端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究

针对大型露天矿开采后残存的大量端帮滞留煤进行开采时,确定留设支撑煤柱的合理宽度一直是端帮采煤工艺高效应用推广的突出难题。将端帮开采工作面假定为无限大板上相隔一定间距的共线裂纹,基于断裂力学Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹模型,运用Hoek-Brown与Mohr-Coulomb破坏准则,分析了支撑煤柱边缘的应力分布规律,建立了支撑煤柱边缘破坏区的边界方程,进而得到了不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的表达式。结合不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的理论表达式与煤体破坏间所确定的表征其不同状态的3组特征参数,进行了曲线规律显现。依据不同破坏准则下所显现的曲线规律,分析了留设煤柱宽度Wp、采硐宽度We、煤层埋深H及煤层倾角β等独立因素对支撑煤柱破坏宽度rp的影响规律,同时将工程实例数据分别代入不同准则下所得的理论表达式。理论结果和实测数据表明,Hoek-Brown破坏准则的运用更为符合现场煤柱破坏演化规律及适合节理岩体破坏的分析。此外,结合煤柱稳定性研究中的极限破坏理论和渐近破坏理论,描述了煤柱失稳破坏机制及过程。为端帮开采中支撑煤柱的合理宽度设计及煤柱破坏的理论分析中的准则运用提供了新思路,为推广端帮开采工艺的应用提供指导意义。     

喀拉昆仑火烧云一带早侏罗世双峰式火山岩的发现及意义

喀拉昆仑火烧云北火山岩发育在乔尔天山断裂附近,玄武岩体和安山岩体在时空上紧密伴生。主量元素测试结果显示,其中玄武岩和英安岩的Si O2含量分别为48.84%~52.44%和62.22%~65.63%,具有明显的Daly间断面,属于典型的双峰式火山岩。玄武岩Al2O3含量较低,MgO、Ca O、Ti O2含量较高,Sr、Ba、K等微量元素强烈亏损,高场强元素Ta、Nb、Ti、Zr无亏损。英安岩具有相对较高的Al2O3、Na2O、K2O含量,较低的MgO、Ca O、Ti O2含量;微量元素具富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Ta、Nb、Ti),显示典型岛弧环境特征。岩石地球化学特征表明二者同属钙碱系列,形成于弧后盆地,属同源演化,英安岩为玄武岩结晶分异的产物。通过对英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年,获得流纹岩形成年龄为(195.5±1.1)Ma,属于早侏罗世。通过对该区域构造演化进行分析讨论,认为乔尔天山一带盆地整体可能处于弧后盆地的发育阶段,盆地形成过程中岩石圈地幔未被拉断,没有洋壳形成。     

Structural Features and Function of the Karst Critical Zone

正1 Major achievements of IGCP 661 The IGCP661 project"Processes,Cycle,and Sustainability of the Critical Zone in Karst Systems (2017-2021)"has been carried out for two years.Besides five International karst meetings and two training courses for karst that have been held,some scientific achievements include the basic roles of the function and structural evolution of the karst critical zone have been determined.In various types of karst critical zone,the different forms of calcite and HCO_3~-cycling were determined.A     

济南西北部碳酸盐岩热储浅埋区热异常机理研究

为了探寻济南岩体北部碳酸盐岩热储浅埋地热异常区形成机理,利用地质钻探编录、抽水试验、测温、水质分析测试等手段,对碳酸盐岩浅埋地热异常区地质特征、热储物性特征、地温场特征、水化学特征等进行研究,结果表明：碳酸盐岩浅埋区热储层发育在奥陶纪灰岩地层中,热储层岩溶裂隙发育,热储埋深150~1000m,地热异常区盖层地温梯度为7. 2~11. 5℃/100m,水化学类型为SO4- Ca型,TDS为1. 3~1. 5g/L,地热水中含有对人体有益的微量元素,地热水来源为大气降水,地热水中50年以前入渗的“古水”占主导;明确了热源除正常的地温传导之外,济南岩体阻挡迫使水流深循环加热后上涌,断裂沟通深部热源等也是地热异常区形成的重要因素。     

动能歧视模式ICP-MS测定地球化学样品中14种痕量元素

应用传统ICP-MS法测定勘查地球化学样品中Ag、Cd等痕量元素,基体效应和多原子离子干扰严重,准确测定的难度较大。本文基于当前ICP-MS消除干扰技术,分析了ICP-MS标准模式(STD)及动能歧视模式(KED)测定地球化学样品中Ag、Cd等14种痕量元素的有效性,通过比较这两种模式的测定效果,在此基础上确定了各元素的有效测定模式。结果表明:在KED模式下,基体元素如Zr、Nb氧化物的产率降低,基本上消除了Zr、Nb氧化物对痕量元素Ag、Cd的多原子离子干扰。KED模式提高了信噪比,降低了方法检出限,如Ag、Cd的检出限分别为0. 004mg/kg、0. 005mg/kg,其他12种元素的检出限也低于多目标地球化学调查76种元素分析方案中的检出限。测定痕量元素的准确度显著优于STD模式。实验中采用简单的硝酸-氢氟酸-高氯酸消解样品,残渣用王水复溶,结合KED模式下优选出干扰较小的同位素作为测定同位素,以Rh作为内标校正仪器产生的信号漂移,将样品溶液稀释至1000倍,基体效应降低至最小。本方法经国家一级标准物质的验证,测定结果与认定值相符,可为勘查地球化学提供高质量数据。     

