煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型

战略性金属矿产资源在国民经济发展和国防安全中发挥重要作用。煤系作为一种特殊的含煤沉积岩系,在特定地质环境下可形成大型乃至超大型战略性金属矿床,煤系战略性金属矿产已成为矿产资源勘查的新领域和新方向。本文分析了煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,从煤与煤系战略性金属矿产有效的协同勘查技术方法（组合）和协同勘查工程布置方面,构建了地质- 地球物理- 地球化学- 钻探等关键技术的煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型。基于煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,确定协同勘查对象包括煤- 锂/镓矿床、煤- 锗矿床、煤- 铌- 锆- 镓- 稀土矿床、煤- 铀矿床。在煤炭勘查的技术上,煤- 锂/镓矿床协同勘查需加强地震和测井资料的处理分析,增加岩石地球化学勘探技术手段对煤层、煤层顶底板、夹矸的采样测试;煤- 锗矿床协同勘查增加岩石地球化学勘探技术手段对煤层的采样测试;煤- 铌、锆、镓、稀土矿床协同勘查技术手段要加强测井技术（自然伽马）及岩石地球化学勘探对自然伽马高异常层样品的采集测试;煤- 铀矿床协同勘查充分利用煤炭钻孔自然伽马测井、地震勘探、电磁法勘探及磁法勘探资料进行分析,在自然伽马高异常区划定铀潜力资源区,加强自然伽马能谱测井、伽马能谱录井、穿透性地球化学测量及岩石地球化学勘探等技术手段协同运用。基于煤系战略性金属矿产的分布特征和经济性,遵循“全面筛查,分区施策”的原则,依据勘查对象相应的矿产地质勘查规范,确定煤与煤系战略性金属矿产协同勘查类型和协同勘查工程布置方案,包括勘查系统选择、勘查工程布置、勘查施工顺序,探讨了资源量估算方法和估算参数。基于煤与煤系战略性金属矿产的协同勘查技术方法（组合）和协同勘查工程布置,分别构建了煤- 锂/镓矿床、煤- 锗矿床、煤- 铌- 锆- 镓- 稀土矿床、煤- 铀矿床的协同勘查模型,为煤与煤系战略性金属矿产协同勘查工作提供理论基础和方法依据。     

上覆硬厚岩层破断运动及断顶控制

硬厚覆岩的破断与结构将发生显著的变化。针对汝箕沟煤矿二2煤层上覆厚层石英砂岩条件,采用现场实测、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,研究了硬厚覆岩裂隙发育特征、破断运动、矿压显现特征及断顶控制技术,为硬厚覆岩工作面灾害防治提供了依据。研究表明,硬厚石英砂岩的微观结构致密完整,呈现大面积悬空、大步距破断运动,引起强烈的支架动载,甚至导致工作面风流逆转、沟通上部采空区隐形火区;硬厚岩层破断运移后产生明显的离层空间,并在开切眼上部和工作面上部及采空区中部形成覆岩主裂隙带,且发育高度大于经验计算数值,甚至与上方采空区沟通诱发灾害;实施开切眼深孔断顶爆破及降低工作面采高,有效缩短了硬厚岩层的初次破断步距,降低了支架动载及主裂隙带高度。     

基于地震反演方法的奥陶系顶部含隔水层探测

在山西阳泉泊里矿区,太原组K₂灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K₂灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K₂灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔逊相关系数法与交叉验证−逐步回归法优选出9种地震属性,构成网络的训练数据。此外,引入适合于时序数据处理且能够捕捉测井曲线前后相关性的长短期记忆神经网络(LSTM),构建智能化、多变量LSTM视电阻率预测模型,以精确地预测研究区视电阻率进而得到地层富水性分布特征。同时,分别利用常规多属性回归算法与多变量LSTM模型在井点位置建立电阻率测井曲线与地震属性井旁道之间的映射关系。最后,将井点处训练好的网络模型推广至无井区得到全区视电阻率体,根据视电阻率值的高低、矿区地质构造与陷落柱发育情况圈定灰岩富水区。实际数据的测试结果表明：与常规多属性回归算法相比,多变量LSTM模型预测误差小,与测井相关系数高,说明多变量LSTM模型可以更加精确地预测出工区视电阻率,在含煤地层的富水性预测中有较好的应用价值。\t\t\t\t

     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素（δ¹³C）值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素（δ¹⁸O）值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

