综合物探在北京地区岩溶塌陷勘查中的应用

北京市海淀区四季青镇香山村普安店在近几年中发生了多起地面塌陷灾害,给当地村民的生命和财产安全造成严重威胁。要查明地面塌陷灾害的成因,必须先要寻找地下隐伏的空洞。在勘查工作区内,采用高密度电阻率法、孔间电磁波CT法相结合的综合物探手段,成功探测出两处地下空洞,经钻探验证为岩溶发育所致。综合研究分析认为:工作区内下伏基岩为灰岩,属于可溶性碳酸盐类岩石;地下水在基岩面附近,且基岩面的高低变化大,在漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中,在上覆粘性土层中形成"土洞",一旦塌陷至地表,就有可能成为灾害。     

四川岩溶地下河空间分布规律研究

利用mapgis软件提取四川省1:20万或1:50万水文地质图信息,初步查清四川岩溶水地下河的空间分布规律,统计得出岩溶地下河约168条,总长度约77.23 km,多年平均枯季流量为470.02 L/s,地下河发育密度为0.88 m/km2,多年平均径流模数为9.52 L/s·km2。四川地下河长度以中、短型为主,小于5 km的占67.92%;流量以中、小流量为主,小于200 L/s的地下河占总量的49%。从区域构造来看,主要分布于准扬子地台的上扬子台坳、四川台坳、龙门山-大巴山台缘坳陷、康滇地轴等;从行政区划来看,主要分布于古蔺县、叙永县、筠连县、邻水县、盐源县等地。     

复杂地层梳状定向长钻孔在区域瓦斯治理中的应用

针对贵州毕节地区某煤矿瓦斯治理预抽时钻孔抽采距离短、成孔性差、孔内事故频发等难题,提出在某煤矿采用底板穿层梳状定向长钻孔的技术方法。通过优化钻孔布孔形式、布孔层位和分支孔施工工艺,保证钻孔主孔成孔深度和分支孔见遇煤层率。试验期间,施工钻孔主孔深度均大于600 m,分支孔见遇煤层率达到60%。钻孔成孔明显得到改善,单孔最大瓦斯抽采浓度达到85%,最大瓦斯抽采纯量达到2.5 m³/min,同时节省了施工成本,为毕节矿区瓦斯治理提供了新的方案。     

悬臂式刚性墙动力响应解析研究

从水平简谐振动作用下二维土?悬臂式刚性墙计算模型出发,基于波动力学理论,同时考虑土层的竖向应力和竖向位移,对二维场地中悬臂式刚性墙的动力响应特性进行了解析研究。首先对土层振动方程进行变换,得到关于体积应变? 的方程,通过分离变量法进行求解,再回代振动方程得到关于位移运动方程的非齐次方程,结合墙与土层的相互作用条件及远场边界条件得到振动方程定解,进而得到地下刚性墙墙上土压力、墙底剪力及弯矩的更为严格的解析解。将所得解与忽略竖向应力解、忽略竖向位移解进行了对比。研究表明,所得解能多反映出一个共振频率,且当土体泊松比大于0.45时,忽略竖向位移解失去意义。通过参数分析,表明激励频率与土体阻尼因子对墙体动力响应影响较大,考虑的振动模态阶数对墙体动力响应影响较小。     

江汉盆地潜江凹陷王场地区深层卤水水化学特征及成因研究

沉积盆地油田卤水中蕴藏着锂、铷、铯等战略性关键矿产资源, 其成因研究具有重要意义。本次研究采集了江汉盆地潜江凹陷王场地区地下卤水样品18件, 测试了其化学组成, 分析了卤水的水化学特征、元素相关性和特征系数, 探讨了该地区深层卤水成因。研究区卤水赋存于古近系潜江组砂岩中, 矿化度(TDS)平均值为260.04 g/L, 水化学类型为Cl-Na型, pH值在7.03~8.01之间。与往年相比, 潜江凹陷卤水矿化度呈逐年下降趋势, 可能与油田的开采注水有关。Na、Cl含量与TDS呈现了明显的正相关性, Li、K、B和Br含量随着TDS增加而升高, 而Ca含量随着TDS增加呈下降趋势, 可能揭示了原生沉积卤水蒸发浓缩的过程。高的钠氯系数(1.09~1.21)和氯溴系数(480~1547.60)以及低的钾氯系数(3.75~14.82)表明了来自石盐溶解的贡献, 波动的钙镁系数和脱硫系数反映了不均一的封闭性和变质程度, 从潜一段至潜四段封闭性变好、变质程度变高。研究区地下卤水为陆相盐湖原生蒸发沉积, 有明显石盐淋滤的物源补给, 储集空间整体封闭性较差, 变质程度较低。     

