数学形态学在黄土地貌单元分类学上的应用

以黄土高原的遥感图像为基本信息源,利用数学形态学方法提取黄土高原地貌单元,分别计算出各个地貌单元的形状指数、面积周长比、分形分维指数和由形状复杂和边界扭曲引起的FD(分形分维)值变化数等6项数学形态特征,并进行统计分析,利用这些参数对每类地貌单元进一步分类,同时对各项数学形态特征在黄土高原地貌单元分类上作为分类特征的可靠性和可行性进行论证,并对黄土高原地貌单元分类进行定量化方面的探讨和研究,取得了较理想的结果。     

基于cut-off方法刚性承台下群桩基础优化分析

针对刚性筏板下群桩基础优化设计问题进行分析,通过改变桩长分布来调整各桩的荷载分担,群桩分析采用基于弹性理论的积分方程方法,并通过cut-off方法来反映桩的弹塑性特性,实现群桩基础的弹塑性优化分析,改进了常规弹性分析方法的缺陷。算例分析表明,随着外荷载的不断增加,角桩首先达到极限荷载,对角桩超出极限荷载的部分进行重新分布,继而使得边桩逐渐达到极限承载状态,继续加载直至内桩也达到极限承载状态,从而引起桩筏基础的整体破坏。采用cut-off方法可以改进基础变刚度优化设计,使之与实际情况更为吻合。     

钻探参数实时采集系统研制与应用

钻探参数实时采集系统研制的目的是向钻探技术及管理人员提供直观的钻探实时参数,通过该系统可全天候的掌握钻探工况。钻探参数采集的方法是通过传感器采集压力、转速、位移、流量、液位等物理参数,使用配套的软硬件设备进行数据转换和处理,在人机交互界面显示直观的工程参数。该系统根据野外现场不同工作环境可以使用互联网、GPRS终端或者北斗卫星终端把现场实时工程数据无线传输至远程服务器上,用户通过手机或电脑即可查看到现场的实时或历史工程数据。采用本系统可以预防和减少钻探事故,为事故处理提供数据支撑,为实现钻探自动化、智能化提供基础数据。     

自由段先注浆对预应力锚索抗拔试验结果影响研究

为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题,基于界面脱黏剪切模型,利用荷载传递和弹性变形理论,考虑锚索锚固段与自由段长度比Lb /La的影响,建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明：自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高,尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时,提高比例快速增加,并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次,锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大,并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高,界面剪切位移和轴力都不断增大,同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外,弹性阶段时剪应力曲线为山峰型,而脱黏阶段为马鞍型,并随抗拔力的提高,马鞍开口逐渐扩大。最后,锚固段与自由段长度比Lb /La对锚索极限抗拔力的影响较小,其极限抗拔力折减系数?Q取值介于0.81～0.83之间,且Lb /La =2.5时,?Q计算值仅比实测结果小6.02%,验证了本文方法的可行性。     

辛安煤矿1402工作面临空窄煤柱采掘响应及动态加固

随着我国煤炭资源去产能整合煤矿的增多,复采工作面临空窄煤柱采动失稳问题日益凸显,已严重制约矿井安全高效生产。为此,针对辛安煤矿复采1402工作面辅运巷道5号钻场临空窄煤柱稳定性控制的工程难题,运用数值模拟与理论分析相结合的方法,探究5号钻场临空窄煤柱稳定性采掘扰动响应特征,提出5号钻场临空窄煤柱动态注浆加固技术方案并开展现场应用和效果检验。研究结果表明:1402工作面辅运巷道掘进对5号钻场临空窄煤柱稳定性影响较小;在1402工作面回采期间,距5号钻场18~6 m范围,临空窄煤柱集中垂直应力由非对称马鞍形分布逐渐过渡为拱形分布;距5号钻场6 m时,临空窄煤柱承载叠加垂直应力超过煤体强度,塑性区完全贯通,极易破坏失稳;现场采用MP364型注浆材料及专用注浆设备对5号钻场临空窄煤柱前后5 m区域进行加固,动态注浆始终超前工作面10 m,通过深孔窥视和气体监测手段验证临空窄煤柱良好的封堵固化效果,保障了工作面安全回采,为我国整合矿井类似条件下煤柱稳定性控制提供借鉴和参考。移动阅读      

