岩石温度对盘形滚刀掘进参数破岩特性的影响

为了研究在岩石温度变化条件下盘形滚刀掘进参数对破岩特性的影响,以颗粒流理论为平台,从细观角度上建立了基于岩石温度变化的盘形滚刀热力学破岩数学模型,模拟了不同工况下岩石裂纹生成、扩展和岩渣形成的全过程,并对掘进参数对破岩特性的影响规律进行了研究,从细观角度解释了不同岩石温度下滚刀的破岩机制.利用直线式TBM滚刀破岩实验台,通过实验验证在岩石温度变化条件下掘进参数对滚刀破岩的影响规律是否与数值模拟有较好的一致性.研究结果表明:1)岩石温度升高,降低了岩石硬度、强度等力学性质,破岩时裂纹数增多且微裂纹迅速扩展,降低了滚刀破岩载荷,提高了破岩效率;2)低贯入度时,岩石不容易被侵入破碎;随着岩石温度的升高,岩石越来越容易挤压破裂;随着贯入度增加,失效区域进一步扩大,破岩效率提高;3)滚刀之间的协同作用随刀间距的增加而减弱,最优刀间距随岩石温度的升高而增加,随贯入度的增大而增加;4)提高岩石温度能增强滚刀之间的协同作用,提高破岩效率.

单井地热采暖系统岩石温度特性模拟研究

建立了单井地热采暖取热及热恢复过程的数学模型,利用该模型重点分析了岩石温度的恢复特征。结果表明:在同一深度条件下,距离井壁越近,岩石温度恢复率越大,温度恢复程度越高;岩石温度恢复并不是一个均匀平稳的过程,在开始恢复后60 d左右,距井中心0.1 m处温度恢复率就已经达到85%,100 d左右达到90%;随着换热进行,岩石温度逐年降低,出口温度和取热功率也随之逐年降低。第一个采暖季平均采出水温度为295.87 K,取热功率为724.80 kW,第二个采暖季平均采出均温度为295.18 K,取热功率为696.49 kW。

深埋隧道的岩石温度预报

沿规划隧道的岩石温度分布情况直接影响隧道施工和运营时的通风和冷却设备的规模大小。为此采用一个考虑了三维地形，水流循环和不稳定效应的数字模型进行了岩石温度预报。

川滇地区岩石圈温度、化学组分结构研究及对岩石圈减薄过程的认识

川滇地区地处中国大陆西南,对其岩石圈结构的研究是认识该地区构造演化过程的基础.由于不同研究方法存在各自的局限性,导致其所获得的岩石圈结构和可能的构造演化过程仍存在争议.岩石圈温度、化学组分结构是深入认识这些争议性问题的基础.本文基于热动力学模拟和概率密度反演的方法,联合瑞雷面波相速度频散曲线、大地水准面高、地形和地表热流等观测资料,反演了川滇地区岩石圈的温度、化学组分结构.结果表明,川滇地区岩石圈呈现南薄北厚的趋势,其中印支块体岩石圈较薄,为60~80 km,相对起伏较小;川滇菱形块体、江南造山带西缘岩石圈自南(~80 km)向北(~200 km)递增;松潘甘孜块体保持较厚的岩石圈根(~240 km).印支块体与江南造山带西缘岩石圈地幔以过渡型和难熔型的橄榄岩为主,仍存在部分古老难熔的岩石圈地幔物质;而川滇菱形块体内部为饱满型岩石圈地幔,表明古老、难熔的岩石圈地幔被新的地幔物质所取代.根据现今川滇地区岩石圈温度、化学组分结构,我们推测川滇地区南部的印支块体受印度板块与亚欧板块南北向碰撞的影响,导致该区域岩石圈增厚,并发生以拆沉作用为主的减薄过程,但岩石圈地幔仍以古老难熔的地幔物质为主;拆沉作用所导致的热地幔物质上涌使得川滇菱形块体古老难熔的岩石圈地幔物质由南往北逐渐为新的地幔物质所取代,形成了现今饱满型岩石圈地幔,热侵蚀作用在川滇菱形块体岩石圈减薄过程中占主导地位.

