煤矿井下硬煤层顺层长钻孔分段压裂强化瓦斯抽采技术及应用

针对硬煤层瓦斯抽采衰减快,抽采周期长、效率低等问题,提出了中硬煤层顺层长钻孔分段压裂增加煤层透气性瓦斯强化抽采技术。以陕西彬长矿区4号煤层为研究对象,在实验室采用SEM高分辨率电子显微镜对比分析了水力压裂前后煤体微观孔隙结构变化特征;利用Abaqus软件模拟了封隔器受力特征及钻孔的稳定性;在彬长矿区大佛寺煤矿井下4号煤层进行水力压裂工业性试验。结果表明：煤层在加载压力15 MPa,保压48 h,煤体的孔隙、裂隙数量增多,孔径尺寸增大,且连通性增强,裂隙间的连通性明显提升。压裂过程中,封隔器同时受到内压和外压载荷产生膨胀变形,内压15 MPa、外压10 MPa时,可保持硬煤钻孔结构完整同时,产生最大的封隔摩擦力。工程试验完成3个顺煤层定向长钻孔分段压裂施工,孔深540～568 m,每孔分8段压裂,单孔注液量910～1 154 m³,累计注液量3 011 m3;压裂后,利用孔内瞬变电磁测试确定压裂影响半径34～46 m。压裂钻孔平均瓦斯抽采纯量0.72～1.73 m³/min,平均抽采瓦斯体积分数42.60%～67.48%;对比试验区常规钻孔,瓦...     

充分发挥科技奖励对测绘地理信息科技创新发展导向作用的研究

科技奖励是促进科技创新发展的一项重要政策,对于某一行业或领域引导科技创新发展方向、激励创新主体具有重要的作用和意义。本文从科技奖励角度,通过统计和对比"十一五"以来测绘科技进步奖获奖项目数量、分布和完成主体的变化趋势,对我国测绘地理信息科技创新发展现状进行了分析,并从新形势下对测绘地理信息科技创新发展的要求出发,提出了科技奖励在科技研发重点、推进区域协调的科技创新能力发展、激励重要创新主体等几个方面引导测绘地理信息科技创新发展的改革措施。     

煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势

“十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应用等方面均取得了明显进展。主要表现在如下4个方面:(1)开发了适合于煤矿井下煤岩层裸眼定向长钻孔不动管柱和动管柱两种分段水力压裂工艺技术与工具,不动管柱分段压裂工程应用钻孔长度突破了500 m,单孔压裂实现了5段;动管柱分段压裂钻孔长度工程应用突破了800 m,单孔压裂实现了17段。(2)研发了煤矿井下低压端加砂压裂泵组和高压端加砂压裂装置,低压端加砂泵组压力达到了70 MPa,排量达到90 m3/h,携砂比达到20%;高压端加砂压裂装备耐压能力达到55 MPa,一次连续加砂压裂的砂量达到750 kg;低压端和高压端加砂装备均在现场进行了工程应用,应用结果表明装备均具有较好携砂压裂能力。(3)建立了碎软煤层围岩分段压裂和硬煤顺层钻孔分段压裂区域增透瓦斯高效抽采技术模式,前者在山西阳泉矿区和陕西韩城矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量均值分别达到了2 811 m3/d和1 559 m3/d,后者在陕西彬长矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量达到了2 491 m3/d。(4)探索出了坚硬顶板强矿压煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂主动超前区域弱化治理的新模式,工程应用钻孔长度突破了800 m,坚硬顶板分段水力压裂治理后,顶板来压步距、动载系数和最高压力值较未压裂区分别下降了18.9%~70.6%,5.8%~7.9%,13.7%~19.4%,有效治理了工作面坚硬顶板引起的强矿压灾害。随着煤矿井下分段水力压裂技术改进和煤矿智能开采发展的实际需要,提出了煤矿井下大排量高压力智能压裂泵组、井下长钻孔裸眼分段压裂智能工具等装备和煤矿井?地联合分段水力压裂技术研发方向,以更好地推动煤矿井下水力压裂技术与装备发展,为煤矿安全高效绿色智能开采提供技术和装备支撑。      

煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂技术与装备

针对碎软煤层渗透率低、瓦斯抽采衰减快、压裂不均匀、裂缝易闭合、瓦斯抽采效果差、无法实现区域瓦斯超前预抽的问题,提出了煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂强化瓦斯抽采的技术思路,研发适合煤矿井下煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂煤层增透技术,研制了成套的煤矿井下水力加砂压裂泵组装备、定向喷砂射孔装置及工具组合、防砂封隔器及工具组合。水力压裂泵组装备最大排量90 m3/h,最大泵注压力70 MPa,最大携砂能力20%,支撑剂粒径小于等于1 mm;定向喷砂射孔装置通过水压驱动喷射器定向,最大旋转角度180°;防砂封隔器最大承压70 MPa,最大膨胀系数为2。研发的定向长钻孔连续定向喷砂射孔工艺技术和定向长钻孔拖动式水力加砂分段压裂工艺技术,在山西阳泉新景煤矿井下开展工程试验,完成2个压裂钻孔(孔深均为609 m)共计16段水力加砂分段压裂施工,累计实施80次定向喷砂射孔作业,石英砂的体积分数2%~3%,定向喷砂射孔压力22.6~28.6 MPa,共计使用石英砂19.8 t;水力加砂分段压裂单段注入压裂液153.8~235.1 m3、核桃壳砂的体积分数2.02%~2.56%,累计注入压裂液2 808.57 m3,注入核桃壳砂36.47 t;综合评价本次水力加砂分段压裂影响半径为20~38 m,统计分析压裂后2个钻场100 d瓦斯抽采数据,1号钻场、2号钻场日均瓦斯抽采纯量分别为1 025、2 811m3。试验结果表明:压裂装备加砂量大,施工排量大,能够实现连续作业,压裂后煤层透气性显著增加,极大地提高瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量。研究成果对碎软煤层区域瓦斯增透提供新思路,为我国类似矿区区域瓦斯超前治理提供技术借鉴。      

