塔里木盆地西北缘沙井子断裂带的构造特征与形成演化

塔里木盆地西北缘的沙井子断裂带,位于塔北隆起的温宿凸起和北部坳陷的阿瓦提凹陷之间。它是塔里木盆地的一条一级断裂带,由沙井子断裂、英雄断裂、温宿断裂和沙南断裂组成。其中沙井子断裂是主干断裂,其它3条是其分支断裂。本轮研究新发现温宿分支断裂,并将沙南断裂解释为英雄断裂前缘的反冲断层,归属沙井子断裂带。沙井子断裂带的雏形形成于奥陶纪末—志留纪初,在泥盆纪末—石炭纪、二叠纪末—三叠纪初、侏罗纪末—白垩纪初、白垩纪末—古近纪初和新近纪—第四纪发生过多期冲断作用和新近纪末—第四纪初的张扭性构造变形后,才最终定型。沙井子断裂带是一条断控油气富集区带,温宿油田、托探1油藏、沙南1油藏、新苏地1油气藏等都受其控制。

隧道富水断层破碎带突涌预报与工程对策研究

为解决高原隧道断层破碎带易发突泥冒顶灾害的问题,采用现场调查、地面物探、洞内地震波反射法、瞬变电磁法、超前钻孔等超前地质预报方法,推广洞内物探三维分析,对富水断层破碎带突泥灾害特征、超前地质预报综合成果和工程应对加固措施进行研究。结果表明:三维物探成果能快速精准查明富水破碎带空间形态,成果直观,有效指导风险判识和工程处置措施;对富水断层带预报应充分结合勘察期成果,宏观初判断层分布特性,洞内采用物钻结合、长短结合的方法;首次提出按照“探明破碎带规模形态,查明破碎带物质组分性状,观测地下水特征变化情况”的思路,研判突泥涌水风险;施工处置应按照“探泄结合,先固后进,回堵再泄”的总体原则有序开展。研究成果和手段可为类似突涌灾害超前地质预报和工程应对措施提供参考。

中西非裂谷系富油凹陷石油地质特征与勘探方向

基于地震、钻井、烃源岩测试分析等资料,对中西非裂谷系主要盆地富油凹陷石油地质特征进行研究,并探讨未来油气勘探方向。研究表明:中非裂谷系发育下白垩统湖相优质烃源岩,西非裂谷系发育上白垩统陆源海相优质烃源岩,两类烃源岩为中西非裂谷系油气富集提供了物质基础。中西非裂谷系发育包括基岩在内的多套储集层,并存在下白垩统、上白垩统和古近系3套区域盖层。晚中生代以来,受中非剪切带右旋走滑作用等地球动力学因素的影响,中西非裂谷系不同方向的盆地在裂谷作用期次、区域盖层发育层段、圈闭类型及成藏模式等方面存在差异。其中,北东—南西向盆地主要保存了早白垩世一期裂谷层序,区域盖层位于下白垩统裂陷期地层内,形成反转背斜、花状构造及基岩潜山等圈闭类型,发育“源储一体、源内成藏”及“源上储下、源下成藏”两种成藏模式;北西—南东向盆地具有多期裂谷叠置特征,发育上白垩统和古近系区域盖层,形成披覆背斜、断背斜、反向断块等圈闭类型,以“源下储上、源上成藏”为主要成藏模式。多期叠置裂谷盆地的源内成藏组合、强反转盆地的源内岩性油藏及页岩油是中西非裂谷系盆地未来勘探的重要领域。

全球天然氢气勘探开发利用进展及中国的勘探前景

在全球能源脱碳背景下,天然氢气作为一种一次能源,因其零碳、可再生的优点而备受关注,但中国目前还未开展专门针对天然氢气的勘探工作。通过介绍全球已知高含量天然氢气(体积分数大于10%)气藏的主要形成地质环境及成因类型,系统总结了天然氢气富集的有利地质条件,并结合国外天然氢气的勘探开发现状,评价了中国天然氢气的勘探前景。研究结果表明:(1)全球高含量天然氢气主要发育于蛇绿岩带、裂谷和前寒武系富铁地层中,且以无机成因为主,富铁矿物的蛇纹石化过程是天然氢气最主要的成因来源,其次为地球深部脱气和水的辐解。(2)优质的氢源与良好的运移通道是氢气富集的前提,而盖层的封盖能力是天然氢气能否成藏的关键要素;天然氢气作为伴生气时,传统盖层对其具备封盖能力,但当其含量较高时,传统盖层可能难以形成有效封盖;裂谷环境、蛇绿岩发育区以及断裂发育的前寒武系富铁地层是富氢气藏的勘探有利区。(3)国外多个国家和地区已制定了天然氢气的勘探开发和利用计划,其中,马里已实现天然氢气的商业开采,美国、澳大利亚也已成功钻探天然氢气勘探井。(4)中国高含量氢气区与富氢地质条件高度匹配,天然氢气勘探前景良好,郯庐断裂带及周缘裂陷盆地区、阿尔金断裂带及两侧盆地区、三江构造带—龙门山断裂带及周缘盆地区的天然氢气勘探潜力较大;中国应尽快开展天然氢气普查工作,加强氢气成藏过程研究和潜力评价,并进行勘探技术、开采分离技术和储运技术的攻关,为天然氢气的大规模开发利用做好技术储备。

