基于Langmuir吸附的瓦斯含量和瓦斯压力的对应关系

为探讨煤层瓦斯含量和瓦斯压力的对应关系,应用Langmuir方程,分析总结了吸附常数测值的影响因素,初步阐述了瓦斯含量和瓦斯压力的内在联系,并进行了不同变质程度煤的相关实验研究和理论计算。研究结果表明：Langmuir吸附常数测试受吸附时间、压力点设置、温度和水分含量等多种因素影响;利用修正的Langmuir方程换算的瓦斯含量或瓦斯压力与煤的变质程度有关,在低煤级阶段表现为高压低含量特点,而高煤级阶段正好相反,瓦斯压力0.74 MPa和瓦斯含量8 m³/t只有在贫煤阶段才近似一致。建议综合考虑地质构造和构造煤发育情况,以实测瓦斯压力为主要依据,针对不同变质程度煤的矿井制定合理的突出预测指标。     

马兰煤矿主斜井底水仓底板加固防治水方法

山西太原古交矿区马兰煤矿主斜井底水仓布置在奥陶系顶部隔水关键层内,其底板为奥陶系峰峰组灰岩,隔水层厚度4.17 m,受到底板奥灰承压含水层的严重威胁。为了消除突水隐患,在水仓底板岩石变形破坏机理模拟研究的基础上,同时考虑到研究区奥灰含水层距离近、水量大的特殊情况,探索出一种新型注浆加固方法对水仓底板进行注浆加固,并取得了良好效果。设计为一钢筋混凝土盖先覆于水仓底板上,同时用加强筋与围岩连接,之后再采用浅孔低压与深孔高压交替注浆充填的方法进行加固。此方法使水仓底板与围岩成为一个整体,对浆液起到封闭作用,使底板更加稳固。     

煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用

井下钻探是煤矿日常生产中获取地质资料及消除安全隐患的技术手段。而现阶段煤矿生产中施工的钻孔多不进行钻孔轨迹测量,造成地质资料误判、安全措施客观上不到位的情况时有发生。为根本解决这一问题,根据钻孔轨迹测量原理研发出基于航姿参考系统的电磁波无线随钻轨迹测量系统。该系统具有成本低、方便应用的特点,且能满足无线随钻测量的要求。井下实验证明,该系统可以高效地完成随钻钻孔轨迹测量,提高钻进效率。     

地质构造对岩层富水性的控制作用

水文地质结构系统控制地下水系,但在构造控水方面的研究仍较为薄弱。华北型淮南煤田整体断层、褶皱等地质构造极为发育,研究这些地质构造对地下水的控制作用机理、总结地质构造对岩层富水性的控制规律,对地质构造复杂地区采矿工程中的矿区地下水富集特征认识及煤层底板水害防治有指导作用。本文以淮南煤田北部矿区为研究对象,研究区地质构造复杂,运用水文地质结构系统分析法并结合大量实测数据研究了典型地质构造对岩层富水性的控制机理,认为地质构造对岩层富水性的控制有直接和间接两种途径,分述了两种途径的作用过程。丰富了构造控水理论,对矿山水文地质条件再认识有着重要现实意义。     

利用超声尾波观测1.5 m长岩石断层黏滑实验的波速变化

在实验室内利用超声尾波观测大尺度（1.5 m）岩石断层的黏滑过程.利用基于尾波干涉的观测方法,我们获得了高达10^-6的相对波速变化的观测精度,这相当于~10 kPa的应力变化.利用高精度的测量,我们获取两种不同加载速率下（1 μm·s^-1,10 μm·s^-1）黏滑过程三个阶段（恢复、加载和滑动）基于波速变化的特征量.我们更进一步获取了断层失稳阶段波速变化的时空演化过程.最后讨论了该观测方法需要改进的地方.以上研究结果表明作为一种对现有实验观测手段的有益补充,利用超声尾波观测实验室大尺度岩石断层的动力学过程是可行的.

