基于瞬变电磁法的陇东煤矿采空区水文地质勘探技术研究

煤矿开采会破坏地层地质结构,造成采空区地表断裂、下沉塌陷等危害。为避免这一问题,需准确探测煤矿采空区水文地质,为此提出基于瞬变电磁法的煤矿采空区水文地质勘探技术。该方法以甘肃省陇东煤矿采空区水文地质为主,分别分析了甘肃省煤矿采空区的地形地貌、地层岩性、水文地质特征,根据分析结果估算瞬变电磁法在水文地质勘探时的最大勘探深度,确定瞬变电磁法的工作参数。依据勘探结果确定煤矿采空区水文地质的异常范围,以此实现煤矿采空区水文地质勘探研究。在实际应用中有效探测出了地层塌陷位置发生高阻半闭合异常现象,且除高压线外煤矿采空区其余位置的干扰电压较小。     

中国镓矿分布规律、成矿机制及找矿方向

金属镓资源是我国优势资源, 但随着国内外需求量不断增大, 我国金属镓的后备资源逐步短缺。本文系统搜集了我国富镓矿床研究和勘查成果资料, 初步总结了我国富镓矿的分布规律、成矿机制和找矿方向。研究认为, 我国镓矿主要伴生在铝土矿、煤矿和铅锌矿之中, 以铝土矿中伴生镓最为重要。依据不同成矿作用将我国具有工业价值的富镓矿床划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿、红土型铝土矿、煤矿床和碳酸盐岩型(MVT)铅锌矿等5种伴生镓矿床类型, 并总结了不同类型镓矿床的时空分布规律。时间上, 我国富镓矿床在元古宙、古生代、中生代和新生代均有发育, 以石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和第四纪为主。其中, 富镓铝土矿主要形成于石炭纪、二叠纪和第四纪, 以石炭纪最为重要; 富镓铅锌矿主要形成于震旦纪和寒武纪; 富镓煤矿主要形成于石炭纪和二叠纪。空间上, 我国富镓矿床主要分布在晋豫成矿区、右江成矿区、扬子陆块西南成矿区、川—滇—黔成矿带、湘西—鄂西成矿带、湘东—赣西成矿带和华北陆块北缘成矿区等7个区带中。不同类型富镓矿床的成矿机制不同, 一般在风化-沉积作用下形成富镓铝土矿, 镓与铝常以类质同象形式存在; 在生物化学沉积作用下形成富镓煤矿, 镓常以无机态、有机态和混合形式存在, 在我国多以无机态的形式赋存于勃姆石、硬水铝石等矿物中; 在热液作用下形成富镓铅锌矿, 镓可能以类质同象形式进入以闪锌矿为主的硫化矿物晶格中。根据不同镓矿的成矿作用、富集过程和地质背景, 建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型, 并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测, 提出了找矿方向和重点找矿区域, 其中以沉积型、堆积型铝土矿的找矿为主攻方向, 并可兼顾煤矿和铅锌矿等其他伴生镓矿床。     

基于水力层析法的某煤矿承压含水层叠加放水试验分析

水文地质参数是衡量含水层富水性的重要指标,其空间分布特征的准确推算,对于矿井突水灾害预报与防治具有积极意义。传统放水试验分析方法得到的是等效水文地质参数,不能准确刻画含水层的空间异质性。基于随时间变化的水头数据与水文地质参数的互相关分析,将水力层析法应用在陕西榆林柠条塔煤矿井下承压含水层叠加放水试验数据分析中,获得了研究区水文地质参数的空间分布特征。结果表明,工作面南北富水性差异大,涌水区位于强导水带上;从涌水区往北,导水系数和储水系数整体上逐渐减小;南部导水系数和储水系数均较大,属于富水异常区。研究表明,水力层析法是一种有效的非均质含水层参数识别的新技术,将井下放水视为针对含水层的刺激源,结合水头与水文地质参数的互相关分析,联合多个观测孔的水头响应数据,反演刻画研究区域的主要地质结构特征。在矿井水文地质条件分析中,预先采用水力层析法识别富水异常区域,可以有效降低突水事故风险。     

矿山水土污染与防治对策研究

矿山水土环境污染是采矿活动引发的主要环境地质问题之一。我国矿山数量众多,水土污染比较普遍,尤以金属矿山最为严重,矿山水土污染防治是今后开展国土空间生态保护修复的重要内容。基于全国矿山地质环境摸底调查成果资料,对矿业活动不同阶段的水土污染风险以及不同矿山的水土污染类型、特征和污染物迁移演化规律等进行了研究。分析指出:矿业活动过程包括勘探、建矿、开采、洗选、冶炼等多个阶段,而水土污染风险贯穿于矿业活动全过程,不同阶段的污染风险不同;矿产资源开发造成的水土污染物类型、特征因开采的矿产类型不同而不同,呈现出特征污染物与矿体母岩的高度相关性;矿山及其周边污染物的迁移作用受污染物自身的物理化学性质和外界环境条件的影响,在矿山长期持续开采条件下矿山水土污染物存在累积效应,而矿产资源集中开采区的污染物扩散表现出叠加效应。通过对某典型水土环境污染案例的分析研究,初步证实了上述推断。根据我国矿山水土环境污染多发性和复杂性的特点,建议今后开展矿山水土污染防治工作应区分不同类型矿山、不同地质环境条件、不同污染物特征、不同污染程度,采取分类施策、系统修复、标本兼治的对策,以实现矿山环境明显改善。     

