工业开采诱发地震的应力降研究现状和主要科学议题

诱发地震及其灾害风险已成为非常规油气资源开发和废水回注等新型工业活动顺利实施的重要威胁。应力降是反映地震破裂前后断层上平均应力差的物理量,对诱发地震中应力降的系统研究有助于揭示诱发地震的震源特征、高频地震动特征、构造背景和地震危险性。本文系统地总结了近20年来工业开采诱发地震中应力降的相关研究进展,分别从计算所用理论方法、获得的平均应力降数值、影响应力降数值的主客观因素、围绕应力降的重要科学讨论等方面做了归纳分析。介绍了直接进行谱拟合、经验格林函数(EGF)、谱叠加和广义反演3种适用性的计算方法,通过案例考察了工业开采诱发地震的应力降平均值,分析影响应力降测定数值的主客观因素,并总结应力降空间分布依赖性、与震源机制类型相依性、自相似性、深度依赖性等4个主要科学问题。同时,阐述了诱发地震应力降的测定可靠性仍未突破、主要科学问题存在广泛争议、在新型工业开采活动中具有重要应用潜力等现状。本文的总结分析可为从事新型能源开发、地震安全监管和科学研究领域的企业、管理人员和科学研究人员提供参考。     

渭北旱塬典型矿区水土流失现状及治理经验探讨

西卓煤矿位于陕西省渭北石炭二叠纪煤田澄合矿区中深部,地处陕西省合阳县,矿区的建设和生产对当地的水土保持产生严重影响,本文针对合阳县整个县区水土流失概况和矿区水土流失现状及类型进行分析,通过对矿区地表物质组成、地貌、植被、土地利用现状、水土保持措施实施现状等土壤侵蚀环境背景的综合分析,发现矿区内水土流失类型以水力侵蚀为主。在治理过程中采用工程措施、植物措施和临时防护措施相结合的方法,对减轻人为水土流失,改善区域生态环境,促进当地经济发展产生了显著效果,对同类矿区在水土保持治理工作提供治理经验。     

基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具设计

钻孔水力开采技术具有建矿周期短、环保、采矿费用低、工作深度大等优势,在我国贫矿、深部矿等资源的开发利用方面,有广阔的应用前景。本文总结了传统水力开采钻具的工作特点,分析了固定式喷嘴对开采效率的影响,介绍了本课题组的研究成果,并在此基础上研制了具有自主知识产权的基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具,该钻具实现了水力喷射装置的伸缩运动,实现了靶距的可控调节,从而增加了单孔采矿区域,提高了开采效率。     

基于ArcGIS的流域水文特征分析方法研究

随着GIS技术的不断发展和DEM的广泛应用,基于DEM的流域水文特征分析研究受到越来越多的关注。目前,基于格网DEM的水流方向算法,会因为地形的局限,无法准确地进行模拟分流,水流方向也不符合实际流向。本文分析了几种基于DEM的水流方向算法,以格网点为中心建立3×3窗口的局部趋势面,计算出研究区内的曲率,分析区域内的水流聚合度和发散性随着曲率的变化情况,最后根据水流方向算法提取河网。     

基于ArcSWAT的漓江流域河网水系自动提取对比研究

流域水系提取是山洪预报、分布式水文模拟等研究的基础和关键。基于SRTM_V4 DEM和ASTER GDEM两种数字高程数据,运用ArcSWAT对漓江流域水系进行提取,用河网套合差方式对提取结果进行评价。结果表明,通过引入该地区矢量图层进行胁迫的方法所提取的河网水系精度最高;在无辅助信息胁迫条件下SRTM_V4 DEM数据对地形的表达比较准确,但通过修正后的ASTER GDEM数据更适用于流域水系提取。     

基于遗传多目标优化的人工河网自动选取模型

针对人工河网难于结构化综合的问题,引入路径系统模型组织人工河网数据,并在形态上对沟渠进行分级、分类。建立基于遗传多目标优化的人工河网自动选取模型,并对模型建立中的几个关键问题进行讨论,给出影响模型选取的三个关键因素,即人工水网选取总量、沟渠最小间距指标、初始化选取中加入少量"骨架"沟渠。选取过程采取分层次进行的办法。首先运用知识规则进行初始化选取,剩下的待选沟渠采用遗传算法进行结构化选取。实验结果表明模型既顾及沟渠的质量特征,同时很好地保持人工河网的图形分布特征。模型能够适用于多种类型的人工河网,具备一定的智能化水平。     

井群树状管网输水水力调节方式研究

在井群取水工程中,普遍存在各井泵和管网的匹配问题。通过对井群树状管网的运行分析,得出井群树状管网输水进行水力调节是必须的环节。经过对管网调节示例的研究,认为最适宜井群管网的调节方式是自动化控制调节,它可实施各种工况调节,以满足实际运行管理的需要。     

基于水流阻力与图论的河网连通性评价

河网连通是区域防洪、供水和生态安全的重要基础。基于图论将河网概化为图模型,考虑不同类型河道输水能力差异,以河道水流阻力倒数表征水流通畅度,并以河道水流通畅度为权值,借助ArcGIS平台建立河网图模型加权邻接矩阵,再利用MATLAB工具进行顶点水流通畅度计算和河网连通度分析,从而实现对河网连通性的定量化分析。以太湖流域嘉兴平原河网为例,进行河道疏浚前后的河网连通程度定量评价,结果表明河道疏浚后河网连通度明显增加。     

微地震监测技术在水平井压裂中的应用

用微地震法在油田生产波及区对生产动态进行实时监测,是目前国内外广泛关注的前沿课题。文中论述了产生微地震事件的力学机理、微地震监测原理及方法。利用微地震监测技术对泌阳凹陷BYHF1页岩水平井分段大型压裂过程实时监测,运用偶极子测井和VSP资料建立监测井区的初始速度模型,并通过射孔炮对其校正。在识别出有效微震事件的基础上,利用纵波和横波信息计算得到微地震事件的位置,通过可视化技术对压裂井区裂缝发育的方向、大小、空间分布进行了描述,监测结果与成像测井结果吻合良好。