煤矿井下硬岩定向钻进孔底水力加压技术

为解决煤矿井下硬岩深孔滑动定向钻进过程中因钻柱托压效应引起的给进压力大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出了采用孔底水力加压方式提高钻头钻压的技术思路。通过借鉴石油钻井领域水力加压器结构并结合煤矿井下近水平孔钻进工况进行了孔底水力加压器结构设计,运用理论计算和数值模拟方法进行了水力参数设计。对样机进行了室内测试,测试结果表明,采用φ12 mm、φ13 mm、φ14 mm活塞水眼在流量200~450 L/min范围内输出轴向压力2~10 kN。在淮南张集矿进行了现场试验,并总结出了一套孔底水力加压和水力辅助加压工艺,试验结果表明,滑动定向钻进方式下钻孔深度由464 m顺利延伸至578 m,深孔钻进时最大钻效由之前托压孔段的1 m/h以下提高至3 m/h以上,试验进尺内平均给进表压较托压孔段降低了23.8%、平均钻效提高了137%。     

胶东郭家岭岩体固结冷却轨迹与隆升剥蚀

胶东郭家岭岩体位于华北克拉通东南缘,其详细的冷却固结条件缺乏系统研究,而对岩体形成与金矿之间的关系也存在争议。本文利用岩浆锆饱和温度计、角闪石全铝压力计、角闪石-斜长石温度计、角闪石-黑云母温压计、二长石温度计,结合已有的锆石U-Pb年龄和角闪石、黑云母40Ar-39Ar同位素年龄,探讨郭家岭岩体的冷却固结史及其隆升机制。花岗岩QAb-Or标准矿物共结压力图解、角闪石全铝压力计及角闪石-黑云母压力计均得到岩体就位压力约4~5kbar。锆饱和温度计、角闪石-斜长石温度计、角闪石-黑云母温度计、二长石温度计所获得温度分别为726~800℃、657~717℃、650~700℃、570~580℃,结合角闪石、黑云母的40Ar-39Ar封闭温度确定了郭家岭岩体最有可能的冷却轨迹。郭家岭岩体(130~126Ma)侵位深度约13±1.6km,侵入郭家岭岩体的艾山岩体(116±2Ma)侵位压力在1kbar左右,对应深度约2.7km,表明郭家岭岩体在约10Myr内,隆升剥蚀量达10km左右。这种快速剥蚀的机制可能与华北东部中生代岩石圈减薄导致的地壳浅部隆升有关。     

鞍山-本溪-抚顺地区新太古代地质演化探讨

鞍山-本溪-抚顺地区是我国太古宙岩石出露的主要地区及重点研究区.区内太古宙岩石以变质深成侵入体为主,变质表壳岩出露面积不足20%.区内变质深成岩侵位于始太古代-新太古代的不同时期,原岩由TTG岩系和钙碱性CA岩系组成;变质表壳岩以磁铁石英岩和斜长角闪岩为标志性岩性.两类原岩建造在太古宙时期,遭受了由麻粒岩相到角闪岩相至绿片岩相连续降温减压过程.根据区内新太古代岩石出露的特点划分3个微古陆核,分别为鞍本古陆核、清原古陆核及辽北古陆核.中太古代和新太古代为本区最重要的造陆时期,以鞍本微古陆核为最早的增生点,经拼接增生、裂解改造,形成现今的地质格局.     

咸阳城区地下热水地球化学演化模拟

应用水文地球化学模拟(PHREEQC软件)对咸阳城区地下热水进行了水文地球化学演化和路径模拟.模拟路径分别为西、西北两个补给方向.模拟结果表明,,地下水流向发生了一系列的水-岩反应,,线R5→SP2,SP2水化学类型由Na-HCO2-Cl转化为Na-Cl型,而西北线R6→SP2水化学类型由Na-Ca-HCO3 -el转化为Na-Cl型,在水流路径上SiO2(玉髓)、方解石、白云石和高岭石发生了沉淀,而岩盐、石膏、天青石、钠长石、云母和萤石发生了溶解作用.对研究区地下热水地球化学反应路径模拟,描述了研究区地下热水补给到排泄的演化特征,表明水-岩作用模拟对于揭示研究区地下水化学演化环境具有重要的指示意义.     