新疆北部弧-盆转化体系下铁氧化物-铜-金矿床的流体演化特征:来自卤族元素和稀有气体同位素的证据

东准噶尔北缘和东天山雅满苏带是中国新疆北部地区两个重要的晚古生代铁氧化物-铜-金矿化潜力区,以老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床作为典型矿床代表。研究表明两区域的铁氧化物-铜-金矿床均产出于盆地闭合的弧盆转化体系下,且具有明显的铁、铜-金两阶段矿化。卤族元素和稀有气体同位素作为可靠的流体示踪剂,被应用于探究这一特定构造环境下的铁氧化物-铜-金矿床的流体演化和矿床成因。结果显示老山口、乔夏哈拉和黑尖山矿床的成矿流体具有明显的混合流体端员特征:(1)岩浆流体端员,主要参与黑尖山矿床磁铁矿阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(16.3~18.0)×10^-6、(1.03~1.06)×10^-3和352~437;(2)海水表源蒸发成因盐卤水端员,主要参与老山口矿床铜-金矿化阶段,I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(77.1~87.7)×10^-6、(1.53~1.80)×10^-3和672~883;(3)蒸发岩溶解或者深度水-岩反应成因的盐卤水/沉积岩地层水端员,主要参与到老山口、乔夏哈拉矿床的磁铁矿阶段以及黑尖山、乔夏哈拉矿床的铜-金矿化阶段,综合I/Cl、Br/Cl和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值分别为(477~26 301)×10^-6、(0.39~1.28)×10^-3和288~510。明显的多阶段矿化和铜-金矿化阶段以非岩浆富Ca高盐度卤水为主的特征与世界范围内的IOCG型矿床极为相似,表明新疆北部的铁氧化物-铜-金矿床应为IOCG型矿床。     

山西省大同市新荣区石墨矿岩石矿物地球化学特征与成因

山西省大同市新荣区石墨矿带总体呈北东—南西向展布, 长约22 km, 赋矿层位为中下太古界右所堡组, 岩性为含石墨黑云斜长片麻岩。目前该矿带上已有7个勘查区, 累计查明晶质石墨矿物资源量约 5000万吨, 但对其矿床成因类型研究相对较少。本文收集整理和分析总结了区域内地质资料及化验分析结果, 采用变质岩原岩恢复的四种方法确定该矿带的成因: 从石墨矿带的矿体产状和岩石组合、岩相学和矿物学特征定性判断该矿带矿床为沉积岩区域深变质成矿类型; 矿体样品地球化学微量元素比值(Sr:Ba等)符合副变质岩特征; 稀土元素配分曲线及其研究表明矿体及围岩具有沉积岩变质特征; 以TiO2-F图解、[(al+fm)–(c+alk)]/Si图解以及(al-alk):c图解展示的岩石化学特征半定量地确认新荣区石墨矿带矿床为以黏土岩为主的区域变质成矿。新荣区石墨矿带成因类型的确定填补了该区域矿床成因类型研究的空白, 为下一步地质找矿及建模提供了重要依据; 三种图解相结合, 逐步缩小原岩范围, 锁定原岩类型, 为变质岩原岩恢复及矿床成因研究提供了新的思路和判别方法。     

岩石膨胀性试验注意事项探讨

从室内试验的角度来探讨几类工程勘察中岩石常用膨胀性试验(自由膨胀率、膨胀力、侧向约束膨胀率、耐崩解)的注意事项,从野外取样、标准样品制取、试验操作、方法选择等方面进行了论述,力求减小试验误差,提高膨胀岩的试验水平,保证试验结果的准确性,并使膨胀岩膨胀性指标的测定方法更臻完善。     

Cu–Mo Differential Mineralization Mechanism of the Dabate Polymetallic Deposit in Western Tianshan,NW China: Evidence from Geology,Fluid Inclusions,and Oxygen Isotope Systematics

Classic porphyry Cu–Mo deposits are mostly characterized by close temporal and spatial relationships between Cu and Mo mineralization. The northern Dabate Cu–Mo deposit is a newly discovered porphyry Cu–Mo polymetallic deposit in western Tianshan, northwest China. The Cu mineralization postdates the Mo mineralization and is located in shallower levels in the deposit, which is different from most classic porphyry Cu–Mo deposits. Detailed field investigations, together with microthermometry, laser Raman spectroscopy, and O‐isotope studies of fluid inclusions, were conducted to investigate the origin and evolution of ore‐forming fluids from the main Mo to main Cu stage of mineralization in the deposit. The results show that the ore‐forming fluids of the main Mo stage belonged to an NaCl + H₂O system of medium to high temperatures (280–310°C) and low salinities (2–4 wt% NaCl equivalent (eq.)), whereas that of the main Cu stage belonged to an F‐rich NaCl + CO₂ + H₂O system of medium to high temperatures (230–260°C) and medium to low salinities (4–10 wt% NaCl eq.). The δ¹⁸O values of the ore‐forming fluids decrease from 3.7–7.8‰ in the main Mo stage to ?7.5 to ?2.9‰ in the main Cu stage. These data indicate that the separation of Cu and Mo was closely related to a large‐scale vapor–brine separation of the early ore‐forming fluids, which produced the Mo‐bearing and Cu‐bearing fluids. Subsequently, the relatively reducing (CH₄‐rich) Mo‐bearing, ore‐forming fluids, dominantly of magmatic origin, caused mineralization in the rhyolite porphyry due to fluid boiling, whereas the relatively oxidizing (CO₂‐rich) Cu‐bearing, ore‐forming fluids mixed with meteoric water and precipitated chalcopyrite within the crushed zone at the contact between rhyolite porphyry and wall rock. We suggest that the separation of Cu and Mo in the deposit may be attributed to differences in the chemical properties of Cu and Mo, large‐scale vapor–brine separation of early ore‐forming fluids, and changes in oxygen fugacity.