运煤巷道富水泥灰岩破碎带注浆技术及数值模拟研究

运煤巷道受富水泥灰岩破碎带的影响,易发生失稳变形,本文以某运煤巷道为工程背景,结合大量隧道注浆加固工程经验,制定出针对富水泥灰岩破碎带巷道的施工注浆方案,并以实际工程参数为依据,结合FLAC3D软件进行数值模拟,对巷道注浆加固效果进行验证,为类似工程问题的设计与施工提供一定的参考依据。

巴拉素井田煤层富水性分区及水量预测

针对陕北侏罗纪煤田榆横北区内巴拉素煤矿2号煤层水的特殊赋存运移形式,通过理论分析、计算预测、模拟实验等方法,对其水资源量、富水性分区及矿井涌水量进行研究,探索了研究区内2号煤层水特征;根据影响富水煤层的煤层厚度、煤心采取率、煤层孔隙度、煤层顶板含水层厚度及底板隔水层厚度5项主控指标,结合ArcGIS软件和层次分析法(AHP)对研究区2号煤层进行富水性预测分区,并对不同工况条件的井下掘进(含井筒、巷道)、回采工作面涌水量进行预测。结果表明:估算的研究区2号煤层水静储量约0.665亿m^(3),动态补给水量约362m^(3)/h,煤层水整体呈衰减趋势;2号煤层富水性分为相对强、较强、中等、较弱和弱5类富水区。

穿越富水破碎带隧道开挖变形监测及控制研究

隧道施工有时需要穿越破碎带,特别是当破碎带较宽较陡又含丰富的地下水时,成为一项极大的技术挑战,开挖后可能产生较大的变形,威胁围岩稳定性及作业人员安全。针对某公路隧道穿越富水破碎带的工程实际,利用Abaqus软件采用数值模拟方法,构建了隧道与富水破碎带的三维模型,模拟了注浆前后围岩的变形行为,包括拱顶沉降、拱底隆起及拱腰水平位移等。为了验证注浆对围岩变形控制的有效性,通过现场监测数据与数值模拟结果进行了对比。结果表明,注浆处理显著减少了围岩的水平和竖向位移,使围岩变形更加缓和,有效提升了围岩的稳定性。

强富水区山岭隧道穿越断层破碎带施工技术研究

为降低隧道穿越断层破碎带施工中的涌水突泥风险,该文依托古兜山隧道实体工程,采用“TSP+地质雷达+超前地质钻孔”的地质超前预报技术,探明隧道掌子面前方的地层状况和富水程度,提出富水区隧道穿越断层破碎带施工关键技术。提出隧道洞口明挖法与隧道洞内光面爆破技术及洞内围岩段的双侧壁导坑法、单侧壁导坑法、三台阶七部法的开挖方式;采用S-Ⅴb型隧道衬砌结构型式与全断面帷幕注浆、加强泄水等技术相结合的支护方式,其中的整体承载结构为初期支撑系统和二次模筑衬砌的组合结构。该施工关键技术可有效避免古兜山隧道施工的突水涌泥现象,可指导类似工程的施工。

穿越富水破碎带隧道开挖变形监测及控制技术

针对某公路隧道穿越富水破碎带的工程实际,利用abaqus软件采用数值模拟方法,构建了隧道与富水破碎带的三维模型,模拟了注浆前后围岩的变形行为,包括拱顶沉降、拱底隆起及拱腰水平位移等。为了验证注浆对围岩变形控制的有效性,通过现场监测数据与数值模拟结果进行了对比。结果表明,注浆处理显著减少了围岩的水平和竖向位移,使围岩变形更加缓和,有效提升了围岩的稳定性。