铜陵天马山硫金矿床地质特征及成因探讨

天马山硫金矿床的矿体分为层状矿体、接触带矿体和穿层矿体。层状矿体和穿层矿体受石炭系黄龙组、船山组地层层位和层间断裂控制。接触带矿体受接触带控制 ,具矽卡岩型矿体典型特征。矿床的形成受地层、构造及岩浆岩控制 ,矿床成因为层控矽卡岩型硫金矿床     

吉林省前寒武纪地层

吉林省前寒武纪地层可见有太古宙变质表壳岩系、古元古代中深变质火山-沉积岩系、吉南新元古代陆源碎屑岩-碳酸盐岩组成的盖层沉积岩系和吉北造山带新元古代变质火山-沉积岩系4种类型.其中太古宙地层龙岗陆块具有多陆块拼贴的特点,可划分为龙岗岩群(四道砬子河岩组、杨家店岩组)、夹皮沟岩群(三道沟岩组、老牛沟岩组)、板石沟岩群、南岗岩群(鸡南岩组、官地岩组)、清原岩群.分别代表白山镇地块、夹皮沟镇地块、板石沟地块、和龙地块和清原地块的变质表壳岩系,其中除龙岗岩群可能为中太古代外,其余地质体的时代均为新太古代.古元古代地层有集安岩群、光华岩群和老岭岩群,前两者为古元古代早期裂谷环境沉积,分别可进一步划分为蚂蚁河岩组、荒岔沟岩组、大东岔岩组、双庙岩组和同心岩组,沉积时限为2 300～2 100Ma;后者为古元古代晚期内克拉通凹陷沉积,可进一步划分为林家沟岩组/达台山岩组、珍珠门岩组、花山岩组、临江岩组和大栗子岩组,沉积时限为1 900～1 800Ma.吉南新元古代地层的岩石地层学属性基本清楚,按新元古代三分的观点,其中细河群及其以下地层时代为青白口纪.浑江群时代为震旦纪,吉南地区缺失南华系.吉林省北部造山带中沿色洛河-海沟-青龙村-江域一线的元古宙地层事实上为不同时代、不同性质的构造岩片堆叠体,属于构造地层学范畴;具有层状地层特征的仅有敦化地区的塔东岩群、蛟河地区的新兴岩组、九台地区的机房沟岩群、辽源地区的西保安岩组以及安图地区的万宝岩组,时代可暂置于新元古代.     

南沙海域海底浅层第四系地震地层结构与地质意义

科技进步使得地震采集数据量及其精度实现质的飞跃,南沙海域的地震调查,采用国际先进水平的等离子震源,获得地震剖面精度优于3 m局部甚至可在1 m之内,为科学研究、工程、浅层资源、地质灾害预警等研究奠定基础.在南沙第四系识别出了七个地震反射界面,确定500 ms至海底沉积区间内地震层序与三期海平面升降并与冰期、间冰期对应,典型地震剖面展示第四纪至少有三套完整的具有三角洲顶积层、前积层、底积层的地震相证据,与全球的第四纪海平面的变化一致.精细的浅层地震结构表明：南沙的地质现象丰富,浅层断层非常发育,下切河谷、泥石流、滑坡等地质遗迹的形成的地震相清晰,是地质活动频繁的地区.

     

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。     

粉状煤系土的物理力学特性

采用不同天气下的原位及室内试验方法,对广东云浮地区粉状煤系土的工程地质性质进行了测试,系统研究了煤系土的物理力学特性,重点论述了粉状煤系土不同干密度、不同含水率下抗剪强度和现场静力触探比贯入阻力的变化规律,提出了粉状煤系土的多项强度指标,建立了具有实用参考价值的经验性公式。研究结果为合理评价粉状煤系土的特性、路基处理和边坡处治提供理论依据,具有一定的实际意义。     

无厚度界面单元边坡浅基础极限承载力上限值的数值分析

采用研发的有限单元分析程序,并同时考虑以库仑摩擦界面为组成模式的多段式无厚度界面单元,藉以探讨边坡坡角与坡缘距离对边坡坡顶浅基础极限承载力的影响,并应用于不同几何破坏机制条件,计算边坡基础在凝聚性土体的最小荷载上限值,模拟土体间的滑动破坏趋势与渐进式破坏行为。研究分析内容包含：（1）浅基础位于半无限空间;（2）在不同边坡坡角条件下,浅基础位于坡顶边缘处;（3）在不同边坡坡角条件下,浅基础位于不同坡缘距离等。经由数值计算分析结果显示,坡缘距离值愈小或边坡坡角愈陡峭时,边坡浅基础极限承载力值则愈小。换言之,当浅基础位于坡顶边缘处且坡角为垂直开挖情况时,则导致浅基础极限承载力降低约50 %。