特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究

大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通道微震监测、非接触式岩移实时监测、基于手持式GPS仪的地表开裂范围监测和基于全站仪的地表沉降与水平移动监测的多种综合地压监测手段,对上覆岩层崩落高度、上覆岩层下沉变形量、地表开裂范围和地表沉降与水平移动等进行了监测,通过两年的监测获取了大量的监测数据,经分析表明,采空区上覆岩层崩落高度约在+1 090⁺1 060 m,上覆岩层+1 090 m平巷内观测点累计沉降量为1 350 mm,地表开裂范围位于以岩移角为75°划定的地表岩移范围内,地表测点最大累计沉降与水平移动量为1 779与948 mm,上覆岩层与地表的变形移动活动处于稳定渐进可控的状态,目前不会发生上述地压地质灾害。     

不同压实度荆门弱膨胀土的一维膨胀-压缩特性

为探讨压实膨胀土的体变行为,以荆门弱膨胀土为研究对象,借助高压固结仪对6种制样压实度下的膨胀土试样进行了一维无荷载膨胀和含一次卸载-再加载循环的压缩试验。基于膨胀试验结果,构建了膨胀时程方程,通过参数分析,明确了方程参数的物理意义,并建议了膨胀时程曲线3阶段的划分方法。基于压缩试验结果,探讨了固结屈服应力、压缩指数Cc、回弹指数Cs、膨胀力与制样压实度、土体结构性、膨胀势、孔隙比的相关关系。试验结果及其分析表明,膨胀土体积变化是膨胀势与外部荷载、湿度变化的耦合作用结果,且具有强烈的水-力路径依赖性。     

温度对煤系泥岩力学特征影响的试验研究

利用RMT-150B岩石力学试验系统和GD-65/150高低温环境箱,对经历不同温度后煤系泥岩的力学特性进行试验研究,分析不同温度下煤系泥岩的应力-应变全过程曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、变形模量以及泊松比受温度的影响。研究结果表明,不同温度下泥岩的力学特性有差异。随温度的升高,其峰值应力、峰值应变有不同程度的降低,其峰值应力从25℃时的9.153 MPa下降到55℃时的8.271 MPa,降幅为9.6%;峰值应变从25℃时的11.002×10-3下降到55℃时的8.249×10-3,降幅达25.0%。弹性模量随温度的升高逐渐减小,变形模量随温度的升高而增大,泊松比随温度的升高逐渐减小,由此得到各参数变量随温度的变化关系。研究成果可为深井高温软岩巷道的围岩控制提供理论基础。     

高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合机制与数值实现

采用渗流力学、断裂力学理论结合Monte Carlo方法描述岩体裂纹的随机分布,研究高水压作用下岩体原生裂纹的变形和翼形裂纹的萌生、扩展、贯通的渗流-断裂耦合作用机制,建立高水压作用下岩体裂纹的渗流-断裂耦合数学模型,给出该数学模型的求解策略与方法,在Fortran95平台下开发高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合分析程序HWFSC.for。高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合体现在岩体裂纹网络和渗流初始条件都随渗流时步变化。对高压注水岩体裂纹扩展过程进行渗流-断裂耦合分析。结果表明,高压注水条件下,岩体裂纹扩展存在起动水压力,当水压力大于起动水压力时,裂纹尖端开始萌生翼形裂纹,随着裂纹水压力的增加,翼形裂纹扩展,进而与其他裂纹搭接贯通,停止扩展。渗流-断裂耦合分析考虑了裂纹动、静水压力对裂纹产生的法向扩张效应及翼形裂纹的扩展而形成新的渗流通道两方面的影响,连通裂纹数随渗流的发展而增加。岩体裂纹的渗流-断裂耦合分析,能较真实地再现岩体裂纹的水力劈裂现象,描述岩体裂纹的扩展、贯通过程及与之相耦合的渗流响应。     