从钻孔温度看气候变化──方法介绍及实例

地壳浅层的地温分布与过去一定时期的地表温度变化之间有着内在的联系，地温场记录着地表温度变化的历史。由于地表温度是描述气候变化的重要参数，通过对钻孔地温数据进行分析处理，可以达到研究古气候变化的目的。美国东北部、加拿大东南部和中国四川攀西地区若干钻孔地温剖面的反演结果一致表明，这些区域在过去数百年间地表温度均有不同程度的升高。与研究古气候的其他方法相比，地热方法具有理论基础牢固和现成数据基础庞大的突出特点，这一研究方法在世界范围的广泛应用必将有助于揭开全球气候变化的奥秘。

利用浅部地层调温降低深井入风温度的试验研究

根据空气与岩体的热交换原理，探讨了利用浅部地层调温作用来降低深井入风温度的可行性。现场试验研究结果表明，对于我国北方深矿井，浅部地层调温作用可使入风温度大幅度降低，可改善深部作业面的热环境状态；而且在一定的开采深度范围内，该方法最为经济。

中国东部大陆地区岩石圈热结构特征

根据最新汇编的热流数据,对我国东部大陆地区岩石圈热结构进行了研究,编制出我国东部大陆地区大地热流图、中国东部大陆莫霍面温度图以及中国东部大陆“热”岩石圈厚度图,在此基础上,对我国东部岩石图划分出5个“热-构造区”:华南、扬子、华北、西伯利亚和松辽。自南向北,它们冷、热相间,并具有各自独特的岩石圈热结构特征,从整体上来讲,我国东部地区热流变化范围大,在30～140 mW/m^2之间,均值为(61.9±14.8)mW/m^2,莫霍面温度多在500～850℃之间,“热”岩石圈厚度多在60～100 km左右,岩石圈热结构总体上属于“冷壳热慢”型,中国东部大陆地区岩石圈热结构特征明显受中、新生代不同的深部地球动力学过程所控制。

青藏高原物质东流的岩石层力学背景探讨

利用地表大地热流观测资料、岩石生热率及热导率数据研究了三江和四川盆地 6个地区的岩石层平均温度结构及强度分布。结果表明 ,整个三江地区岩石层温度较高 ,而四川盆地温度较低 ;在岩石层强度分布上 ,四川盆地为高强度区 ,而三江地区则为低强度区 ;整个三江地区构成了一条青藏高原物质东流的低强度通道 ;由于四川盆地高强度块体的阻挡 ,青藏高原向东的物质流在此转向近南向 ,沿三江地区流逸 ;不同岩石层块体的强度差异可能是控制高原物质流动态势的重要力学背景之一。

基于变参数板块模型的大洋岩石圈参数反演与岩石圈伸展成盆模拟

本文利用热导率、热容、热膨胀系数等参数随温度变化的经验表达式,在板块模型的基础上用隐式有限差分方法解非线性热传导方程,并利用北太平洋和北大西洋海底年龄与水深数据反演了大洋岩石圈厚度与底界温度等参数,结果表明大洋岩石圈的厚度在105 km左右,岩石圈底界温度在1450℃左右,这与Stein等用全球大量数据反演的结果一致.将变参数模型用到岩石圈拉张成盆的模拟中,结果表明当考虑岩石圈热参数随温度变化之后,预测的地表热沉降要大于常参数均匀伸展模型的预测量.由此我们指出:McKenzie的均匀伸展模型预测的初始沉降偏大而热沉降偏小,可能与该模型没有考虑热参数随深度(即温度)变化有关.

