聚焦新时代地质工作的新需求，主动调整结构，推动发展--纪念中国地质科学院探矿工艺研究所成立40周年

为了适应当时地质科学事业发展的需要，针对全国地质系统探矿力量薄弱、地质技术装备落后的现状，国家地质总局报国家计委、国家科委，后经国家科委转呈国务院批准，在成都地质矿产研究所（原西南地质科学研究所）勘探技术研究室（第七研究室）的基础上，于1978年8月8日成立了探矿工艺研究所（以下简称工艺所）。

加强技术创新和结构调整服务地质找矿突破战略与地质灾害防治——庆祝探矿工艺研究所成立35周年

总结回顾了35年来工艺所在技术创新、成果转化、基地建设等方面取得的主要成绩,指出了工艺所在"十二五"期间地质调查和科研工作的重点领域和优先发展方向。

加强技术创新 服务地质调查——庆祝探矿工艺研究所成立30周年

为加强地质探矿技术力量,改变地质装备落后现状,经国务院批准,1978年8月8日成立了探矿工艺研究所。30年来,经过新老两代工艺所人的艰苦奋斗、刻苦钻研、勇于创新,在科研攻关、成果转化、基地建设和管理等方面都取得了可喜的成绩,为国家的地质科学事业做出了贡献,目前已成为一个"以勘查技术为基础,以承担地质调查任务和科研项目、提供勘查与监测技术方法和技术服务为手段,以服务国家经济建设、社会发展和地质工作为目标,以探矿工艺技术和地质灾害监测防治技术研发为主业"的地质调查科研机构。回顾了工艺所艰苦创业、改革进取的发展历程,对科技体制改革、专业结构调整、人事分配制度改革、地质调查和科研工作进行了总结,展示了丰硕的科研成果和强劲的科技实力;指出了工艺所在"十一五"期间地质调查和科研工作的重点领域和优先发展方向。

跨越式建设高科技现代企业——探矿工艺研究所体制改革方案的形成与思考

深化科研机构管理体制改革 ,促进研究所发展 ,其实施方略的主题是定位选择，并要结合本单位改革实际 ;至于如何加快改制步伐，文章提出了构想，为进一步推动科研院所体制改革抛砖引玉。

基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值研究

[目的]研究不同历时降雨强度与区域滑坡灾害的关系,并对滑坡灾害的气象预警阈值进行研究,为地方管理部门地质灾害预警提供科学依据。[方法]收集了2013—2021年研究区348个雨量站的逐小时降雨数据和231处近10 a已发生灾情、险情滑坡事件的时间及位置,基于平均降雨强度(I)—降雨历时(D)模型,分地貌单元,提出了不同降雨历时的临界降雨预警阈值和分级预警阈值。[结果]研究区丘陵地貌区不同前期降雨条件下1,3,6,12,24和48 h平均雨强的红色预警阈值依次为29.774,18.579,14.416,11.186,8.679和6.734 mm;低山地貌区不同前期降雨条件下1,3,6,12,24和48 h平均雨强的红色预警阈值依次为28.849,15.542,10.520,7.121,4.820和3.263 mm。[结论]在24 h前期降雨条件下,低山区对降雨的敏感性明显比丘陵区高,具体表现为低山区1,3,6,12和24 h的临界预警阈值明显比丘陵区更低,但随着降雨历时进一步延长,低山区和丘陵区域临界预警阈值趋于相近。

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔强缩径地层钻进工艺研究

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔强缩径地层钻进的技术问题。在分析地层缩径机理和影响因素的基础上,提出了强缩径地层的钻进工艺措施。措施在WFSD-4孔中实施取得了显著的效果。

膨胀堵漏材料及堵漏工艺研究进展

在新一轮战略找矿行动中,为了更好地完成大量的钻探工作,减少冲洗液的漏失,降低钻探施工成本,应加强膨胀堵漏材料的研究和应用。本文综述了吸水膨胀材料、吸油膨胀材料、形状记忆形变堵漏材料的合成方法;为适应钻孔堵漏的需求,提高膨胀材料的强度、抗盐性以及延迟膨胀技术;采用膨胀堵漏材料进行堵漏时的施工工艺。为膨胀堵漏材料的推广应用提供指导。