川北山前带寒武系筇竹寺组富有机质页岩发育模式

研究川北山前寒武系筇竹寺组富有机质页岩分布、主控因素及沉积模式,对该地区页岩气勘探具有重要意义。利用野外地质调查、钻井和岩心资料,结合岩石薄片鉴定、全岩X射线衍射分析、总有机碳含量(TOC)测定等分析测试资料,研究川北山前带筇竹寺组富有机质页岩的沉积模式、分布及主控因素。研究表明:①筇竹寺组页岩主要为强脆性硅质页岩和中等脆性硅/黏土混合质页岩,根据总有机碳含量(TOC)—沉积构造—矿物组分将其划分为16种岩相类型川北山前带寒武系筇竹寺组页岩主要为富有机质纹层状强脆性硅质页岩相、富有机质层状强脆性硅质页岩相和含有机质层状强脆性硅质页岩相。其中前两类岩相为页岩气主要勘探开发岩相;②富有机质页岩TOC普遍高于2%,富有机质页岩具南厚北薄、西厚东薄分布的特征,有机质丰度具南高北低、西高东低的特点;③拉张槽及区域内隆-凹相间的古地理格局是筇竹寺组富有机质页岩差异分布的主要原因,区内不均衡构造演化加剧了页岩的非均质性展布;繁盛发育的低等浮游生物及细菌等提供了丰富的有机质来源,早期快速海侵下缺氧的深水环境利于有机质的保存,晚期摩天岭古陆和汉南古陆的持续隆升对有机质富集起抑制作用;④海平面升降和古气候演变控制了富有机质页岩在纵向上呈旋回性分布。

太平洋深海富稀土沉积物的分类及成因

深海富稀土沉积物广泛分布在西太平洋、东太平洋、东南太平洋、印度洋等地区。本研究对东太平洋克拉里昂-克里珀顿断裂带(Clarion-Clipperton Fracture Zone,简称CC区)的两个站位富稀土沉积物的矿物学与地球化学特征进行了分析,并收集了太平洋92个站位深海富稀土沉积物元素地球化学数据,依据地球化学特征,结合矿物组成,将太平洋深海富稀土沉积物分为富Al型、富Fe型、富Ba型等三个类型。富Al型富稀土沉积物广泛布在西太平洋地区,沉积物类型以沸石黏土为主,全岩Al_(2)O_(3)平均含量可达14.9%。富Fe型富稀土沉积物位于东太平洋海隆附近的东南太平洋和东北太平洋区域,沉积物中TFe_(2)O_(3)平均含量高达18.8%,部分样品呈现明显的Eu正异常,热液活动可能为稀土元素的富集提供了丰富的稀土元素及载体矿物。富Ba型富稀土沉积物主要分布于东太平洋CC区,沉积物类型主要是(含)硅质黏土,Ba平均含量可达8092×10^(-6)。高Ba含量指示了沉积物形成时期所在海域可能具有很高的初级生产力,这种环境条件形成了大量的生物磷灰石沉积,并与CC区渐新世以来强劲的底流耦合,进而增强了磷灰石的积累,促进了稀土的富集。

富水区隧道穿越断层破碎带施工应急预案研究

为降低富水区公路隧道穿越断层破碎带施工中涌水、塌方等突发事件的危害,保证施工人员的安全,该文依托古兜山隧道实体工程,建立富水区隧道施工中突发事件应急预案体系。对富水区公路隧道穿越断层破碎带施工过程中可能的突发事件进行分类,建立富水区隧道突发事件应急预案。研究表明,富水区隧道施工过程中发生涌水事故时,应及时疏通横通道,布设抽水泵将涌水抽出洞外,减少洞内水流量;出现坍塌事件时,应当及时处理伤亡人员,并及时运走废土;发生爆炸事故时,应迅速灭火及时疏散工作人员,救治伤员,清理现场,避免造成二次伤害;发生大型机械设备故障情况后,要及时处理伤亡人员,并尽快判断其位置和损伤范围,及时开展救援,转移机械设备,抢修故障机械。

基于瞬变电磁的岩溶发育及富水分区特征研究

针对川南煤田观文煤矿的岩溶水害问题,采用瞬变电磁技术探测了矿区地层视电阻率,结合矿井地质资料确定了地层物性特征,分析了矿区岩溶发育情况和富水性特征,并对富水性进行了分区,判定了矿井充水水源。结果表明:观文煤矿水文地质条件复杂,岩溶发育分布广泛;共有富水异常体37个,其中岩溶溶洞异常数共20个,占54.1%;矿区岩溶富水性在平面和剖面上都具有显著分区特征,基本表现为下部强上部弱,北部强南部弱,西部强东部弱;西北端发育一条暗河,且与断层造成的破碎带相连,形成大面积的强富水区;长兴组灰岩岩溶—裂隙弱含水层和茅口组灰岩岩溶—裂隙含水层分别是未来矿井顶板和底板充水的主要水源。研究成果可以为矿井防治水工作提供依据。