钻探技术在矿山灾害事故应急救援中的应用

钻探作为一种有效的应急救援手段在矿山灾害事故应急救援工作中得到了应用。本文根据应用目标不同将应急救援钻孔分为生命保障孔、救生孔、排水孔、灭火孔、瓦斯抽放孔等。生命保障孔钻探技术、排水孔钻探技术、大口径救生孔钻探技术等3种典型的矿山灾害事故应急救援钻探技术在矿山灾害应急救援工作中得到成功应用,取得了不错的效果。加强矿山灾害事故应急救援钻探技术配套设备的研发和相关钻探工艺研究将有力促进矿山灾害事故应急救援的发展。     

温度和盐度对华贵栉孔扇贝免疫相关酶的联合效应

为研究温度和盐度对华贵栉孔扇贝免疫相关酶活力的联合效应,采用中心复合设计(CCD)和响应曲面分析法(RSM)进行试验,在实验室条件下研究了温度(19~31℃),盐度(22~38)对华贵栉孔扇贝酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、谷胱甘肽还原酶(GR)三种免疫相关酶活性的联合效应,旨在考察温度与盐度对ACP,AKP和GR活性的影响及华贵栉孔扇贝免疫水平较高时的最佳温度和盐度组合,为华贵栉孔扇贝人工养殖所需条件提供理论基础。结果表明:温度的一次效应和二次效应对ACP,AKP和GR活力影响显著(P0.05);盐度的一次效应和二次效应对ACP,AKP和GR的活力影响显著(P0.05);温度和盐度的交互作用对ACP,AKP和GR活力的影响显著(P0.05)。采用响应曲面法,建立了温度和盐度对华贵栉孔扇贝ACP,AKP和GR活性影响的模型方程,该模型方程决定系数分别为0.986 6,0.981 3和0.957 6(P0.01),预测系数分别为0.934 5,0.888 0和0.738 4,表明该模型可以用于预测华贵栉孔扇贝ACP,AKP和GR活力变化。通过模型优化和验证实验,得到在温度24.30℃、盐度30.55时,ACP和AKP活力达到最小值,分别为170.43,181.74U/mg,而GR活力最大为0.34U/mg,满意度达0.95。     

湖南宝山西部铅锌银矿床地质特征及找矿方向

宝山铅锌银矿是南岭成矿带中段黄沙坪—宝山矿田中的一个大型中低温热液裂隙充填交代型矿床。本文通过对宝山矿区的区域地质特征、区域地球物理、地球化学特征以及矿床地质特征的总结,剖析该矿床的控矿因素、矿体定位特征,认为该区的梓门桥组白云岩节理裂隙处、F5断裂中及F21断层破碎带往深部具有较好的找矿前景。     

新疆吉木萨尔县吉新煤矿水文地质类型划分探析

煤矿矿井水文地质类型划分是煤矿防治水方案至关重要的环节,该文以吉新煤矿为例,在分析矿井水文地质等诸多相关因素的前提下,遵循一定的评价标准与原则,最终划定矿井水文地质类型,对同类型矿山水文地质类型划分编制具有一定的参考价值。     

Open-pit mining geomorphic feature characterisation

Among the anthropogenic topographic signatures on Earth, open-pit mines are of great importance. Mining is of interest to geomorphologists and environmental researchers because of its implication in geomorphic hazards and processes. In addition, open-pit mines and quarries are considered the most dangerous industrial sector, with injuries and accidents occurring in numerous countries. Their fast, accurate and low-cost investigation, therefore, represents a challenge for the Earth science community. The purpose of this work is to characterise the open-pit mining features using high-resolution topography and a recently published landscape metric, the Slope Local Length of Auto-Correlation (SLLAC) (Sofia et al., 2014). As novel steps, aside from the correlation length, the terrace’s orientation is also calculated, and a simple empirical model to derive the percentage of artificial surfaces is tested. The research focuses on two main case studies of iron mines, both located in the Beijing district (P.R. China). The main topographic information (Digital Surface Models, DSMs) was derived using an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and the Structure from Motion (SfM) photogrammetric technique. The results underline the effectiveness of the adopted methodologies and survey techniques in the characterisation of the main mine’s geomorphic features. Thanks to the SLLAC, the terraced area given by open-cast/open-pit mining for iron extraction is automatically depicted, thus, allowing researchers to quickly estimate the surface covered by the open-pit. This information could be used as a starting point for future research (i) given the availability of multi-temporal surveys to track the changes in the extent of the mine; (ii) to relate the extent of the mines to the amount of processes in the area (e.g. pollution, erosion, etc.), and to (iii) combine the two points, and analyse the effects of the change related to changes in erosion. The analysis of the correlation length orientation also allows researchers to identify the terrace’s orientation and to understand the shape of the open-pit area. The tectonic environment and history, or inheritance, of a given slope can determine if and how it fails, and the orientation of the topographic surface or excavation face, with respect to geologic features, is of major significance. Therefore, the proposed approach can provide a basis for a large-scale and low-cost topographic survey for sustainable environmental planning and, for example, for the mitigation of environmental anthropogenic impacts due to mining.