沁水盆地南部15号煤层和顶板K2灰岩水文地球化学演化特征

针对煤层气井产水量大、降压困难、产气效果不佳等问题,基于沁水盆地南部煤矿15号煤层顶板K₂灰岩水以及15号煤层气井水矿化度和离子数据,利用统计、对比方法,系统研究两者的水化学成分特征、类型、成因机理,建立了地层水演化模型,系统阐述灰岩和煤层水在补给区、径流区、滞流区发生的各种反应和作用。研究结果表明:K₂灰岩水和15号煤层水会发生离子交换、混合作用及CO₂作用,在补给区和强径流区,K₂灰岩水水型以Ca-Mg-HCO₃-SO₄型为主,煤层水水型以Na-HCO₃-SO₄型为主;缓径流区K₂灰岩水一般为Na-Ca-Cl-HCO₃型,而煤层水以Na-Cl-HCO₃或Na-HCO₃型为主;滞流区K₂灰岩水和煤层水水型相同,为Na-HCO₃或Na-Cl-HCO₃水型。研究结果为15号煤的煤层气开发提供可靠的水文地质依据。      

弧角型PDC钻头切削齿布齿模式仿真分析

钻头在钻进复杂非均质地层时,由于其冠部形状的限制,钻头各部位切削齿受力不均匀,局部切削齿受到较大的冲击载荷,导致钻头发生“涡动”现象。为了解决上述问题,提出“多级力平衡”的切削齿周向布齿方案,通过建立全尺寸钻头破岩有限元仿真模型,分析顺时针、逆时针以及“多级力平衡”3种周向布齿模式下切削齿及钻头的受力特性。模拟结果表明:相对于顺时针和逆时针周向布齿,“多级力平衡”布齿模式下各刀翼载荷分布比较均匀,钻头的稳定性和攻击性均得到较大改善,钻头的破岩效率提高28%以上;顺时针布齿模式下钻头的侧向力最大,其稳定性相对最差;逆时针布齿模式下钻头的钻压最大,其攻击性相对较差,并且钻头的破岩效率最低。上述研究成果能够为指导PDC钻头切削齿的周向布齿设计提供理论依据。建议今后加强“多级力平衡”周向布齿模式下切削齿载荷沿钻头径向分布规律方面的研究,以指导防涡稳定PDC钻头的优化设计。      

漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验

基于煤矿井下陷落柱、小断层等地质异常体精确探查对漏失地层近水平孔取心钻进的迫切需要,采用双壁水力反循环连续取心技术进行井下地质异常体探查,分析其技术原理及特点,研制配套的ø89/42 mm双壁取心钻杆和反循环取心钻头,并在某地面矿山进行功能性试验,共施工完成3个近水平取心钻孔,单孔最高取心率为83.6%,最大回次进尺69 m,平均钻进效率为3.61~6.26 m/h。针对漏失地层冲洗液漏失严重的问题,提出双壁取心钻具的结构改进优化方案,采用改进后的取心钻具岩心上返通道返水流量和流速大幅提升,最后指出该套反循环取心施工中出现的钻孔环空排渣及岩心卡堵问题并提出了针对性的解决方案,包括采用正反循环排渣法解决钻孔环空排渣问题和采用中心通道打水解卡方法解决岩心卡堵问题。试验表明:该套双壁取心钻具满足煤矿井下地质异常体探查的施工需要,为煤矿井下地质异常体探查提供新的技术途径。      

倾角曲率属性在煤层巷道识别中的应用

煤炭智能精准开采需要构建高精度三维地质透明化模型,巷道资料动态融入地震资料解释为模型提供数据支撑。通过建立巷道地质模型进行正演模拟,分析巷道引起的地震特征差异。基于曲率属性原理,并将多种地震曲率属性分析技术应用于地震资料解释,指导实际数据中巷道识别。选取CJT煤田2号煤层作为研究对象,三维地震勘探得到高品质的地震数据体和多种属性体作为基础数据。分析发现倾角曲率属性沿层切片可以完整刻画巷道异常特征,所示巷道位置准确、边界清晰,具有较高的精度。研究表明,利用地震倾角曲率属性技术识别巷道的可行性和有效性,为检测和识别一些未知巷道提供参考依据,为煤炭精准开采提供地质保障。      

基于地质建模的保德Ⅰ单元煤层气井产能响应特征

煤层气资源条件及储层物性特征是煤层气勘探开发的基础,开展煤层气藏地质建模,厘清煤储层在空间上的展布特征,解释单井产能差异,可为煤层气选区、布井提供理论依据。以山西保德Ⅰ单元为研究对象,基于煤心含气量实测数据和试井渗透率测试,采用支持向量机算法（SVM）和变形F-S渗透率计算公式建立研究区含气量和渗透率反演模型,完成162口煤层气井含气量和渗透率测井数据的分析。进一步采用随机建模方法建立研究区含气量和渗透率模型,由模型计算结果表明:4+5号煤层的含气量为2.0~5.2 m3/t,平均3.3 m3/t,8+9号煤层含气量为2.4~9.2 m3/t,平均5.1 m3/t;4+5号煤层渗透率为（0.8~9.8）×10-3 μm2,平均6.1×10-3 μm2,8+9号煤层渗透率为（2.8~11）×10-3 μm2,平均7.3×10-3 μm2;保德Ⅰ单元总体表现为低含气量、高渗透率的煤层气藏开发单元。基于建立的地质模型,进一步分析研究区煤层气储层等效含气量、资源丰度、含气饱和度等平面展布规律,对比分析2口典型井（B1-X1和B1-X2）的地质条件,发现B1-X1井各项参数均优于B1-X2井。从过井剖面和生产曲线可以看出,影响两井产能差异的因素主要包括资源条件和储层物性条件,其中后者起决定性作用,B1-X1井条件明显优于B1-X2井。综合分析可以得出,渗透率差异是影响煤层气开采的关键参数,而煤层气资源丰度和吸附饱和度是评价煤层气井维持高产和长时间稳产的重要因素,煤层气开发前需查明煤储层主要地质条件和物性参数,为煤层气开发工程设计提供依据。      

