注浆改造厚含水砂层提高开采上限技术及应用

为了实现在厚松散含水砂层下留设防塌煤(岩)柱以提高开采上限,研究厚含水砂层区域注浆改造技术。以安徽淮北五沟煤矿1010-1工作面第四含水层(简称四含)下提高上限开采为目标,通过理论计算、注浆材料配比实验和原位注浆试验,对改造范围和层位、注浆材料的适用性、不同深度的浆液配比、钻孔布置方式和注浆方法进行分析,并通过取心测试、水文地质试验和井下钻孔验证对注浆效果进行检验。结果表明：五沟煤矿四含改造区域松散含水砂层底部无黏土,且在有含水风化基岩条件下,提高上限开采需同时注浆改造松散砂层和风化基岩;粉煤灰–水泥浆较石膏–水泥浆具有更好的体积稳定性,粉煤灰掺量20%～50%的粉煤灰–水泥浆结石率大于98%,且有较稳定的凝结强度,能够满足砂层劈裂注浆的需求,风化基岩采用纯水泥浆或10%以内掺量的粉煤灰–水泥浆,基岩之上2倍采高的砂层注入10%～20%掺量的粉煤灰–水泥浆改造后充当保护层,上部采用20%～50%掺量的粉煤灰–水泥浆进行充填压密,粉煤灰掺量随注浆深度递减;注浆终压可在最浅部砂层注浆劈裂压力的基础上,按地层压力和孔隙水压力梯度0.3 MPa/10 m增加;泄压诱导注浆可有效控制浆液的劈裂扩...     

综合电法在南平市延平区洋后地区矿泉水勘查中的应用

本文介绍了应用联合剖面和电测深方法在南平市延平区洋后地区矿泉水勘查中推测可能含水断裂构造的具体应用。工区位于福建省西北部洋后镇境内,据野外踏勘部分泉水点水质质量基本达到饮用矿泉水标准,区内断裂构造较为发育(F₁～F₄,其中F₄为遥感解译断层),断裂(构造)、基岩裂隙富水性较好,具备寻找优质天然饮用矿泉水的巨大潜力。为改善当地居民用水条件,振兴乡村经济,在工区开展了包括物探勘查在内的饮用天然矿泉水调查评价工作。基于工区地质环境背景与水文地质条件,在重点区域开展了3条联合剖面(L₁、L₂、L₃)测量进行断裂构造的快速识别,继而对联合剖面重点异常位置布设2条电测深剖面以进行异常验证与综合研究。根据综合电法的异常特征,推测了2条北西向断裂构造F₅、F₆,为下一步钻探工作提供了具体方向。研究结果表明：联合剖面结合测深在南平市延平区洋后地区矿泉水勘查中可以有效减少单一物探方法的多解性和误判性,有利于提高对断裂构造识别的精准性...     

北祁连造山带红石泉岩体地球化学特征及其构造意义

红石泉岩体地处北祁连造山带的龙首山成矿带西南缘,区内发育伟晶岩型铀矿床。本文对红石泉岩体进行岩相学、岩石地球化学研究,探讨其岩石成因、岩浆来源,厘定其构造环境。元素地球化学结果显示：岩体具中硅、富铝,富钠特征,为准铝质高钾碱性正长岩系列。在微量元素图解中,样品富集Rb、U、K、Nd等元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti及元素P等;在稀土元素球粒陨石标准化图解中,样品富集轻稀土,轻重稀土分馏明显,Eu显示正异常。样品显示高的Zr+Nb+Ce+Y的值,属A型花岗岩。结合其元素地球化学特征及区域内岩浆岩的演化,厘定岩体为祁连板块与阿拉善板块碰撞后拉张环境下,壳源岩浆与幔源岩浆混合形成。     

海南岛抱伦金矿床双峰式侵入杂岩地球化学特征及对金成矿作用的启示

位于海南岛西南部的抱伦金矿产于尖峰岩体外接触带,与辉绿岩脉密切伴生,这些侵入岩蕴含了金矿成矿作用与岩浆活动-构造演化-成矿体系关系的重要信息。文章报道了对抱伦尖峰花岗岩和辉绿岩开展岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sm-Nd同位素地球化学研究的成果。本次工作获得了尖峰花岗岩的LA-ICP-MS方法锆石U-Pb年龄为(234.9±2.8)Ma,与辉绿岩构成双峰式侵入杂岩组合。辉绿岩属亚碱性玄武岩系列,相对富集Th、Nb、Ta等强不相容元素,无Nb、Ta、Ti亏损,显示与富集洋中脊玄武岩(E-MORB)相似的地球化学特征,其ε_Nd(t)值为4.11,指示了亏损的源区性质;尖峰花岗岩属高钾钙碱性岩系的铝质A型花岗岩,相对富集K、Rb、Th、Ce等元素,相对亏损Sr、Ba、Nb、Ta、P、Ti等元素,其ε_Nd(t)值为-7.61～-7.80,指示了再循环地壳源区。抱伦辉绿岩为交代型地幔降压熔融的产物,而尖峰花岗岩起源于中元古界泥质和杂砂岩地壳源岩于低压、高温环境下的部分熔融,该双峰式侵入杂岩与金成矿作用形成于造山后伸展-减薄构造背景。双峰式侵入杂岩的...     