福建省紫金山铜金矿床原生晕地球化学特征及深部找矿前景

通过系统采集紫金山铜金矿床4~11线共41个钻孔的岩矿样,绘制原生晕剖面图,建立垂向元素分带序列、矿体剥蚀程度准则,结合深部指示元素的特征,进行隐伏矿预测。该矿床金矿近矿晕为Au-Ag-Zn1,尾部晕为BiGa-Mo-Sn-Ti-Co-Ni-W1-V;铜矿前缘晕为Hg-Sb-As,近矿晕为Cu-Pb1-Zn2,尾部晕为Be-W2。矿体剥蚀程度评价表明,高硫型铜矿体往深部已尖灭。深部F-Mn-Pb2-Zn3的异常形态和元素组合符合典型斑岩矿床的外带特征,斑岩体延伸至矿床周边;深部的蚀变矿物组合、金属矿物组合、流体包裹体特征等均表明深部可能存在斑岩铜(钼)矿床。     

综合物化探方法在地质找矿“攻深找盲”中的应用

物化探找矿方法面临着新形势下复杂地质条件中找矿的新挑战,单一物化探分析方法很难具有说服力,综合各种地质信息和勘探方法显得尤为重要。笔者结合河南省某矿床的找矿实践,介绍了高精度磁测、X荧光土壤分析和EH4测深等物化探综合分析方法,在工作区内发现了与成矿有关的物化探异常,经查证与地表地质现象吻合较好,说明该综合物化探评价技术方法在该矿床的应用是成功的,显示了其快速、高效和精准的特点。     

地面高精度磁法在陕南西乡地区磁铁矿勘查中的应用

陕南西乡太山庙地区以往物化探工作程度低,方法单一,异常信息量少。为了探明基性岩体中磁铁矿的展布、延伸边界及深部变化情况,利用地面高精度磁法,使用向上延拓、2.5D人机交互反演等方法,结合1∶2.5万水系沉积物地球化学测量成果和初步的地质特征,对异常作出解释推断和综合评价。通过对地面高精度磁法资料的精细处理,圈定了磁异常范围,确定了基性岩体中磁铁矿的分布范围和空间特征,为地质勘查工程部署提供了可验证靶区。     

综合物探方法在焦家断裂带南延中的应用

焦家断裂带是山东省胶西北金矿集中区主要的成矿断裂之一,该断裂带南部被第四系严重覆盖,多年探索研究未果。此次利用高精度磁测、视电阻率联合剖面、CSAMT及SIP等多种物探方法,结合区内成矿地质条件,推断出焦家断裂带南延部分隐伏断裂分布情况,即在黄家附近向北至徐村院为一条断裂带(F1),向南分为三条断裂带(F1、F8和F9),其中F1为主断裂,F8、F9为其次级断裂。经钻探验证与物探推断的焦家断裂带南延部分相吻合,为该区下一步金矿勘查提供了找矿方向。     

土壤粒径空间预测方法研究综述

土壤粒径（砂粒、粉粒和黏粒）是各种陆表过程和生态系统服务评估等模型的关键参数。作为一种土壤成分数据,土壤粒径的空间预测方法有和为1（或100%）等特殊要求,其空间分布精度受预测方法影响较大。本文针对土壤粒径相较于其他土壤属性的特殊性,提出了土壤粒径空间预测方法框架,综述了土壤粒径数据变换、空间插值和精度验证等系列方法,总结了提升土壤粒径空间预测精度的各种途径,包括通过有效的数据变换改善数据分布、结合数据分布特点选择合适的预测方法、结合辅助变量提升制图精度和分布合理性、使用混合模型提升插值精度、使用多成分联合模拟模型提升预测的系统性等。最后,提出了今后土壤粒径空间预测方法研究的未来方向,包括从考虑数据变换原理和机制角度改善数据分布、发展多成分联合模拟模型和高精度曲面建模方法,以及引入土壤粒径函数曲线并与随机模拟结合等。     

利用 Landsat 8影像制作解译样本点辅助高分影像分类可行性的研究

地理国情普查项目使用的高分影像质量的良莠不齐给地表覆盖数据生产带来了巨大障碍。本文剖析了目前收集到的高分影像资料的主要缺陷,如多分辨率、多传感器、多年份和跨季节,给地表覆盖数据解译带来极大的局限性;阐述了Landsat 8影像自身的特点,如像幅面积大、获取周期短、波段信息丰富,同时提出利用Landsat 8影像辅助解译的思路,并通过试验验证这种方法的可行性。