侏儒蛤潜沙行为研究

侏儒蛤(Mulinia lateralis)是一种小型的双壳埋栖贝类,具有生长迅速、繁育周期短的特点,被称为软体动物研究的模式生物。潜沙行为是埋栖贝类的重要生存策略,潜沙后贝类躯体立于底质中,在底质表面形成水孔,用于海水交换,完成呼吸和摄食。为了建立侏儒蛤室内养殖系统,有必要对侏儒蛤的潜沙行为进行深入了解。在实验室条件下,我们观察了侏儒蛤潜沙行为的主要过程,比较了不同规格和月龄侏儒蛤的潜沙能力,分析了高温、低盐和高盐胁迫对侏儒蛤潜沙行为的影响。研究发现侏儒蛤的潜沙过程主要分为潜沙准备、伸出水管和斧足、斧足潜入、竖壳、潜沙和潜沙完成6个步骤。随着规格和月龄的增长,侏儒蛤潜沙能力逐渐减弱,主要表现为潜沙率下降和潜沙所需时间的延长。高温也产生了类似的影响,并且随着高温胁迫时间的增加,其受到的影响愈加严重。低盐和高盐条件均影响侏儒蛤的潜沙行为,但是随着盐度胁迫时间的增加,其受到的影响逐渐减弱,暗示侏儒蛤对盐度的变化具有较高的适应能力。本研究扩展了对侏儒蛤潜沙行为的认识,对开展侏儒蛤行为适应性研究以及建立侏儒蛤室内养殖系统具有重要意义。     

背景色对红螯螯虾生长、存活、体色及栖息行为的影响

本研究通过设置5种不同背景色（白色、红色、绿色、蓝色、黑色）,以探究背景色差异对红螯螯虾（Cherax quadricarinatus）生长、存活、体色及栖息行为的影响。结果表明养殖56 d后黑色背景色组红螯螯虾体重增长量、特定生长率和成活率最高,分别为32.66 g、1.74%和76.4%,其次为绿色、蓝色和红色背景色组,白色组最差（P<0.05）;黑色和红色背景色红螯螯虾饵料系数最小（3.73~3.80）;黑色背景色条件下红螯螯虾体色偏蓝,ImageJ分析表明,黑色背景色组虾壳RGB值中R和G值显著低于其他各组,黑色背景色虾壳虾青素含20.23 mg/kg,亦显著低于其他各组（69.34~82.15 mg/kg）（P<0.05）;黑色背景色条件下红螯螯虾分布于遮蔽物外的几率显著高于其他各组（P<0.05）。综上所述,背景色能够影响红螯螯虾生长存活、体色及行为分布,养殖中采用黑色作为背景色能够显著提高红螯螯虾生长存活,改善虾体颜色。     

山区农户双重风险感知对搬迁意愿和搬迁行为的影响

以受汶川“5.12”地震和“7.10”特大山洪泥石流灾害严重影响的汶川县原草坡乡为例,从农户风险感知现状出发,考察风险感知对搬迁意愿和搬迁行为的不同影响。研究结果表明：农户对自然灾害风险感知越强、对搬迁安置风险感知越弱,其搬迁意愿越强;较高的自然灾害风险感知会提高农户搬离灾害隐患点或风险区的概率,较强的搬迁安置风险感知会降低农户全家搬迁的可能性;搬迁安置风险感知对未搬迁和部分搬迁农户的影响程度超过自然灾害风险感知的影响。基于汶川县原草坡乡的实证研究,提出避灾搬迁安置决策中的“双重风险感知”假说。     

基于地理杂志阅读与手机软件应用的地理假期作业实施与反思

许多高中生的假期是用来打“题海战役”的,面对海量的作业学生很难提起精神,能认真完成作业的学生少之又少。设计怎样的假期作业既能吸引学生又能提高学生地理核心素养是教师需要做的功课。笔者借助杂志与手机软件设计了两项地理假期作业,以供同行探讨。     

雨养农业区农户的气候变化适应行为及影响因素路径分析

厘清农户的气候变化适应行为类型以及农户属性、气候变化感知对适应行为的影响机制,对于制定合适的适应政策至关重要。论文将适应行为分为技术性行为、经济性行为和迁移性行为3类,并构建了以气候变化感知为中介变量的“属性-感知-适应”多变量路径分析模型,在对农户属性对适应行为的影响进行多元方差分析的基础上探讨了变量间的影响路径。结果表明：① 农户适应气候变化会优先选择技术性行为,其次是经济性行为,选择迁移性行为的农户最少;② 农户属性对适应行为的影响具有显著差异;③ 根据中介变量的中介效应,将多变量路径分析模型分解为3类：完全中介模型、部分中介模型和无中介模型。通过分析以上3种模型可以发现,农户属性对适应行为既有通过中介变量产生的间接影响,也有不通过中介变量产生的直接影响,说明适应行为的选择并不仅仅依赖于气候变化感知,农户属性对于适应行为的选择也是一个重要的直接影响因素。最后针对提高农户应对气候变化的能力提出了相关政策建议。