软煤和硬煤的甲烷吸附扩散特性对比

研究煤的吸附和放散特性,对于查明煤与瓦斯突出中甲烷的作用,提高煤层气采收率或矿井抽采率具有重要作用。通过自行研制的实验装置,对河南新安矿和平煤一矿软煤和硬煤甲烷吸附和扩散的性质、相同吸附压力下的吸附量和Langmuir吸附常数的差异进行分析,阐明煤表面能的控制因素,查明煤在初始解吸时刻的扩散系数。结果表明,同一煤层中软煤比共生的硬煤具有更大的Langmuir吸附体积,在同一吸附压力下同阶煤的吸附量与煤的软硬和吸附压力有关,软煤和硬煤的表面能与煤阶有关,短时间解吸时软煤扩散系数大于硬煤,长时间解吸后硬煤的扩散系数大于软煤,且软硬煤的扩散系数均随解吸时间延长和吸附平衡压力的增加而减小。      

基于改进遗传算法的岩体结构面幂函数模型参数辨识

沿结构面的剪切滑移是工程岩体主要的破坏模式之一,选择恰当的岩体结构面本构模型是分析岩体结构面破坏的重要一环。当前常用的结构面本构模型有指数型模型、曲线型模型和幂函数型模型,其模型参数都是根据工程实际经验或室内试验所得,不能很好的模拟实际变形情况。指数型模型得出的模拟值偏大,曲线型模型得出的模拟值偏小,幂函数型模型在较低的法向应力下能较好的模拟剪切变形过程,但在较高的法向应力下得出的模拟值偏小。为此,通过改进的遗传算法对岩体结构面幂函数模型参数进行辨识,得出由"等效参数"构成的幂函数模型。实例验证结果说明,通过改进的遗传算法辨识出的由"等效参数"构成的幂函数模型能够很好的模拟实际变形情况,能够很好的适应于不同的工程实际应用。      

基于分布式光纤传感技术的采动覆岩变形监测

采用基于布里渊背向散射的分布式光纤传感技术（BOTDR）,监测煤层采动过程中覆岩的变形情况。以淮南矿区某工作面为例,在煤层开采之前,通过钻孔安装工艺将分布式传感光缆植入到覆岩中,然后进行封孔注浆,使传感光缆与围岩变形协调。随着工作面的逐步推进,通过获取和分析传感光缆的应变分布特征及其动态变化过程,得到了煤层采动过程中覆岩的变形及破坏状态。最大拉应变位于孔深5m处,应变量是8350με;最大压应变位于孔深37m,应变量约为-550με。光缆应变与地层具有很好的对应关系,在岩性相对较软的地层（如泥岩）中,拉应变值相对较大,而在岩性相对较硬的地层（如砂岩）中,应变量较小且多为压应变。根据光缆的应变分布得到的沿钻孔方向地层的最大变形量为34mm,巷道围岩松动圈范围约为6m。研究结果表明,BOTDR分布式光纤传感技术能够准确地获取覆岩的变形分布及其变化情况,该技术的应用可以为深部煤层的安全高效开采提供可靠的依据。     

张家湾2号隧道下伏煤矿采空区地基稳定性分析

地下煤炭资源的开采造成了采空区,采空区的稳定性对公路建设的工程设计、施工方法、公路工程质量等工作均产生直接影响,其中对隧道工程围岩稳定性和围岩级别的划分有严重影响,公路采空区的勘察与治理作为公路建设的基础环节就显得尤为重要。本文选取山西省国道307线柳林县城区段公路改线工程中张家湾2号隧道采空区勘察为典型案例,分析了开采时间、开采方式、埋藏深度、上覆岩体特征等因素对采空区地基稳定性的影响,通过定量计算评价采空区的地基稳定性,划分采空区冒落带、裂隙带的范围,为采空区治理设计提供可靠地质依据。     

海拉尔盆地火山岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

海拉尔盆地位于大兴安岭西侧,盆内存在多套火山-沉积岩组合.通过对海拉尔盆地Chu8井等4处火山岩样品进行的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,探讨了海拉尔盆地火山岩的形成时代和构造背景,为盆内和邻区地层对比以及大兴安岭地区构造演化提供了依据.研究区4个火山岩样品的锆石均呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带,结合其高的Th/U比值(0.22~1.50),说明其属于岩浆成因.测年结果表明,海拉尔盆地布达特群确实存在时代为晚三叠世-早侏罗世(214.4±4.3 Ma)的火山岩,结合前人研究,可将盆内火山作用划分为4期:分别为中-晚石炭世基底岩浆岩(320~290 Ma);晚三叠世-早侏罗世早期布特达特群火山碎屑岩组(224~197 Ma);晚侏罗世-早白垩世早期塔木兰沟组(152~138 Ma);早白垩世晚期铜钵庙组(128~117 Ma).大兴安岭地区各期岩浆作用的地球化学特征、时空分布特征以及盆地地震剖面特征表明,中-晚石炭世基底岩浆岩(320~290 Ma)是额尔古纳-兴安地块和松嫩地块碰撞造山后的伸展背景下形成的;晚三叠世-早侏罗世早期火山岩(224~197 Ma)是古亚洲洋闭合后的伸展背景下形成的,该期火山岩的发现说明古亚洲洋构造域对大兴安岭地区的影响至少延续到早侏罗世早期(197 Ma),而该区域蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲碰撞最早可能开始于早侏罗世以后;晚侏罗世-早白垩世早期(152~138 Ma)和早白垩世晚期(128~117 Ma)火山岩的形成均与蒙古-鄂霍茨克洋碰撞闭合后的伸展作用有关.盆内部分火山岩样品中存在古元古代-新元古代捕获的锆石,这表明额尔古纳地块和兴安地块很可能存在着元古代结晶基底.      

