基于四层钻孔模型的体应变潮汐因子差异性原因分析

在钻孔应变观测的实际标定分析中,一般是通过对钻孔应变观测资料采用固体潮调和分析的方法直接获得钻孔面应变耦合系数,该方法未能充分反映观测的钻孔应变与地层应变之间的内在联系。本文基于“地层-等效弹性层-水泥环-钢筒”四层耦合介质钻孔模型,利用TJ-2C型体应变仪器的测量钢筒内外径和弹性参数、钻孔半径以及水泥环弹性参数,给出不同地层中钻孔耦合系数与钻孔等效弹性层弹性模量之间的变化关系。对我国现有运行的40多套TJ-2C型钻孔体应变观测资料的分析表明,潮汐因子分布范围在0.01至1.86之间,基岩为花岗岩类的潮汐因子均值为0.83,基岩为灰岩或砂岩类的潮汐因子均值为0.57,即硬地层中的潮汐因子高于软地层。基于对该四层模型探讨发现,等效弹性层的等效弹性模量大小反映了钻孔的耦合状态,对于同类型基岩地层,探头与地层耦合不佳将导致其等效弹性层弹性模量下降,进而导致钻孔潮汐因子下降。本文以砂岩弹性模量0.5 GPa作为判定钻孔耦合状态的下限,即认为等效弹性模量低于0.5 GPa时钻孔处于脱耦状态,统计结果表明我国现有钻孔体应变观测中有约30%的钻孔处于脱耦状态,这一研究结果对预报人员应用这些钻孔资料开展地震分析预报工作有重要指导意义。

矿山钻孔三维模型构建与可视化方法

为了建立矿床三维地质模型，研究了基于矿山钻孔数据的钻孔三维模型构建及可视化方法。采用与平台无关的SQLite嵌入式数据库管理钻孔数据，设计了钻孔数据的孔口、样品分析、测斜和地质岩性等4个表结构，分析了建立钻孔三维模型时钻孔数据存在的2种错误类型。将钻孔轨迹曲线转化为折线，给出了均角全距法、全角半距法等2种钻孔轨迹折线计算公式。采用钻孔图形关联属性数据表的数据结构来存储钻孔三维模型，利用点和直线段分别存储钻孔孔口和样品的空间位置数据，数据表存储图形对应的钻孔编号、样品元素品位、体重等属性值。以多段线表示钻孔轨迹，并通过文字、颜色、图形等多种方法实现钻孔属性数据在三维空间的可视化。基于Hoops 3D框架对以上算法进行了实现，并建立了某铜矿32#~56#勘探线钻孔三维模型，根据钻孔轨迹和铜元素品位的可视化结果，圈定了勘探线剖面的铜矿体边界。结果表明，所提出的钻孔三维模型构建方法准确可靠，有助于提高地质分析、矿床地质建模的效率。

基于钻孔三维模型的单工程矿体圈定方法

为实现三维可视化环境下的矿体圈定,进而建立矿体三维模型,对单工程矿体边界自动圈定方法进行了分析。根据钻孔孔口、样品分析、测斜和地质岩性数据,计算钻孔空间轨迹和属性数据,从而建立钻孔三维模型。在此基础上,根据矿床工业指标(包括边界品位、最小可采厚度、夹石剔除厚度、最低工业品位、最低米百分率等),对三维空间的样品进行组合,通过按样长或样长与密度乘积的加权平均值计算组合样品的矿石品位。利用矿体倾向和倾角计算矿体厚度方向的向量,根据钻孔三维模型的空间轨迹线计算各矿段的穿矿向量,采用将穿矿向量投影至厚度方向的向量计算矿体真厚度,分别实现了采用边界品位的单指标和采用边界品位与最低工业品位的双指标矿体圈定方法。以云南省某铜矿地表钻孔数据为例,对所提矿体圈定方法进行了验证,结果表明:基于钻孔三维模型的单工程矿体边界自动圈定方法能够按照给定的工业指标圈定矿体,有助于大幅度提高矿体圈定的准确性和工作效率。

基于钻孔资料的某尾矿坝渗透系数反演分析有限元模型建立

根据某尾矿坝目前的库容和运行情况,需对其进行加高扩容改造设计,使堆积高程由目前的802 m升高至860 m。为此,进行了该尾矿库区现状的工程地质与水文地质钻孔勘察,为加高扩容改造设计提供依据。根据该尾矿库区现状实际的钻孔资料和工程地质与水文地质勘察结果,建立用于渗透系数反演分析的整个尾矿库区三维有限元网格模型,为确定该尾矿库区各分区模型渗透系数奠定基础。可以看出,基于实际钻孔资料建立渗透系数反演分析有限元模型是解决实际工程问题的一种实用而有效的方法。