梅州市丰顺县小胜镇滑坡群水文地质特征

水文地质特征复杂是控制小胜镇滑坡群稳定性的重要因素之一。滑坡群存在地下水补给地表水,地表又以面流形式下渗补给地下水的现象。其中风化壳网状裂隙富水带主要分布于北侧山体及滑坡体内强风化花岗岩中;断裂构造裂隙富水带分布于北侧钻探推测断裂F_(10)及侵入岩与砂岩接触带,既充当富水带又充当导水带,该断裂构造裂隙富水带具承压性,产生水压力,增大下滑压力,易推动滑坡滑动。

山岭隧道富水破碎带突泥涌水处治技术研究

某高速公路高海拔山岭隧道穿越活动断层富水破碎带施工过程中,多次发生大面积突泥涌水。为安全有效处治并通过断层破碎带,结合既往施工技术经验,因地制宜,总结出“探、泄、固、挖”的总体思路,实施“帷幕注浆+水平旋喷桩+超前中管棚+微台阶法开挖”的科学注浆开挖方式,取得了较好处治效果。文章研究内容可为类似隧道灾害处治提供经验。

黄陵一号煤矿814工作面采前防治水安全评价

工作面采前防治水安全评价是落实煤矿防治水效果评价要求的重要内容,其评价结论是支撑工作面是否具备安全开采条件的理论依据,对保障工作面安全开采具有重要的理论和现实意义。为进一步健全工作面采前防治水安全评价体系,凸显其保障工作面安全回采的重要的理论支撑和指导作用,以黄陵一号煤矿814工作面为研究对象,结合矿井水文地质条件,客观分析了顶板直罗组下段砂岩裂隙水是影响工作面回采安全的主要水害因素。按照物探先行、钻探验证的治灾思路,有针对性地提出井下物探与钻探相结合的治理设计方案,采用“动、静态水结合法”工作面回采阶段涌水量情况进行了分析预测,为进一步完善工作面排水系统提供了参考依据。对已施工的井下物探探查、钻孔疏放水、排水系统建设等防治水工作进行效果评价,在做好工作面回采过程中采空区涌水量动态监测监控,工作面排水系统正常有效运行,准备好水害应急预案措施的前提下,工作面具备开采的水文地质条件。结合实际开采情况,工作面回采期间基本无水,有力支撑了工作面采前防治水工作效果评价的可行性和有效性,以此为煤矿单位及其他生产建设单位水害治理效果评价提供参考和借鉴。

隧道穿越富水断层破碎带掌子面失稳演化特性研究

以某隧道穿越富水断层破碎带施工为工程背景,基于流–固耦合理论,建立了隧道穿越富水断层破碎带施工三维流–固耦合数值模型,研究隧道施工过程中掌子面失稳演化特性,分析了掌子面挤出位移、塑性区体积和掌子面涌水量的变化规律。结果表明:随着掌子面逐渐迫近断层破碎带,掌子面挤出位移、塑性区体积和涌水量呈现由“略微增加”到“明显增加”再到“急剧增大”的变化规律。防突体厚度越大,发生突水突泥灾害的概率越小,该隧道穿越F4断层施工的极限防突体厚度为5.2 m。

滇中引水长隧洞斜井富水断层破碎带快速施工技术

以滇中引水工程昆明段蔡家村隧洞3号施工支洞穿越区域性断裂小仓—银厂箐断裂及横穿水库左、右岸为例,通过“综合法”超前地质预报手段,科学、准确的预判掌子面前方地质围岩以及地下水情况,采用超前堵水灌浆、超前大管棚、超前小导管等措施进行超前堵水兼做加固围岩,利用超前钻探兼做排水孔,采用预留核心土、分台阶开挖支护的方式,并预留变形量,保证斜井富水断层破碎带洞段安全、快速通过。

帷幕注浆技术在隧道穿越富水断层破碎带施工中的应用

文章以某隧道工程为研究对象,探讨了全断面超前帷幕注浆技术在高危险性、富水性断裂带施工中的应用。通过进行有效的隧洞突水控制,确保了隧洞的施工安全。文章总结了隧道穿越高危险性断裂带施工中的全断面超前帷幕注浆工艺及相关参数,从止浆墙施作、止浆岩盘注浆加固、止浆墙抗压试验等方面提出了技术要点,以供参考。

煤层顶板水探放关键技术研究与探讨

顶板水疏放治理是采掘工作面水害治理的一个重要环节,疏放技术及治理效果对于各煤矿企业来说有自己的不同理解;随着科学技术的不断进步,更多地先进技术和理念应用到煤矿灾害治理中,降低了水、火、瓦斯、煤层、顶板等灾害事故,对灾害的预防和治理取得一定的成就;顶板水疏放方面更是因先进理念的引入有了不一样的解读和治理。根据《煤矿防治水细则》要求,可采用直流电阻率电测深、瞬变电磁等方法进行探测,采煤工作面应当选择两种以上方法,相互验证[1]。通过引进先进理念与技术,解决煤矿开采水害问题。