煤炭绿色开发地质保障体系的构建

为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平,基于分布式光纤监测和布里渊光学时域分析技术(BOTDA),以山西某矿为工程背景,开展了不同粒径配比下的钻孔堵孔模拟实验;构建了试验矿井堵孔率计算数学模型,揭示了钻孔变形塌孔发育规律,提出了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测现场实施技术工艺,并通过现场试验对技术工艺的可行性和准确性进行了验证。结果表明：(1)光纤耦合体应变、模拟煤样堆积质量与钻孔变形塌孔间具有线性关系,随质量增加应变变化趋势相近,呈“陡−缓−陡”三阶段变化。通过分段拟合构建了适用于试验矿井的钻孔堵孔率计算数学模型。(2)通过误差分析,发现随着应变增加最大绝对误差先变大后变小再变大,中期最大绝对误差为19.48 %,后期完全堵孔状态下的质量极值越接近不同配比煤样的平均质量极值误差越小。(3)基于上述数学模型解算,揭示了模拟堵孔过程中煤块首先在钻孔底部呈“凸”状堆积,随后滑向两侧,最后又在顶部聚集的塌孔演化规律,以应变值0、45.95×10⁻⁶、72.19×10⁻⁶为临界值区分塌孔前、中、后期,构建了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测技术。通过现场应变监测结果分析,发现在孔周应力、扰动等因素作用下,失稳孔段孔周裂隙更易发育,塌孔程度随时间加剧。结合钻孔沿程堵孔率计算结果,对钻孔沿程变形塌孔情况进行了判断,对比钻孔窥视图可得,该精准监测技术判断结果基本符合实际观测情况。提出的以分布式光纤耦合体和BOTDA技术为基础的钻孔精准监测技术工艺可行、可靠,可为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平提供参考。

     

水泥—水玻璃在房屋增层地基加固工程中的应用

当前加层房屋日益增多,其地基加固处理的方法很多。在确定加固方法之前,需对旧楼地基基础及结构进行验算,包括桩端持力层的强度,桩的容许承载力,桩基础沉降等。水泥-水玻璃双液化学灌浆法首次用于房屋增层地基加固,该方法具有可灌性高(K=10^-6cm/s)、凝胶时间快(15~120 s)、强度较高(5~20 MPa)等诸多材料特性,可满足新增的上部结构荷载对地基的新要求。文章还介绍了一个工程实例     

受控定向钻进技术在福建马坑矿区的应用

重点介绍了福建马坑矿区ZK8321分支孔受控定向钻进技术。施工中运用了国内先进的螺杆钻造斜技术及光纤陀螺测量定向技术,避开上部复杂孔段（松散破碎层、溶洞地层、采空区等）及对勘探工作的影响,达到了施工目的;总结了施工技术难点与措施,分析了施工技术效果,积累了宝贵的施工经验。     

Geochemical stability of fine-grained silicic Holocene tephra in Iceland and Scotland

This paper tests two assumptions fundamental to the use of fine-grained silicic tephras from Iceland for creating chronological frameworks in northwest Europe. It is shown firstly, that glass shards can retain their overall chemical integrity on at least a four millennial time-scale in contrasting depositional environments in Iceland and Scotland, and secondly, that an acid digestion process, the most practical method for extracting tephra from peat, does not significantly bias the results of major element analysis by electron microprobe. The implication is that there is great potential and an appropriate method for developing both the resolution and the spatial coverage of chronologies based on silicic Icelandic tephras in northwest Europe.     

光纤传感的后起之秀——分布式传感

随着对光纤中非线性效应研究的不断深入,光纤分布式传感器得到了广泛的研究和应用.本文介绍了光纤传感的应用领域,综述了基于布里渊散射、拉曼散射及瑞利散射3种散射光实现不同类型光纤分布式传感的原理,最后从光纤分布式传感优势方面对其未来发展方向进行了展望.     