吉林省桦甸市马家店金矿矿床地质特征及找矿前景分析

马家店金矿区位于吉林省著名的夹皮沟金成矿带上,是近年来夹皮沟地区发现的一座中型蚀变岩型金矿床。矿体产于蚀变二长片麻岩与北西向破碎带的接触部位,空间分布明显受北西向构造控制,矿体呈似层状及透镜状沿蚀变带分布。通过对本区成矿地质背景、矿体地质特征的研究,对本区找矿前景进行潜力分析。     

东濮凹陷沙三段致密砂岩储层裂缝形成机制及对储层物性的影响

为探讨东濮凹陷沙三段储层裂缝的发育特征、形成机制、主控因素及其对储层的影响,综合运用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、流体包裹体分析等方法对裂缝进行了研究。结果表明:东濮凹陷沙三段储层中发育的裂缝按规模可分为宏观裂缝和微观裂缝两大类,按成因可分为构造缝、超压缝和成岩缝。构造缝走向以NNE向、NE向为主,其形成可分为两期,分别为40～35 Ma沙河街组沉积中后期和25～18 Ma东营组沉积末期。超压缝的形成与膏盐脱水、烃类充注和膏盐层封堵作用有关,形成于33～25 Ma东营组沉积时期。压实作用、溶解作用、收缩作用等成岩作用均可形成微裂缝。裂缝的形成序列为:早期构造缝-压裂缝-溶解缝-超压缝-收缩缝-晚期构造缝-溶解缝-压裂缝;裂缝的发育可以改善储层物性,宏观裂缝主要起渗流作用,微观裂缝既可作为有效的储集空间,又可作为酸性流体流动通道,产生次生孔隙带,提高储层孔隙度。     

矿井涌水量数值模拟研究——以锦东煤矿为例

矿井涌水量预测对煤矿安全开采具有重要的指导依据。本文将锦东煤矿作为研究对象,利用地下水数值模拟软件MODFLOW建立数值模型,并对其进行识别验证,在合理可靠的模型基础上,对未开采和开采两种方案进行预测,对矿井涌水量组成进行分析。计算结果表明,锦东煤矿开采条件下,矿井涌水量为6 130 m3/d,主要由第四系潜水蒸发量、各泉集河溢流损失量和地下水储存量三部分组成。     

辽宁查马屯铁矿三维地质建模及深部预测

查马屯铁矿是一处隐伏于中生代火山沉积岩之下的沉积变质型铁矿床,矿体规模大、埋藏浅,深部资源潜力巨大.利用三维地质体建模软件Creatar,通过收集钻孔数据,建立地质数据库,生成三维钻孔.通过剖面定义、单工程矿体圈定、剖面编辑、曲面连接,建立矿体三维模型.依据"点-线-面-体"的思路,建立了辽宁查马屯铁矿三维地质模型.模型显示,查马屯铁矿体西南段向北西倾斜,北东部向南东倾斜,呈北东东向展布,应沿该方向部署找矿.矿体与磁异常复合关系表明,2号矿体南部存在巨大找矿空间,查马屯村南部及北东部是下一步找矿勘探的重点方向.     

西藏冈底斯南缘汤白矿区早侏罗世含矿斑岩锆石U-Pb定年及其地质意义

汤白矿区位于西藏冈底斯斑岩铜矿带西段南缘,南侧紧邻日喀则弧前盆地。矿区由地表探矿工程控制3条赋存于早侏罗世角闪石英闪长斑岩中的主矿体(1号、2号和3号),在野外地质调查的基础上,对角闪石英闪长斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学测试。研究结果表明:(1)含矿斑岩的成岩年龄为183.3±1.2Ma,形成于早侏罗世;(2)含矿斑岩地球化学特征与大洋岛弧背景下的安山质岩石的地球化学性质一致,表明汤白矿区含矿斑岩形成于大洋岛弧环境;(3)西藏冈底斯斑岩铜矿带具有寻找俯冲期斑岩型矿床的巨大潜力,今后应加强该带俯冲期斑岩型矿床的勘查评价工作,特别是早—中侏罗世斑岩的成矿潜力评价。