基于航空重、磁数据的南黄海海相地层分布特征识别

基于南黄海海域实测高精度航空重、磁数据,结合航空重、磁场及物性特征,通过平均对数功率谱分析匹配滤波方法技术,对南黄海海相地层界面起伏引起的重、磁异常特征进行分离、提取,采用切线法和外奎尔法计算海相地层界面的深度,经地质和地球物理综合解释,编制了南黄海海相地层底界面、顶界面深度图及海相地层厚度图。在此基础上,初步划分了南黄海海相地层构造单元,探讨了南黄海海相地层的分布特征。苏北—南黄海坳陷区的中部坳陷和南部坳陷均发育在强磁性基底之上,构造变形较弱,海相地层保存完整,埋藏浅,厚度为4~8 km,是南黄海地区具有较大资源潜力的油气勘探区。     

水井测温在地热普查中的应用

利用水井测温方法确定恒温层温度,以恒温层的温度值作为湖顶地热异常区的下限值,用内插法勾绘温度等值线图,高于该下限值范围的即为地热异常区。曹县庄寨地区的地热普查证明该方法是快速有效的。     

秦岭造山带多金属矿普查复杂地层护壁堵漏技术

秦岭造山带多金属矿普查项目钻探施工过程中钻遇多种复杂地层,垮塌、缩径、漏失等复杂情况频发,严重影响了施工效率。分别采用了植物胶钙处理钻井液、聚乙烯醇无固相钻井液等进行护壁工作,结合不同漏失情况分别实施了随钻堵漏、凝胶堵漏等技术措施,取得了良好的使用效果。     

西南煤系地层山区采动型崩滑灾害研究关键问题

文章在分析采矿型崩滑灾害发育特征的基础上,得出西南煤系地层山区地下采动型崩滑灾害常发生在层状碳酸盐岩与碎屑岩地层组成的褶皱翼部和核部的陡崖带上,与地形地貌、地层结构与地下采矿工程活动等因素关系密切,并指出薄矿层开采诱发大型山体崩滑灾害的具体过程:①采空后覆岩顶板塌落—覆岩顶板离层,采空区上覆岩层内部及层间自下而上应力传递;②地下水运移通道形成,并加快更大范围岩体结构破坏及扩展,加速了岩体结构面的松动与破坏;③上覆岩层不均匀沉降导致坡脚压裂,山体大型岩体结构面逐渐拉剪或压剪变形扩展,最终山体发生累积损伤与大规模崩滑灾害。此外,传统经验公式的计算方法对此类采矿型崩滑灾害已不适用,建议开展西南煤系地层山区地质结构与地下采动诱发崩滑灾害的相互作用关系、薄矿层采空区上部山体累积断裂损伤—岩体松动、裂隙扩展-岩溶管道流、裂隙流变化的链式响应机制、地下采动型崩滑灾害评价方法等关键科学问题的研究,以推动采矿型地质灾害防灾减灾工作的发展。      

沧东断裂第四纪活动性探测结果

根据人工地震探测结果,分别在天津东丽区山岭子村北、大港区中塘村和宁河县北淮淀村布设了三条钻孔剖面,对沧东断裂开展了钻孔勘探工作。经微体古生物鉴定和地层年代测试,确定了各钻孔第一、第二、第三和第四海相层的位置。通过以海相层为标志层的地层对比并结合中塘村BZ1孔古地磁测试结果,对沧东断裂的活动性进行了分析研究。结果表明,沧东断裂晚更新世以来没有发现活动的迹象,其最新活动年代可能在中更新世。如果以海河断裂为界,从位于沧东断裂北部的北淮淀钻孔剖面和位于南部的中塘钻孔剖面的地层对比发现,沧东断裂北段、南段活动性差异不大。同时,已有的一些研究表明,海相层的观测可能对地震信息反映较好。除沧东断裂探测外,天津南、北断裂、海河断裂对21口钻孔进行了海相层鉴定,目前开展的蓟运河断裂探测也将对海相层位置进行确定,这些结果,对利用咸水层观测地震信息的层位选择有很大帮助。     

河南省黄河流域黄土的发育特征及其古气候环境分析

为防治黄土土壤侵蚀和治理黄河,本文根据磁性地层学、年代地层学(热释光法),并结合岩石地层学,生物地层学和气候地层学等方法,对河南省黄河流域广泛分布的陆沉积黄土进行分析。将区内黄土划分为上更新统黄土(Q3^eol)、中更新统黄土(Q2^eol)、下更新统黄土(Q1^eol)。研究结果表明,不同时期的黄土,其岩性、结构、古地磁特性以及古土壤层数等有明显的差异。此外,不同时期黄土所含的值物孢粉组合特征亦不相同,从而反映了更新世冷暖交替的古气候环境特征。     