北秦岭二郎坪群抱树坪组沉积时代与构造环境

二郎坪群抱树坪组作为北秦岭早古生代重要的沉积记录,其研究程度较低。本文通过对抱树坪组内火山岩夹层和花岗斑岩脉进行岩石学、地球化学和锆石U- Pb测年研究,旨在进一步确定其沉积时代与构造环境。研究结果表明：豫西夏馆地区抱树坪组火山岩夹层已变质为（黑云）阳起钠长片岩,常与黑云石英片岩呈“互层状”产出;岩石原岩为安山质凝灰岩,具有相对低的SiO2（52. 56%~62. 04%）、较高的Al2O3（10. 70%~18. 55%）、低的MgO（4. 06%~6. 21%）和FeOT/MgO（1. 23~1. 81）,富集轻稀土元素和大离子亲石元素Rb、Th、U、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具镁安山质岩石的特点;结合地球化学特征及前人研究认为,抱树坪组可能形成于活动陆缘弧后盆地。获得黑云阳起钠长片岩原岩的结晶锆石U- Pb年龄为446. 0±1. 7 Ma,以及侵入其中花岗斑岩脉的成岩年龄为430. 0±3. 0 Ma,首次将抱树坪组的形成时代准确地限定为晚奥陶世至早志留世。综合区域研究成果认为,小寨组和抱树坪组在地层层序和地层时代上符合广义二郎坪群的划分方案,但大庙组、火神庙组及由小寨组和抱树坪组构成的整体三者在形成时代上表现为近于同时性,在空间上主体呈现近平行关系,可能主体属时代大体相当的不同沉积环境的产物;在大地构造属性方面,认为二郎坪群是在约470 Ma之前由于商丹洋向北俯冲而形成的火山岛弧,在470~436 Ma转化为弧后盆地,至约430 Ma之前最终完成消减闭合。     

Thermal doming-extension metallogenic system of Jiaodong type gold depositsSCIEI北大核心CSCD

胶东型金矿具有独特的成矿特征和成因机制,不同于国际已知金矿类型。为了深化认识控制矿床形成、变化和保存的地质要素及成矿过程,本文综合分析了胶东半岛晚中生代岩浆作用、构造活动和成矿特征及其构造背景,提出该区深部岩浆活动与地壳快速隆升及浅部变质核杂岩、张性断层、断陷盆地等伸展构造,共同控制了以Au为主的矿床成矿系列及成矿演化过程,谓之热隆-伸展成矿系统。阐明了晚中生代岩浆演化过程中的元素变化规律,发现了金矿化蚀变带中的低Ba、Sr含量异常及早白垩世胶东地壳中金丰度的显著变化,揭示了壳幔物质混合和伟德山型花岗岩岩浆活动对金成矿的贡献。认为这一成矿系统形成于古太平洋板块俯冲后撤的后俯冲伸展环境,由于软流圈上涌导致岩石圈地幔性质由富集向亏损转化,从而引起岩浆岩地球化学特征变化,地球化学元素重新调整,幔源含金流体与由重熔下地壳析出的壳源含金流体混合形成富金流体库,并产生贫金花岗岩。大规模岩浆活动为成矿元素的活化、迁移提供了热动力条件,上地壳伸展产生的断裂构造则为成矿元素聚集提供了良好空间。热隆-伸展成矿系统是中国东部晚中生代重要的成矿系统。     

龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价

龙门县石灰岩储量丰富,是广东省最大水泥生产基地之一。采石产业带动当地经济快速发展的同时产生了一系列环境地质问题。某石灰岩采石场前期对矿区环境地质条件研究程度不足,在开采过程中意外揭穿断裂F1控制的岩溶导水裂隙带,北侧地下水向采坑排泄,涌水量约3 000 m3 ? d-1。随着地下水位的下降,矿区北部陆续产生17处岩溶塌陷,引起多座房屋开裂,对当地居民的生产生活安全造成威胁。文章基于地面岩溶水文地质调查,运用地球物理勘探和钻探等方法,探明该区域地下岩溶发育分布特征,制定帷幕止水方案,并采用综合检测方法（高密度电阻率法、钻孔抽芯、压水试验和地下水位动态监测）对帷幕的注浆效果进行评价。帷幕两侧地下水位动态监测可以综合反映止水效果及其随时间的变化,建议保留监测设备,继续做好监测工作。检测结果表明,浆液基本完成对帷幕轴线方向上溶洞、岩溶管道、裂隙的填充,帷幕两侧形成稳定的水位差,涌水点的流量明显减小,帷幕的止水效果显著。      