石棉纤维粉煤灰水泥加固软土试验研究

为研究石棉纤维加固软土的效果和机理,改善水泥土的脆性破坏特点,提出将石棉纤维的物理加筋作用与水泥、粉煤灰的化学加固作用相结合,通过对不同纤维掺量(0%~9%)的石棉纤维粉煤水泥复合土进行直剪试验、无侧限抗压强度试验、劈裂试验、扫描电镜试验,进而对石棉纤维加筋水泥土的强度性质和影响机理进行探讨。研究表明,石棉纤维配合水泥与粉煤灰能显著提高软土的强度和稳定性,改善水泥土的破坏形式。水泥粉煤灰配比一定时,石棉纤维增强水泥复合土各强度指标值存在最优掺量,纤维添加量在3%~6%之间,石棉纤维的加筋效果在水泥土中能得到很好的发挥,超过最优掺量则会降低复合土的强度值。     

光纤时间传输及相位补偿

介绍了国外几种利用光纤进行时间频率传递的方法和经验.对无补偿光纤时间频率传递方法、双向时间频率传递方法、光学机械温度补偿方法及电子共轭相位补偿方法作了较详细的描述.光纤时延主要随温度而变化,在200 km以内,时延的日变化为几纳秒,月变化为十几纳秒.在50 km内利用光纤传输100 MHz频率信号时,在不补偿情况下频率稳定度为: 3×10-14/s,1×10-15/d;光学补偿后的频率稳定度可达到1.5×10-14/s,1×10-17/d.电子共轭相位补偿后,温度变化20℃引起的相位变化降低了45倍.光纤传输对短期频率稳定度影响较小,对日及更长期的频率稳定度影响较大.     

木质素纤维红黏土强度及变形特性试验研究

利用工业废料改良土体性能不仅具有实用价值而且能够保护环境。采用室内土工试验及SEM试验,针对木质素纤维加筋红黏土的效果,以及木质素纤维掺量对红黏土强度及变形特性的影响规律和作用机理进行研究。试验结果表明:木质素红粘土压缩模量随着纤维掺量的增加先增加后减小,2%纤维掺量时,模量最高;不同木质素掺量红粘土的内摩擦角基本保持不变;红黏土黏聚力随木质素掺量的增加先减小后增大再减小。2%是纤维最优掺量,土体黏聚力出现最大值;在三轴实验中,加筋红黏土试样均发生鼓胀变形,没有明显的破裂面,具有典型的应变硬化特征。研究结果表明木质素纤维能一定程度提高红粘土的强度,提升红粘土的工程应用价值。      

利用液态磷渣制备乳浊玻璃

为实现炼磷排放的高温液态磷渣的热能、物质的同步回收利用, 并消除其环境污染问题, 通过现场试验, 以高温液态磷渣为主要原料, 直接与16.5%的石英粉和8.5%的高岭土热配合, 再经1450℃熔炼、浇铸成型和850℃乳化热处理, 制得了乳浊玻璃板材.磷渣乳浊玻璃的抗折强度为43.68MPa, 耐酸性为0.51%, 耐碱性为0.04%, 能满足建筑装饰材料的质量要求.ESEM、XRD和EDS分析结果共同表明, 母玻璃的乳浊机理在于主体玻璃中析出了富Ca元素的粒径为0.1~0.4μm的非晶质球形颗粒.由于高温液态磷渣掺量高达75%, 改性剂掺量低且成本低廉, 生产线易于配置, 本研究具有较高的工业化生产可行性、较佳的经济效益和应用前景.      

核爆炸玻璃、撞击玻璃和玻璃陨石源岩

本文根据核爆炸岩石熔融玻璃的地球化学研究结果,与超速陨石撞击坑的熔岩进行比较,获得在远离热力学平衡条件下,各种玻璃和熔岩在化学成分上分布十分均匀的重要结论。岩石玻璃和熔岩是由基岩各组成岩石按一定比例混合熔融形成的。它们的主量元素和痕量元素丰度受基岩元素背景值制约。文中根据熔体和靶岩的化学成分,计算了熔岩各组成岩石的百分比。玻璃陨石是地壳岩石受撞击熔融形成的。同一撒布区的玻璃陨石化学成分相近,说明起源于同一源坑;而玻璃陨石化学成分的不同,则说明母岩组成分量的差异。因此,文中通过模拟计算,得出各玻璃陨石的组成源岩。澳大利亚撒布区的玻璃陨石,Al₂O₃,K₂O 和Na₂O 与 SiO₂及 K₂O/Na₂O 比值不完全相同,说明澳大利亚撒布区存在着几个不同的源岩和源坑,至少有印支、爪哇、菲律宾和澳大利亚四个相应撞击坑。