维信息识别指标体系,包括优选的频次指标和新提出的震源集中程度、最大应力和总应力当量指标;其次,基于归一化方法、异常分级判别准则和时空统计滑移模型,分别获得各指标的时序曲线和空间云图;然后,采用R值评分法评估和检验各指标的预测效能,并依此赋予各指标权重;最后,应用综合异常指数方法,实时定量分析监测区域的冲击险状态、具体危险区域及等级.预测实例表明,该方法综合考虑了微震时、空、强要素,预测效能较高,并能从时序上定量描述监测区域的冲击危险状态,空间上定量反映监测时段内的冲击危险区域及等级,现场中指导实施防冲措施,在一定程度上解决了现场防冲措施实施的盲目性,从而进一步发展了煤矿冲击矿压的时空监测预报方法.     

示踪试验在探查灰岩含水层突水通道中应用

为了查明新庄孜煤矿63301工作面1组煤层底板灰岩含水层的突水通道,分别从太原组灰岩、奥陶系灰岩含水层投放NaCl示踪剂,寒武系灰岩含水层观测孔投放KI示踪剂,在工作面突水点间隔采集样品。经测试分析其浓度随时间变化关系曲线发现:底板太原组灰岩含水层中存在多条小通道和一条大通道,奥陶系灰岩含水层中存在多条小通道,而寒武系灰岩含水层存在2条通道,在不同灰岩含水层通道中,水流速度存在较大差异性,反映了其岩溶裂隙发育非均匀性特点。此外,利用本次突水资料,计算灰岩含水层的参数。为工作面底板太原组灰岩水害治理提供依据。      

渭河沉积物浸出的水文地球化学效应研究

基于渭河咸阳段（中游）和渭南段（下游）沉积物在水更新条件下的浸出实验及水文地球化学模拟,分析了浸出液中3个特征值和8个水化学组分的变化规律及5种矿物质饱和指数的变化特征.结果表明：浸出液中电导率、Eh值和pH值均随着换水量的增加呈现出波动式上升的变化趋势,电导率增加趋势中咸阳段高于渭南段,Eh值增加趋势中渭南段高于咸阳段,说明渭河下游沉积物的颗粒更细,物质还原性更强,浸出液由弱酸性逐步向弱碱性转变;浸出液的HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加,而后逐步减少直至趋于稳定的变化过程,且咸阳段的变化幅度明显高于渭南段,而CO₃^2-含量则呈现不断减少的趋势;Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加,而后趋于稳定的变化过程,且咸阳段的起始含量和增加幅度均高于渭南段;浸出液中无水石膏、石膏的饱和指数随换水量的增加呈现相同的变化规律,且饱和指数都小于0,咸阳段饱和指数在换水量小于22.5%时溶解能力强,换水量大于22.5%后趋于饱和并开始沉淀的特征,渭南段换水量为12.5%时饱和指数最小,换水量大于或小于12.5%后饱和指数均呈缓慢增加的趋势;方解石、白云石的饱和指数随换水量的增加也呈现相同的变化规律,且饱和指数都大于0,咸阳段在换水量小于12.5%时溶解能力较强,换水量大于12.5%后处于饱和状态并开始沉淀,渭南段在换水量小于5%时溶解能力较强,换水量大于5%后处于饱和状态并开始沉淀;NaCl饱和指数在换水量小于10%时溶解能力较强,换水量大于15%后开始沉淀.咸阳段沉积物中五种矿物质的饱和指数均要大于渭南段,说明渭河中游咸阳段沉积物在水不断更新条件下矿物质溶解能力低于下游渭南段,且沉淀能力较强、沉淀量较大.     

非均匀黏弹性介质中声波模拟的非规则网格方法

本文研究了满足衡Q模型的黏弹性介质中声波模拟的时间域数值解法.通过采用有理式基函数描述频率相关的体积模量,使模型满足地震波黏性吸收的衡Q要求.结合弹性波模拟的非规则、非结构网格方法——格子法,本文提出了一种非均匀黏弹性介质中声波模拟的非规则网格方法.非规则、非结构网格的使用,可以精细地刻画地下介质中复杂速度、Q值的变化,及界面的形状.通过和解析解的比较及复杂模型算例分析,验证了该方法的精度及有效性.     