基于钻孔数据的三维地层建模关键技术

在基于钻孔数据进行三维地层建模方法中,钻孔样本间地层层序不一致导致建模时难以确定各地层的拓扑关系,快速准确地确定各地层层序和充分利用钻孔数据是建模的关键难点之一。拟通过综合考虑区域内所有钻孔数据,基于地质解释方法理论,以地层出现次数频率高原则进行全自动确定地层层序。首次引入子钻孔递归思想,利用表面建模方法,自下而上逐层创建三维地层模型,可确保钻孔数据不丢失且准确地应用于地层建模中,并能适应地层尖灭、地层超覆、透镜体等复杂地质构造。该方法地学意义明确,具有鲁棒性好、运行效率高及可操作性强等特点,算法已在同济曙光软件中实现,并已在多个实际地质建模工程中得到了验证。研究结果表明,该算法能充分利用已有钻孔信息,建模过程全自动完成,对复杂地层建模亦具有较强的适应性。     

基于压力拱理论的水下隧道合理覆岩厚度研究

建立了水下隧道流固耦合数值模型,通过正交试验优化计算方案,分析土岩复合地层和全断面岩层拱顶竖直方向上围岩压力拱的成拱规律,并据此提出以成拱临界板厚为判据求解水下隧道合理覆岩厚度的思路,建立水下隧道合理覆岩厚度回归模型,并通过BP神经网络模型对回归模型进行评价与校验,结合佛莞城际狮子洋隧道工程,进行了合理覆岩厚度回归模型的应用算例分析。研究表明：土岩复合地层上覆岩层岩性较好时,压力拱高度主要受覆岩厚度影响,上覆岩层岩性较差时,压力拱高度主要受上覆软土厚度影响;压力拱高度随覆岩厚度增加线性增加,达到成拱临界板厚时,逐渐减小随后趋于稳定,上覆岩层岩性越差,成拱临界板厚越大;全断面岩层压力拱高度随覆岩厚度的变化比土岩复合地层平稳。算例分析表明,以成拱临界板厚为判据建立的合理覆岩厚度模型能给出较优的覆岩厚度预测值,可为土岩复合地层水下盾构隧道的设计和施工提供参考。     

深部开采底板隔水关键层受局部高承压水作用破坏理论分析

大量实测地质资料与防治水实践证实,深部煤层开采底板含水层存在大量的局部高承压水区域,在强开采扰动下极易诱发底板突水灾害。基于“下三带”、“关键层”理论,将局部高承压水与底板隔水关键层简化为圆筒力学模型,分析研究隔水关键层在局部高承压水作用下的屈服破坏机制,得到了隔水关键层发生屈服的4个临界水压值公式;对各临界水压值进行区间划分,分析不同区间隔水关键层的屈服状态,确定了局部高承压水致使隔水关键层屈服破坏两个阶段的水压判据平衡方程,得出了奥陶系顶部岩层作为隔水关键层剩余隔水能力的计算表达式,并反演得到了开采深度上限、下限公式。结合九龙矿深部开采实际,对所建力学模型进行了验证与应用,进而提出了防止局部高承压水致灾的相关措施,对实现深部煤层安全带压开采具有重要的理论指导意义。     

降雨条件下顺倾向煤系地层边坡稳定性的影响研究

煤系地层具有岩层软硬不均,层间胶结较差,风化速度快,遇水易软化,结构易破坏导致强度丧失等特点,特别是夹层中炭质泥岩或页岩具有强度低、易活化、易变性和渗透系数相对较小的特点,这决定了其对整体边坡的稳定性具有控制作用。文章分析了煤系地层边坡饱和、非饱和渗流降雨条件（降雨强度）、土性参数（夹层饱和渗透系数）以及边坡形状尺寸（坡脚、夹层倾角、夹层埋深）等因素对边坡渗流特点及稳定性的影响,发现软弱夹层与上下岩体渗透性差异性对边坡稳定性影响明显;软弱夹层埋置越浅,边坡越易失稳;降雨强度越大,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡;并非坡脚越大降雨之后边坡的安全系数降低幅度就大,而是随着夹层倾角的增大,边坡的安全系数逐渐降低,边坡越易沿软弱夹层发生滑坡,这些认识对煤系地层边坡的设计和治理有重要的参考意义。