     

青藏高原及周缘地壳浅层构造应力场量值特征分析

以"中国大陆地壳应力环境基础数据库"中的实测地应力数据为基础,合理筛选出地理空间范围为21°N—40°N,73°N —110°N的近2000条数据,深度范围0~2 km.通过将研究区内实测地应力扣除重力影响,并考虑数据样本数量沿深度分布不均匀的问题,分析构造应力场的作用.重力影响的扣除采用海姆假说与金尼克假说两种模式估算其下限与上限,给出了青藏高原及周缘及青藏地块、南北地震带北、中、南段上构造应力和构造差应力随深度分布的特征和量值范围.结果显示：（1）青藏高原及周缘地区最大水平应力σH、最小水平应力σh随深度D呈线性增加：σH=22.115D+5.761、σh= 14.893D+3.269;最大水平构造应力σT、最小水平构造应力σt的量值估算范围分别为4.609 < σT < 15.522D+4.609、3.121 < σt < 6.366D+3.121（D >0）;构造差应力σT-σt=7.222D+2.492,地表值（D=0 km）为2.5 MPa左右,随深度增加以7.2 MPa·km-1的梯度增大;（2）在测量深度范围内,青藏地块、南北地震带北、中、南段研究区σT、σt、σT-σt随埋深均呈线性增大;D=1 km时,各地块σT的统计回归值中最大为30.1 MPa,最小为17.6 MPa,量值由大到小排序依次为：青藏地块、南北带北段、南北带中段、南北带南段;D=1 km时,各地块σT-σt的统计回归值中最大为15.8 MPa,最小为8.9 MPa,量值由大到小排序依次为：青藏地块、南北带北段、南北带中段和南北带南段.总体表现为青藏地块强、南北带较弱的基本特征.（3）与南北带相比较,青藏地块地壳在从南向北的挤压作用下呈现出明显的"浅弱深强"特点.     

单晶高温合金X射线衍射斑点自动识别算法研究

单晶高温合金展现出优越的抗疲劳性能和高温蠕变性能,广泛应用于航空发动机和燃气轮机的热端部件。但是,其制备过程中会产生晶体取向偏离、杂晶等缺陷。目前国际上已经普遍使用X射线劳埃衍射技术对单晶叶片的晶体缺陷进行无损检测,但是这种检测方法主要依赖人工识别,效率低,结果可重复性差,不适合批量化检测。本文结合工程需要,提出对劳埃衍射斑点进行自动识别的算法,主要包括衍射图样的预处理、轮廓检测、轮廓形态筛选及轮廓符合检测等。该算法能够自动检测出衍射图样上的衍射斑点,并最终给出斑点的位置坐标数据及其误差。根据衍射斑点的位置,通过衍射分析算法,计算出单晶叶片上的晶体取向,并最终对叶片的晶体缺陷给出综合评价。     

三亚三美湾和鹿回头湾人工沙滩设计

通过分析三亚三美湾和鹿回头湾不同的海岸地貌、沉积物类型、水动力条件和岸线形态,结合岸滩演变和水动力数值模型,因地制宜提出不同的人工沙滩设计方法、平面布置方案,选取了粒径合适的回填沙,确定了合理的防波(潜)堤修筑位置和高程。人工沙滩工程完成后滩面形态、岸线走向和景观稳定,达到了改善海岸环境的预期效果。     

喀什市热量资源对气候变化的响应特征及对农业的影响

利用新疆喀什市气象局1971—2010年逐日气象资料,运用线性回归、P检验、Mann-Kendall突变检验等方法分析了喀什市热量资源对气候变化的响应特征及对农业的影响。结果表明：近40a喀什市年平均气温呈极显著上升趋势,并于2000年发生了增暖性突变;无霜期明显延长,于1999年从一个相对偏短期跃变为一个相对偏长期;各界限温度积温和持续日数均呈增加趋势;0℃积温在2004年发生了由少到多的突变,20℃初、终日,持续日数,活动积温均在1999年发生了突变,其它各级农业界限温度出现日期、持续日数及活动积温未出现气候突变现象。喀什市热量资源整体增加趋势对农业生产有利。     

阿尔金且末—若羌地区新元古代花岗质岩石成因及其对Rodinia超大陆汇聚时限的约束

阿尔金造山带广泛发育新元古代花岗质岩浆岩,形成年龄为800~1000 Ma,可能是Rodinia超大陆汇聚阶段的产物,因此新元古代花岗质岩浆的研究对探讨阿尔金造山带的演化过程具有重要意义。选取南阿尔金地块且末—若羌地区的花岗质岩石为研究对象,开展了详细的岩石学、岩石地球化学及地质年代学研究。结果表明：①且末—若羌地区3类花岗质岩石的轻稀土元素相对于重稀土元素富集,显示右倾配分模式,具明显的负Eu异常（δEu=0.14~0.6）,富集Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Ti、Nb、Ta、Sr等高场强元素;②锆石U-Pb年龄为899~915 Ma。综合区域地质演化历史表明,且末—若羌地区3类花岗质岩石形成于同碰撞构造环境,是Rodinia超大陆汇聚阶段板块之间俯冲、碰撞的产物。