矿震震动波速度层析成像评估冲击危险的验证

矿震震动波速度层析成像,作为一种新的地球物理方法在冲击矿压危险评估领域具有广阔的应用前景,但截至目前,采用该技术评估冲击危险的现场应用研究还比较少,尤其是与传统监测手段的对比验证研究,还未见有相关文献报道.本文将层析成像技术和微震实时监测相结合,对河南义马跃进煤矿25110工作面回采过程中的P波速度进行了反演,并对比分析了该技术与传统监测手段之间的对应关系.研究结果表明,强矿震主要发生在高波速区或高波速变化梯度区;波速与数值模拟结果、钻屑量、钻孔应力值以及电磁辐射值之间存在正相关关系,且对应一致性较好,进而验证了矿震震动波速度层析成像技术评估冲击危险的可行性,同时也为进一步研究波速与应力或冲击危险的直接及定量关系提供参考.     

南北地震带定点形变前兆异常指标初建

基于《中国震例》及其他相关的内部震例资料、 研究报告及文献资料, 对南北地震带地震前的定点形变异常整体特征进行了研究分析。 结果表明: 异常项数随震级升高而增大, 但不同地震间差异较大。 异常的最长持续时间和最大分布范围随震级增大而增大, 但对于6.0~7.9级地震异常在震区附近出现“围空”现象。 研究区内异常主要以趋势转折和破年变为主, 其次为大幅突变、 大幅波动、 潮汐因子异常。 各类异常的时空特征对地震的震级、 时间和地点具有不同的指示作用。 震前400天至200天的范围内异常数量会出现快速增加现象, 对于6级以上地震还发现在震前200天以内出现异常数量的显著减少现象。 另外, 发现存在一些定点形变异常敏感台站, 可能与区域构造及应力应变积累位置有关。     

煤矿采掘过程中煤岩体电磁辐射特征及应用

运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射，分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系。研究表明，煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射，电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分布或变形破裂趋向新平衡的结果；有煤与瓦斯突出和冲击地压危险时，有明显的电磁异常前兆；采取防治措施后，电磁辐射显著下降。电磁辐射技术在煤矿可以用于预测煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害。     

模拟基坑开挖过程的试验研究

采用三轴剪切试验对基坑开挖过程中土体卸荷的应力路径进行模拟，研究了由于侧向卸荷对土体抗剪强度指标产生的影响，并从土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因。试验结果表明，经过侧向卸荷过程土样的抗剪强度指标与常规三轴试验明显不同。     

场地分类新方法的研究

本文分析了现行“建筑抗震设计规范”（GBJ11－89）中的场地分类方法并指出其中的不足。根据对大量的实际场地的理论计算,发现场地传递函数的幅值谱有一定的规律性,以此为根据提出了一种新的场地分类方法,为场地分类方法的研究提供一个新的思路。     

新型城镇化背景下特色旅游小镇建设的双轮驱动机制研究

新型城镇化背景下,特色旅游小镇作为城乡融合和乡村振兴的重要载体,承担着产业发展、文化传承、社区管理、空间整合和生态优化等多种功能。针对当前特色旅游小镇产城不融合、特色不鲜明等发展现状,论文以产业整合与景观重构为视角,探讨特色旅游小镇建设的双轮驱动机制,研究结果显示：① 以产业整合实现特色旅游小镇建设的转型升级。在挖掘产业共性与识别产业特色的基础上,运用整合手段实现产业互融,激发出产业整合极强的人口集聚、产业集聚、消费集聚、服务集聚、空间集聚以及生态集聚等效应,促进特色旅游小镇的经济建设、社会建设和生态建设。② 以景观重构实现特色旅游小镇建设的基因传承。通过识别景观基因、提取景观节点、组合景观廊道、构建景观形态的重构路径,描绘出特色旅游小镇文化景观的建设蓝图,以凸显特色旅游小镇的文化基因。③ 将产业整合与景观重构有机结合,形成特色旅游小镇建设的双轮驱动器。在识别景观基因与确定形象定位的前提下开展产业整合,同时利用整合成果提取出景观节点,组成旅游通道,进而整合社会空间功能,形成和谐的景观形态,为特色旅游小镇提供一条产业化与特色化高度融合的建设路径。