气体推动式地下流体取样技术的室内验证

获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存(CCUS)场地的CO₂泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势,已广泛应用于多个CCUS场地中。然而,在实际应用中取样器存在取样量不稳定、受地下水水位波动影响大等问题。为解决上述关键问题,作者研发并搭建一套模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置,通过开展不同液面高度下地下流体的取样实验,探究气体推动式取样器的取样过程及取样机制。实验结果显示：气体推动式取样技术在取样过程对井筒内液体无干扰,证明具有被动取样的特点,对环境影响程度低。取样量大小主要取决于井筒内液面高度和储流容器大小,可通过液面高度及管路尺寸精确计算得出理论取样量。不同液面高度下实际取样量与理论计算量基本一致,其误差随液面高度的增加而降低,最大误差小于6.6%。取样时间与平均取样速率主要取决于注气压力,并与注气压力呈现幂函数关系,拟合相关系数大于99%。上述实验结果将有助于进一步理解气体推动式取样器的取样机理,对于取样器结构优化以及指导现场取样效果具有重...     

内蒙古宁城地热资源的构造制约与勘查标志

内蒙宁城地热区位于华北板块北缘,是我国北方重要的矿带和矿田。本次研究对宁城地区成热控热构造系统进行厘定和研究,用成生联系的思想综合分析了不同尺度的控热断裂带之间的联系,包括嫩江-八里罕断裂、黑里河断裂和大庙-锦山断裂,阐述了不同系统的主干构造体系及其复合对地热分布的控制。嫩江-八里罕断裂南段"山"字形构造的NW向断裂,向SE向发生近40°错移,偏转后呈"S"型弧形弯曲,在转折端西侧构造应力集中的深成隐伏侵入岩蚀变带中出现地热异常。同时,SN向的热水镇-大营子断褶带后期继承性改造使断层向SN两翼外扩,为深成岩浆侵入及热能上升提供了通道,可能是地热形成的主要构造因素。由于岩浆侵入活动加剧,造成地热区差异性上升运动,使壳源深部热源上移;地下水在深部循环加热后,在高海拔补给带的静水压力下沿断裂通道上升,形成地热流体。     

煤矿井下精准对穿巷道疏放水孔定向成孔技术研究

针对钱营孜煤矿西三轨道上山精准对穿巷道疏放水钻孔施工距离长、精度要求高、地层断层成孔性差等技术难点,通过对大功率定向钻进装备优选、钻孔轨迹精确设计、钻孔轨迹精准控制、复合定向钻进强排渣等方面的技术研究,实现疏放水孔钻进至443 m从目标巷道预定区域精确对穿贯通,上下误差0.19 m,水平位移误差1.72 m,自2017年10月28日巷道贯通后,截止2017年12月1日总出水量3200 m3,有效保障西三轨道上山和西三回风上山的掘进安全。     

基于加测陀螺定向边的井下支导线升级改造

井下平面控制测量网只能以基于支导线的形式沿巷道布设,针对矿山重大贯通工程测量所用的支导线精度满足不了贯通允许偏差的情况,采用陀螺定向技术,研究了井下支导线升级改造的3个方案。首先,加测一条陀螺定向边方案,导线总边数不超过5条时,定向边加测在末边上;否则,定向边由末边开始上移至总边数1/3的位置;其次,加测多条陀螺定向边的多节导线方案,以等距离间隔加测3~4条陀螺定向边为宜;最后,陀螺定向—光电测距导线方案,仅在超长距离或超高精度的矿山贯通工程测量中应用。结合实例计算,升级改造的3个方案与原有支导线比较,导线终点点位精度可依次提高0.5~1.5倍,1.6~4.5倍,3~8倍。     

模板驱动的城市地下管线出图研究

针对城市地下管线数据的特点,设计基于扩展Geodatabase的地下管线统一数据模型,实现管线数据的统一建模。为了解决城市地下管线出图自动化程度低及工作量大的问题,按照国家标准设计适合管线出图的模板,主要包括符号模板、注记模板和图廓整饰模板。以矩形分幅为例,介绍模板驱动下的综合管线出图设计框架,分析其中的关键技术。最后以洛阳市地下管线数据进行实验验证,初步实现城市地下管线出图的智能化。