浙西北平水铜矿细碧角斑岩成岩年龄及其地质意义

文章对浙西北平水铜矿赋矿围岩双溪坞群平水组细碧角斑岩中锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄测定。结果显示锆石Th/U比值为0.42~2.28,明显高于Th/U比值小于0.1的变质成因的锆石,为典型岩浆成因锆石。几乎所有的锆石颗粒样品都投影在谐和曲线上及其附近,细碧岩年龄加权平均值为(952±5)Ma(n=18,MSWD=0.19),角斑岩年龄加权平均值为(954±8)Ma(n=15,MSWD=0.51);结合锆石自形、发育岩浆环带等特点,该年龄是平水组细碧角斑岩的形成年龄。结合前人研究及地质事实,本次研究确定双溪坞群平水组细碧角斑岩的成岩年龄为新元古代(950 Ma左右);认为江南造山运动发生的上、下限虽还没有最终限定,但它东端的造山运动很可能介于1.0~0.9 Ga;钦杭成矿带北东段地区有寻找同类矿床的潜力。     

JDT-6陀螺测斜仪软件GyroSProcess设计与实现

针对JDT-6陀螺测斜仪配套软件“陀螺测斜仪JDT-6”在使用过程中显露出的同时需要串、并口进行通信,仍无法脱离Windows98操作系统现象,并根据工程实践中提出的新要求采用VB6开发了适用于这款仪器的软件GyroSProcess。新软件除涵盖原功能外,还在数据通信方面将串、并两条通道合二为一个USB口或COM口;导入已有测斜数据,减少数据采集量,提高测斜作业效率;计算机自动控制绞车的运行,使数据采集过程自动化;运用对象编程技术,将测斜图件转成AutoCAD形式。介绍了新软件部分增加功能中采用的关键技术、算法。经现场试验,证明GyroSProcess软件的测量结果与旧软件结果一致,可替代旧软件而成为JDT-6陀螺测斜仪的新一代配套软件。     

冰层取心回转钻进模拟实验台的设计与测试

极地钻探实践表明,冰盖底部冰岩交界附近地质情况异常复杂,不但可能存在暖冰、基底融水,甚至还存在厚度不等的冰岩夹层,取心钻探异常困难,而优选钻头类型、确定合理的钻进参数是保证其安全、快速钻进的重要因素。本文设计了一套能够模拟冰层回转钻进的实验台,其技术参数为：钻压、转速分别可在0～10 kN、0～300 r/min范围内调节,最大扭矩约100 N·m。该实验台能够测量钻头切削具温度、钻孔深度及钻进速度等参数,为深入研究钻头类型及结构参数、钻进参数对扭矩、钻速和切削温度的影响规律提供了手段。采用PDC复合片钻头进行了冰钻实验,结果表明,实验台能够准确调节钻压和转速,可满足实验要求。     

黄海海浪季节变化的数值模拟研究

利用第三代海浪数值模式SWAN,研究了黄海海浪有效波高的季节变化特征及相关的物理过程。结果表明,在黄海的大部分区域,混合浪有效波高的最大值出现在冬季,而最小值则基本出现在夏季。北黄海北部和山东半岛南岸的近海海域呈现稍微不同的季节变化,有效波高的最大值出现在春季。全年4个季节中混合浪有效波高的空间分布基本一致:均在济州岛西南最大,沿黄海中部区域向北和由中部区域向近岸区域逐渐减小。黄海海浪为风浪占主,涌浪有效波高远小于风浪有效波高。在黄海的大部分区域,白冠耗散和四波非线性相互作用对黄海海浪的季节变化均至关重要;对于外海区域,四波非线性相互作用更为重要,而对于近海区域,白冠耗散则影响更大。本研究旨在研究黄海海浪的季节变化特征及其物理过程,为进一步探讨该海域海浪在其他时间尺度上的变异特征和动力学过程提供研究基础。     

基于湖南1∶2000不动产基础数据的土地整治设计工作模式创新研究

在系统分析湖南土地整治工作现状及问题的基础上,结合湖南不动产基础数据建设项目特点和优势,研究提出了基于1∶2000不动产基础数据的土地整治设计工作模式优化方案,并以2014年度安乡县土地综合整治项目为例,从工作成本的角度,对优化前后土地整治设计工作的效益进行对比分析,结论表明:采用优化后的土地整治设计工作模式,前期工作成本大幅减少,效益非常显著。最后,针对优化模式的推广应用提出了具体的对策建议。