一种深海拖曳系统稳健可靠的组合定位方法

为了解决深海拖曳系统定位异常、不连续以及误差积累的问题,提出了一种联合惯性导航系统(INS)和超短基线定位系统(USBL)的组合定位方法,利用在航声线跟踪实现USBL的高精度定位,顾及INS和USBL系统的互补性,并结合Kalman滤波构建了INS+USBL的组合定位模型。将该组合定位模型应用于"向阳红01"船深海拖曳系统在南海的定位实验并与USBL的定位结果比对,实验表明,组合定位方法有效地解决了深拖系统定位异常且不连续问题。INS+USBL组合定位方法可以满足深海拖曳系统的稳健可靠定位,对于深远海定位具有重要意义。     

云南宾川小龙潭矿区花岗斑岩年代学、地球化学及成因

云南宾川小龙潭矿区斑岩体位于扬子板块西缘程海断裂带东侧,属金沙江-红河富碱侵入岩带组成部分.本文对矿区内与成矿密切相关的花岗斑岩进行了岩石学、年代学及地球化学研究.结果显示:花岗斑岩由二长花岗斑岩(MGP)和钾长花岗斑岩(KGP)组成,二者岩相学特征相似,空间上无明显分带关系,呈过渡渐变关系,具典型斑状结构.二长花岗斑岩和钾长花岗斑岩均具富碱、低钛和准铝质-弱过铝质特征,属准铝质-弱过铝质钾玄岩系列富碱斑岩;二者富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(Rb、Ba、U),亏损重稀土元素(HREE)和高场强元素(Ta、Nb、Ti,Zr,Hf),具有较高Sr含量和Sr/Y值,中等负Eu异常(δEu=0.39～0.78),表现出C型埃达克质岩地球化学特征.二长花岗斑岩和钾长花岗斑岩具相似的地球化学特征,表明它们属同源岩浆演化产物.二长花岗斑岩锆石U-Pb年龄为34.7±0.3 Ma,反映其形成于古近纪始新世,与金沙江-红河富碱侵入岩活动高峰期(45～30 Ma)吻合.综合研究表明,小龙潭矿区花岗斑岩属具C型埃达克质岩地球化学特征的花岗岩,起源于底侵作用带来的幔源岩浆与石榴角闪岩相加厚下地壳部分熔融的混合岩浆,是印度-欧亚板块晚碰撞期力学性质由挤压向伸展转化动力学背景下的产物,具备成矿作用发生的物质基础,有较好的成矿潜力.     

秦岭北麓水资源可持续开发利用分析

水资源的开发利用与保护,关乎民生,关乎经济社会的可持续发展。论述了秦岭北麓水资源作为基础性自然资源及战略性经济资源的重要性。讨论了秦岭北麓水资源开发、利用、保护之间的关系及其重要性。结果表明：秦岭北麓对于关中地区而言就是一座巨大的绿色水库,其水资源保护的关键在于以保护为前提的适度开发,地表水-地下水统筹利用,建立地下水库及水资源补偿机制,加强水资源战略研究。     

潜山油藏岩石热物理性质影响因素实验及分析

地热资源是一种与石油天然气共存于沉积盆地且可再生的高清洁能源,在其开发利用过程中,需要关注地下温度场的变化,岩石的导热系数和比热是影响地下温度场变化的重要因素。华北油区潜山油藏岩石成分以石英和白云石为主,二者的含量在95%以上,其含量及变化是影响岩石热物理性质的主要因素,其中石英含量对岩石导热系数影响较大。根据测定结果,岩石导热系数变化区间为2.0 W/(m·℃-1)~3.9 W/(m·℃-1),比热变化区间为0.8J/(g·℃-1)~1.0J/(g·℃-1)。另外,针对潜山油藏岩石的特点,重点开展了温度、压力、孔隙度等对岩石热物性的实验研究;在此基础上,结合并联电阻等热理论模型,提出了适用于华北油区潜山油藏的热物性计算模型,为地热开发利用方案设计提供理论依据。     

模糊综合评价法与综合评价法在矿区水质评价中的对比研究

如何对矿区水资源进行合理规划利用提高水资源利用率,首先是要对矿区水质进行准确的评价,而评价方法的选择直接关系到结果的真实度.利用模糊数学综合评价法对比传统的综合评价法对老虎台矿区水质进行评价,结果表明:综合评价法界限非常严格,未能综合考虑每个水样的离子成分,极值的作用过于明显;模糊综合评价法则能综合考虑每个水样的离子成...     

基于自由场大型振动台试验的饱和砂土固-液相变特征研究

基于饱和砂土自由场地大型振动台试验,利用加速度记录的线性方法反演得到模型地基土动剪应力-动剪应变,并根据流体动力学相关理论,引入非牛顿流体中的表观黏度、零剪切黏度等概念,对场地液化后的剪切稀化特征进行探讨,研究了饱和砂土在地震荷载下的固-液相变特征。研究结果表明:大震激励时,饱和砂土层上部土体孔压比达到1,饱和砂土液化,从动剪应力-动剪应变曲线变化中可知液化后的砂土动剪切模量下降明显,这表明土体逐渐软化;从动剪应力、动剪应变推导得出的饱和砂土剪应力-剪应变率变化趋势与非牛顿流体的流变曲线相近,且饱和砂土上部液化土层的表观黏度大幅下降,液化后砂土表现出"剪切稀化"的假塑性流体特性。