岩溶基底隧道拱顶沉陷三段四层关键技术研究

为有效治理岩溶基底城市隧道拱顶地层沉陷地质灾害,在充分探明沉陷区水文地质、工程地质特征的基础上,提出了“三段四层控制技术”,将治理区划分为沉陷区重点加固段、影响区次重点加固段和超前加固段;再根据治理深度和治理顺序进一步把沉陷区重点加固段分为顶部阻浆层、拱顶止浆垫层、拱顶加固层和中间加固层,研究了每段、每层注浆加固机理、浆液类型选择和控制注浆参数。研究成果表明,采用孔内复合止浆技术满足不同深度地层分段注浆为主、垂直孔和定向斜孔相结合,充填注浆、劈裂-挤密注浆相结合,以速凝浆液为主、单液水泥浆为辅,严格控制安全注浆参数,是“三段四层控制技术”安全有效注浆的技术关键,该技术方案在岩溶基底城市隧道拱顶地层沉陷地质灾害治理方面,取得了较好的注浆加固效果,有良好的推广应用价值。      

南海后扩张期大陆边缘闭合过程及成因机制

南海是西太平洋海域最大的边缘海,然而南海扩张终结后动力学过程研究仍较为薄弱.通过构造变革界面识别、褶皱冲断带沉积记录等方面的系统研究,揭示南海南部和东部陆缘在南海后扩张期的演化历程.研究表明南海南部和东部边缘经历了多个微板块从俯冲到碰撞的演变历程,形成了陆-陆碰撞、弧-陆碰撞、洋-弧俯冲等多个特征迥异的板块边界.南海南部陆缘属于古南海俯冲拖曳构造区,婆罗洲西北沙捞越-曾母地块率先碰撞,随后经历了婆罗洲东北沙巴-南沙地块碰撞、西南巴拉望-卡加延岛弧碰撞.南部多个微板块碰撞导致古南海呈剪刀式从西向东逐渐关闭和消亡,总体形成了以微地块碰撞、深海槽发育和造山带前缘巨厚沉积充填为特色的碰撞陆缘.东部陆缘属于菲律宾海俯冲-碰撞构造区,南海东部洋壳自中新世开始向菲律宾海板块俯冲,弧-陆碰撞仅局限于东部陆缘南北两端.澳洲-印度板块、菲律宾海板块与欧亚板块相互作用控制了南海边缘海闭合过程,南海正在进行的关闭过程主要集中在东缘和南缘,东缘呈现了以南海洋壳消亡为特征的闭合过程,而南缘则呈现以微陆块碰撞为特征的古南海闭合过程.显然,南部后扩张期陆缘演变可为边缘海闭合过程研究提供极佳的范例,同时对我国海洋权益保护和南海大陆边缘动力学研究具有重要意义.      

煤巷弱胶结顶板稳定性分析与变形控制技术

煤层顶板为弱胶结岩体时稳定性差,常在煤炭回采过程中或巷道掘进时发生大变形或失稳等现象,维护难度较大。针对煤巷弱胶结粉砂岩顶板力学特征与变形控制等问题,以广西林场煤矿煤巷弱胶结粉砂岩顶板支护工程为工程背景,采用现场调研、实验室试验、理论分析等方法进行研究。通过现场调研,发现研究巷道有顶板岩层自承能力差、受水环境影响、支护结构失效率高、底板受水影响底鼓量大、受采动影响等特征;顶板岩石点荷载试验表明,其单轴抗压强度仅为1.9～ 2.3 MPa,采用电镜扫描发现,弱胶结粉砂岩以粗粒矿物为骨架;在普氏理论的基础上,推导了巷道顶板和两帮承压极限表达式,提出了提高巷道围岩整体强度和承载能力、确定合理的锚杆支护参数、顶板设计锚索加强支护等弱胶结巷道围岩控制要点。依据试验分析与理论研究成果,提出了以注浆加固为基础,锚杆和锚索联合支护的控制方案,并在林场煤矿进行了工业性试验。现场监测数据表明,设计的支护方案可以有效地控制煤巷弱胶结粉砂岩顶板变形。