岩石圈结构成像方法的进展与展望

近年来,随着观测数据的增加、观测精度的提升、物理化学理论的不断完善以及计算机技术的显著提升,使得人们对岩石圈物理化学性质的认识发生了重大改变。介绍了目前关于岩石圈结构成像的相关方法以及它们的优缺点,并以华南地区4个具有代表性的区域(四川盆地、江南造山带、下扬子克拉通以及华夏块体)为例,利用地形、大地水准面、地表热流、地震面波频散曲线等观测资料,通过热动力学模拟和概率密度反演方法,给出了该地区岩石圈温度、化学组分结构。结果显示,华南块体东部岩石圈较薄,岩石圈地幔以饱满型橄榄岩为主,太平洋板块由东往西的平俯冲作用可能是华南东部岩石圈减薄的主要动力学机制。结合现今岩石圈结构的研究现状,提出了岩石圈结构成像存在的问题,并对未来岩石圈结构成像研究进行了展望。

控制风流流向消除矿井雾害

针对矿井冬季浓雾的危害 ,通过调查分析 ,采取有效措施控制风流流向 ,消除雾害 ,确保矿井安全生产。

Unsteady heat-moisture transfer of wet airway in deep mining

为了学习湿包围的不稳定的热潮湿转移的机制，在深采矿摇，一系列实验与不同起始并且边界条件被执行。测试结果证明岩石温度在起始的阶段快速减少，并且慢慢地减少为短暂热潮湿转移最后是经常的价值。湿航线的伪稳定的表面温度由于潮湿转移是比干燥航线的低的。散开半径是不到冷却由于大散开抵抗的半径。湿航线的插头气流热含量比干燥航线的大得多。潮湿转移引起的潜伏的热在深热的环境起一个重要作用。为周期的热潮湿转移，插头气流的温度和岩石温度也周期性地变化。岩石温度的波浪振幅与增加距离离开航线表面逐渐地减少，并且岩石温度的波浪阶段也在气流的后面。而且，在航线和气流之间的热潮湿转移的方向是双向的，它与短暂转移的结果不同。

北山花岗岩热粘弹性流变特性分析

采用改进的岩石热粘弹性流变模型研究了我国甘肃北山花岗岩在温度影响下的流变特性,给出了流变模型参数在不同温度和时间影响下的变化规律,分析了北山花岗岩蠕变参数(蠕变柔量、蠕变行为时温影响因子、延迟时间)和松弛参数(松弛模量、温度对松弛行为的影响因子、松弛时间)及其随温度的变化规律。

激光技术在射孔和裸眼井多级压裂中的应用

采用聚能射孔弹射孔会造成地层损害，降低地层渗透率。新型光纤激光射孔不会产生细碎屑堵塞孔隙喉道，能有效增加岩石的孔隙度和渗透率；在水平井压裂中激光器不受地层原地层应力的影响，在水平段目的层开槽生成纵向洞眼，辅助裂缝的形成。激光射孔通过提高激光器功率，使岩石温度不断增加直至超过岩石熔点，岩石熔化或产生蒸发形成孔道。激光射开洞眼时在洞眼周围熔化状态下的岩石能够生成一种类似于陶瓷的熔化层，使形成的洞眼具有光滑的洞壁。激光器能控制射开洞眼的形态、直径、深度及方位；洞眼的形态受不同类型透镜的控制；聚焦光束可产生圆锥形的孔，平行射束可产生扁平顶的圆柱形孔。洞眼大小和直径受透镜长度的控制，洞眼的深度直接与激光功率和保持不变直径的持续时间有关。射开洞眼时形成的岩屑和粉尘必须得到及时清除，以免阻挡光束方向减少转换到岩石中的能量并降低穿透岩石的能力。

Study on the distribution of strata rock temperature around a driving head with auxiliary ventilation

The distributions of strata rock temperature around a driving head with auxil- iary ventilation were analyzed theoretically based on a program which was developed by the authors to predict the thermal environmental conditions in a development heading with forcing auxiliary ventilation. The influences of wetness of the airway surface were dis- cussed on the cooled zone of the strata rock and on the temperature distribution in the surrounding rock. It is shown that the advancing speed and driving time have little influ- ence on the temperature profile in front of the working face of a driving airway, and the rock temperature 1.5 m ahead of the working face can be taken as the virgin rock tem- perature.