煤矿井下钻孔测井标准模型的构建研究

矿山井下钻探是一种常用的技术手段,井下钻孔测井技术是井下钻探成果解释的重要保障。由于井下钻探设计、施工的特殊性、地质条件的复杂性、探测目的的多样性及矿井地质技术人员的认知差异,井下钻孔测井这一新技术在应用方面尚且存在一定的障碍。通过对生产区域钻孔模型钻探选址、钻探设计、取芯施工、综合测井分析、岩芯实验分析(晶体光学实验、岩石力学实验分析)模型报告汇编,构建出钻孔测井标准模型,可以为井下钻孔测井工作提供标准的成果解释参考,从而促进井下钻孔测井工作的推广应用,进而提升矿井地质防治水技术的工作水平。

原地应力对钻孔应变耦合系数的影响分析

利用4层介质耦合钻孔模型,研究该模型中耦合介质弹性参数变化对钻孔应变耦合系数的影响。计算结果表明:在钻孔耦合介质中,弹性层等效弹性模量变化对面应变耦合系数的影响大于对差应变的影响,与观测结果对比,分析发现面应变耦合系数观测值存在明显非均匀性,而且其大小与台站的背景应力场存在对应关系。

黏土中桩端后注浆单桩抗压承载特性室内模型试验研究

参照现场桩端后注浆工艺的基础上,采用室内模型试验和自主研发的模型桩钻机以及注浆装置研究黏土中不同桩端注浆量下5根模型钻孔灌注桩竖向抗压承载特性,并通过后续土体开挖,分析桩端后注浆浆液上返高度和浆液在土体中的扩散模式.试验结果表明:与未注浆试桩相比,黏土中不同桩端注浆量下试桩极限承载力提高率为37.5%~112.5%,承载力提高幅度与注浆量呈正相关;注浆试桩桩端以上浆液上返段深度范围内轴力明显小于未注浆试桩,且轴力随着注浆量的增大而减小;桩顶荷载较小时,在浆液上返段深度范围内,4根不同注浆量试桩平均侧摩阻力略大于未注浆试桩且增长幅度受注浆量影响很小;随着桩顶荷载增大,该深度范围内注浆试桩桩侧平均摩阻力远大于未注浆试桩且其值随着注浆量的增大而增大;在相同注浆压力条件下,不同桩端注浆量主要影响桩端浆液上返深度范围内桩身侧摩阻力值大小,对上返高度影响较小,桩端后注浆浆液上返高度约为桩端以上14倍桩径;未注浆试桩表现出摩擦端承桩的特性,注浆试桩表现出端承摩擦桩的特性;在同一桩顶荷载下不同注浆量试桩桩端阻力发挥比例随着注浆量的增大而减小.通过开挖分析得出黏土中桩端后注浆主要通过浆液压密和劈裂作用于桩端和桩侧土体进而改善基桩承载特性.

钻孔施工对土体位移场影响的试验分析

根据透明土试验原理,采用熔融石英砂和矿物油配制出性质与天然砂体近似的透明土试样。根据钻孔工程特点自行设计制作钻孔模型系统,并据此获取不同试验条件下的土体变形激光散斑图像。结合数字图像处理技术对土体变形情况进行实时分析。试验结果表明,根据土体位移场的宏观形态特征,可将土体位移场分为抛物线包络型位移场和整体柱状型位移场,并获得了抛物线包络型土体位移场的速率分布表达式。分析结果可为输电线路勘测钻孔施工提供参考。

沙曲矿瓦斯抽放模型研究

为了保证矿井生产衔接,利用回采工作面巷道使用定向钻机对下一个工作面提前进行整体的区域性预抽,待需要掘进巷道时已完成对工作面的预抽工作,一次性达到掘进和综采的防突要求。针对煤与瓦斯突出问题采取相应措施后,综采工作面瓦斯均能达到有效排放。所采取措施均由钻机施工,无需开设瓦斯治理巷道,节约了时间和成本,而且抽放的瓦斯可以作为新能源利用。

凤凰山铜矿地质数据库建库技术

基于数字化软件Datamine建立凤凰山铜矿地质数据库,生成三维钻孔模型,并进行矿体圈定,实现了矿山地质信息的查询、修改、实时更新、输出自动化及可视化,为矿山的生产和设计提供了重要决策平台。

以钻代槽勘查方法研究与应用

为解决槽、井探等传统地表揭露手段自身局限性问题及减少对环境的破坏,提出以钻代槽勘查方法研究的技术路线,总结归纳出浅钻技术方法与钻孔布孔方案,同时初步探讨了基于钻孔数据的三维地质建模方法。最后将以钻代槽方法成果在西藏等地进行了推广应用,验证了可行性和有效性。

不定边界热传导方程的差分法

在工程应用和实践中,热传导方程是非常重要的一类数学物理方程。工程中经常涉及求解热传导方程初边值问题。文章首先介绍了由激光钻孔模型得到的不定边界热传导方程,然后对其用差分法求解。