长江经济带环境地质调查研究进展

中国地质调查局近年组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”,采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要的成果和认识:①构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务系统,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出了相关建议;②提出长江续接贯通时间是在距今75万年的早、中更新世之交的新认识;③探索形成流域5个系列生态修复示范关键技术和方法体系;④构建长江流域重大水利工程与地质环境效应研究方法体系,创建一套多模态传感器系统,提出重大水利工程对地质环境影响的新判断;⑤探索建立流域尺度地球关键带调查评价监测理论和方法体系;⑥创新应用“光纤技术”监测地面沉降和地裂缝、长江崩岸以及城镇地下空间开发利用扰动取得突破,相关技术引领光纤监测技术发展;⑦自主研发机载航空高光谱仪,建立航空高光谱遥感综合调查技术方法;⑧探索形成流域3种尺度资源环境承载能力和8种国土空间开发利用适宜性评价方法体系;⑨调查研究成果在支撑服务长江经济带国土空间规划、流域生态环境保护和修复、支撑服务新型城镇化战略、重大工程规划建设、地质灾害防治、脱贫攻坚和国家地下战略储油储气库基地建设等方面均得到了广泛应用,形成21支稳定的环境地质调查专业团队。

藏东昌都红层滑坡的地质成因模式

藏东昌都红层紧邻北澜沧江结合带(LCS),是近年来新厘定的红层岩系。为进一步丰富和完善红层及滑坡灾害研究,文章基于翔实的现场调查,从构造地质学角度约束滑坡发育的边界条件,总结归纳了藏东昌都红层滑坡的地质成因模式,并对不同类型滑坡典型案例进行了剖析。结果表明:受区域造山作用影响,藏东昌都红层掀斜,发育大量透入性构造面,导致岩体物理力学性能弱化。藏东昌都红层滑坡的地质成因模式主要包括原生层理型、层理断层型、层理节理型、褶皱节理型和断层节理型等5类。构造面是红层滑坡发育的主控因素,建议在明确研究区构造演化过程及构造框架的基础上,精细刻画滑坡区构造面发育特征。研究成果可为揭示滑坡发育的内在机制及监测预警、工程防治等提供理论支撑。

预应力螺栓连接钢板约束混凝土圆柱轴压性能研究

螺栓连接钢板(BST)约束混凝土圆柱,由于钢板可拆卸及更换,较钢管约束混凝土具有更好的可恢复性。以BST约束混凝土圆柱为研究对象,提出在两片拼装钢板间预留间隙,并拧紧螺栓而对其施加预压应力的方法。以施加的预压应力和径厚比为参数,对6根BST约束混凝土圆柱及1根无约束混凝土圆柱进行轴心受压试验。结果表明,预留间隙并拧紧螺栓的方法能对核心混凝土有效施加预压应力,使钢板在加载前即对核心混凝土形成有效约束。相较于无约束混凝土圆柱,同条件的施加预压应力的BST约束混凝土圆柱峰值应力最大提高74.5%,且残余强度最大能保持在峰值应力的92.3%。相较于未施加预压应力的BST约束混凝土圆柱,施加预压应力的BST约束混凝土圆柱预压应力越大,峰值应力越大,最大可提高18%;径厚比越小,BST约束混凝土圆柱峰值应力越大,但随着预压应力增大,峰值应力提高的幅度降低。

基于CNN-BiLSTM-Attention的三峡库区滑坡地表位移预测研究

地表位移预测在滑坡监测预警中具有重要意义,建立稳定可靠的滑坡位移预测模型是关键。本文基于卷积神经网络和注意力机制的滑坡位移预测方法,并以三峡库区黄泥巴蹬坎滑坡为例进行了验证。本文综合分析了该滑坡长达8年的降雨量、库水位和地表位移等监测数据,建立了结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络和注意力机制(attention)的CNN-BiLSTM-Attention深度学习组合预测模型,采用了适应性学习率和正则化技术进行模型训练,提高了模型的泛化能力同时避免过拟合,并与传统LSTM模型进行对比验证。结果表明:相较于传统的机器学习和神经网络方法,该模型在滑坡位移预测精度上取得了显著提升,预测模型拟合优度(R^(2))达0.989,平均绝对百分比误差(MAPE)仅为0.059。