使用1∶1万数字地形图进行重力近区地形改正方法试验研究

近年来随着1∶50 000重力调查项目的开展,在复杂地形尤其是通视条件差的地区,野外重力近区地改测量难以有效开展。本次研究试验结合本溪市地区开展的1∶50 000重力调查项目进行,在研究中尝试应用1∶10 000数字地形图开展近区地形改正,并将计算结果与野外实际测量进行对比验证。试验结果表明,应用1∶10 000数字地形图开展重力近区地形改正的观测精度达到±0.018×10-5 m/s2,精度高于中国地质调查局地球物理勘查规范中1∶50 000重力调查近区地改观测精度。本次试验研究表明,使用1∶10 000数字地形图进行重力近区地形改正,可以提高精度和效率、节省野外测量成本,并在今后重力近区地改中推广应用。     

测绘业务与地质灾害监测预警业务之间的融合途径分析

着眼于突破传统排查隐患点技术手段的局限,为增强地质灾害监测预警能力,提升抵御自然灾害的综合防范能力,促进地质工作与测绘工作的协作共进,推动自然资源管理能力现代化,本文分析了当前测绘地理信息工作基础和技术优势,据此提出测绘业务与地质灾害监测业务融合发展的总体思路,明确了要构建天—空—地一体化的多源立体监测技术体系和建立国家—省—市县相互协作、衔接配套的地质灾害分级监测预警体系的实现途径,并提出相关政策建议。     

海南岛印支期麻粒岩的发现及其地质意义：来自锆石U- Pb 定年与微量元素组成的新证据

琼中基性麻粒岩是海南岛高级变质杂岩中最重要的组成部分之一，对其深入研究可为客观恢复海南岛晚古生代—早中生代构造演化历史、查明古特提斯洋向东如何延伸等基础地质问题提供新的制约。本次研究以琼中地区出露的基性麻粒岩为研究对象，对基性麻粒岩中锆石采用内部矿物包体自动矿物分析系统（TIMA）扫描、阴极发光图像照相、LA- ICP- MS U- Pb定年与稀土元素分析等综合研究发现，琼中基性麻粒岩中锆石可划分为岩浆锆石和变质锆石两类；30个岩浆锆石测点206Pb/238U年龄介于245～230 Ma之间，相应的加权平均年龄为238±2 Ma（MSWD=0. 38），应代表琼中基性麻粒岩的原岩时代；24个变质锆石测点206Pb/238U年龄介于243～231 Ma之间，其加权平均年龄为237±2 Ma（MSWD=1. 70），代表琼中基性麻粒岩的变质时代。综合海南岛已发表的相关数据，琼中基性麻粒岩原岩形成时代与变质时代均为三叠纪，而不是前人所认为的中元古代，其形成可能与古特提斯洋闭合后印支陆块、华南陆块在碰撞造山后伸展垮塌阶段的岩浆- 变质作用有关。     

一种用于GPS的小型化全向圆极化天线设计

圆极化天线在卫星导航通信、雷达及信息对抗上有非常重要的作用.本文提出了一种工作在GPS L1频段（1.575 GHz）上的小型圆极化天线,它具有较低的剖面和较小的尺寸,结构紧凑、馈电简单,并呈现良好的全向圆极化特性.天线的辐射结构由一个4轴弧形贴片和直接馈电的金属柱组成,同时,贴片内环引入额外的弧形枝节,外环枝节的末端引入4个短路探针来实现天线的小型化.通过Ansoft HFSS 16.1对该天线进行仿真验证,结果表明,该圆极化天线在1.575 GHz频段上具有良好的驻波特性,且工作频带内的轴比<3 dB,最高增益达到0.2 dBic.     

大庆市城市扩张及其驱动力分析

对大庆市近20年的城市扩张进行了分析,并对其背后的驱动力因素进行了揭示,结论如下:城市扩张主要集中在1995-2003年,而2003-2010年的扩张相对平稳;GDP快速增长是其扩张最主要的因素,人口和全社会固定资产投资的持续增长是其扩张的重要因素,此外交通设施的日益完善在一定程度上也促进了大庆市城市的扩张。     

人工智能时代自然资源调查监测技术的发展与挑战

人工智能的迅速发展,给测绘科技发展和自然资源调查监测业务带来了革命性的影响.本文首先梳理总结了人工智能与自然资源调查监测结合的研究进展,并剖析了当前形势下人工智能应用所存在的问题,进而提出进一步推动人工智能技术应用发展和提升自然资源智能化水平的建议.