石头也嫌热

美国和加拿大组成的一个科学研究小组发现,不仅空气和海洋的温度在近50年中明显上升,而且地球上各大洲岩石的温度也有所上升。 科学家们说,地球上的这些大陆和气候系统中主要组成部分的升温表明,地球温度的升高是全球性的。 在最近20年中,科学家们一直在争论是否实际存在空气和海洋升温的现象,很多环境科学家把这种升温归咎于工业社会对生态系统的污染。 目前,美国和加拿大的科学家新的研究发现。

山东省发现清洁能源干热岩“金矿”

从山东省第一地质矿产勘查院了解到,不久前该院在承担＂山东半岛蓝色经济区干热岩资源潜力调查评价＂项目过程中,在文登施工ZKCW01测温孔时,于孔深1240m处测得岩石温度110℃,是我国东部目前发现的赋存条件最好的干热岩。专家预测有很大概率将来可＂注入凉水,出来蒸汽＂,

多地球物理观测联合反演华南岩石圈温度和化学组分结构

华南块体位处中国大陆东南,对其深部结构的研究是深入认识中国东部构造及演化的基础.岩石圈的温度和化学组分结构是岩石圈结构研究的重要内容,对其的认识主要来自地球物理和地球化学两类研究.由于单一的地球物理或地球化学观测资料和方法存在其各自的局限性,需要开展综合多种地球物理资料,并结合地球化学、岩石学方法的岩石圈结构和性质的研究.文章综合利用华南地区地表地形、大地水准面高、地表大地热流数据、地震面波频散曲线等地球物理观测资料,通过热动力学模拟和概率密度反演的方法,研究该区三维岩石圈温度和化学组分结构.结果表明,华南东部的华夏块体和下扬子克拉通岩石圈较薄(<100km),相对起伏较小,岩石圈地幔以饱满型的橄榄岩为主,表明古老难熔的地幔岩石圈物质被新的物质所取代,古太平洋的平俯冲作用是导致华南东部岩石圈减薄的主要动力学机制,而热侵蚀作用在岩石圈减薄过程中占有重要地位.四川盆地内部岩石圈较厚(>200km),保留着厚而冷的克拉通岩石圈根,岩石圈地幔可能存在由于组分差异所导致的不连续面,其中下层饱满的岩石圈地幔要厚于上层难熔的岩石圈地幔,因而使得四川盆地及周边地区岩石圈地幔整体以饱满和过渡型橄榄岩为主.

石漠化地区裸岩表面温度和空气温湿度动态变化

陆地表面控制着水和能量通量的分配,在气候系统中起着至关重要的作用。石漠化地区大量岩石裸露于地表,深刻影响着局部的小气候动态。为揭示裸岩引发的环境效应,采用模拟试验开展了裸岩表面温度和空气温湿度动态变化规律研究。结果表明:石漠化地区太阳辐射强烈,其日变化呈抛物线分布,在13:30—14:00达到最大值;辐射时间和辐射峰值随季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季,太阳辐射总量的年际变化表现为春季>夏季>秋季>冬季;岩石表面温度伴随太阳辐射同步增温,岩石表面增温快、降温较慢;岩石表面温度与其上2、5、10、20 cm处空气温度差异显著(P<0.05),岩石具有显著的加热效应;岩石上部2、5、10、20 cm处空气相对湿度的日变化均呈U型分布,最小值出现在16:30—17:00;空气相对湿度在20 cm处最高(P<0.01),表明岩石表层20 cm以内的空气相对湿度较小;空气相对湿度季节变化表现为夏季>秋季>冬季>春季;在石漠化植被恢复过程的早期,应采取适宜的速生植物,尽快对裸岩形成遮荫以减少其加热作用,促进小气候的改善以促进植被恢复治理工作。