极端生态环境水循环关键参量监测技术研究现状与进展

针对高寒和干旱极端生态环境水循环变化对国家生态安全的重要性,需要开展水循环关键参量监测设备与技术研究。本文重点围绕水循环关键参量野外原位/移动/非接触式、自动、稳定监测等技术难点,开展了一系列监测生态系统水-土-气-冰-雪的关键参量的新技术设备研究。通过构建基于物联网的天地一体化生态系统监测体系,打破行业技术壁垒,促进工程技术、地质学、计算机科学等不同领域的跨学科合作,共同开展极端生态环境水循环关键参量监测技术研究与创新,并将实现对重要生态功能区的大范围、全天候、立体化监测,对推进我国生态文明建设具有重要支撑作用,促进并实现我国生态监测技术的综合应用和发展。

基于普适型监测预警体系中多参数模型研究——以云南省保山市大园子滑坡为例

为全面发展“人防+技防”的地质灾害防治技术体系,构建以普适型监测仪器为主的地质灾害监测预警体系,以云贵高原地区中的云南省保山市大园子滑坡为例,详细介绍了滑坡从方案设计到数据筛选及模型设计等各环节,主要选取降雨、位移变形和裂缝三类参数模型在监测预警体系中的应用,通过采集地质灾害体的关键信息,优化监测预警模型及调整阈值,及时捕捉地质灾害体的变化信息,依靠平台判据模型自主触发预警,完成了普适型监测预警体系建设的关键环节,从而实现了普适型监测预警的效果,极大的提升了地质灾害防治体系的自动化和智能化能力。

BH-N型不提钻换钻头钻进技术研究与应用

地质钻探施工时起下钻更换钻头,需要占用大量时间,且存在一定的安全隐患,大大影响钻探效率,采用不提钻换钻头钻进技术可以很好的解决这个问题。以N规格绳索取心钻杆为使用平台,沿用BH-75钻具基本结构,并针对其存在问题,研制BH-N规格的不提钻换钻头钻具,同时根据N规格钻具的具体结构完善BH-75钻具,提高了钻具的承压能力和钻具收敛(投送)稳定性,增设了自动除沙机构等。在山东乳山金青顶金矿ZK43-1钻孔进行了现场应用,在孔深2081.20~2211.40米实现了不提钻换钻头,钻具岩心采取率达到100%,岩心质量好,最大限度减少起下钻次数,有效预防起下钻引发孔内事故。不提钻换钻头钻进技术为深孔地质勘探中钻进强研磨性、打滑、软硬频繁交替等地层,提供了及时优化钻头使用方案,降低能源消耗,有效的保护孔壁安全和减少劳动强度。

高海拔地区宽级配泥石流冲击拦砂坝试验研究

在高海拔地区,由于山高谷深,坡表物质受物理风化严重,物源级配宽度范围大,泥石流的发育频率高,冲击力大,导致拦砂坝损毁严重。为研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律,以西藏地区发育的泥石流为原型,建立宽级配泥石流冲击拦砂坝的物理试验模型,选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量,进行27组水槽试验,研究冲击力特征。结果表明:(1)宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中经历“冲击爬高、旋滚回流、堆积回淤”3个接触演化阶段,泥石流容重越小,爬高越大,冲淤过程的阶段性表现越明显;(2)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小,在相同坡度和级配的条件下,容重越大,水流携带固体物源运动越困难,泥石流流速降低,泥石流的冲击力减小;(3)拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大,沟槽坡度越大,宽级配泥石流的流速和流深越大,泥石流冲击力就越大,并且泥石流固相粒径越大,坡度对冲击力的影响效果越明显;(4)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大,且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著,最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供一定的数据参考。

汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)小间隙固井工艺的研究与实践

介绍了汶川地震断裂带科学钻探WFSD-1孔在破碎和严重缩径的断层泥地层采用的小间隙固井工艺,以及利用试下套管测定的泥浆循环压力降,结合泥浆泵最高承受压力确定固井工艺参数的方法。

地质钻探废浆处理设备及技术研究进展

针对绿色勘察地质钻探中的废浆处理技术难题和废浆处理设备的需求,通过对国内外废浆处理技术和废浆处理设备研究现状进行分析,总结了废浆处理技术和设备的研究进展,可见目前废浆处理技术发展较为全面,但新技术的应用和普及受制于成本无法实现大规模成果转化应用,地质钻探废弃处理设备普遍较为简单,无法实现泥浆不落地,设备研制不够全面且进度缓慢。为废浆处理技术和废浆处理设备研制方向提供一定参考。

藏东察雅县城地质灾害风险评价及源头管控对策建议

以藏东察雅县城为研究区,选取高程、坡度、坡形、坡向、斜坡结构、地层、距断层距离共7个评价指标,运用证据权重法,构建了地质灾害易发性评价模型。以4种降雨频率(10%、5%、2%、1%)下的年最大日降雨量作为动态诱发因子,建筑、人口和交通设施作为承灾体,评价地质灾害的动态风险性。结果表明,研究区斜坡以中、低风险为主,围绕县城场镇两侧的斜坡出现少量高风险和极高风险区。随着降雨频率的降低,区内高风险区、极高风险区面积最大增长5.34%和0.07%;低风险区、中风险区面积最大变化幅度分别为28.33%和23.32%。基于风险评价结果,提出考虑不同降雨频率的地质灾害风险源头管控方法,具体为:针对10%、5%、2%和1%不同降雨频率下的极高风险区,建议分别采取工程治理、工程治理/专业监测、专业监测、专业监测/群专结合的管控手段;针对1%降雨频率下的高风险与中风险区,建议采取群专结合与群测群防。该风险管控体系考虑了不同降雨频率下斜坡的动态风险,可提高山区城镇地质灾害风险的管控精细化水平。

KXT-CG-1型超高温钻孔轨迹测量仪的应用研究

KXT-CG-1型超高温钻孔轨迹测量仪在北京、云南、黑龙江、青海等地区地热井、科学钻探井等的应用解决了高温环境钻探施工轨迹测量问题,形成了超高温钻孔轨迹野外测量解决方案和工艺规程。该仪器在满足测斜的基础上增加了井温的测量,适用于高温地热井、干热岩钻探等高温环境下的测温需求,在地表模拟270℃条件下可以连续工作4 h,这对于高温环境下的钻孔轨迹测量是有力的技术支撑。本文通过对比分析不同钻井现场的试验测量数据,可知KXT-CG-1型超高温钻孔轨迹测量仪具有集成度高、技术先进、测量精度高、辅助器具少以及结构轻便的特征,其中顶角测量精度0.15°,方位角测量精度1.5°。

藏东高原浅丘红层区泥石流发育特征及活动性研究

藏东贡觉县高原浅丘红层区降雨条件有限,泥石流发生、发展主要受控于物源条件及沟道条件,属“物源控制型”泥石流。通过地质调查及统计分析的方法,详细分析了泥石流形成条件、形成机制及活动特征,得出了以下结论:流域面积<1.0 km2、沟道纵比降100‰~300‰的沟道容易发生泥石流;受构造、冻融风化及含石膏岩的影响,泥石流物源相对丰富,物源类型以坡面侵蚀为主,具有“点多面广”的分布特征,补给形式表现为“零存整取”的特征;受控于物源补给形式,泥石流形成主要包括:坡面冲刷起动→沟床汇聚堆积→揭底侵蚀3个阶段;受物质来源的影响,区内泥石流流体性质以粘性-过渡型为主,泥石流具有多期次、中低频率、单次泥石流规模较小的活动特征。