南海北部深水区烃源岩形成和分布研究

南海北部深水盆地与大西洋被动大陆边缘盆地烃源岩存在明显差异,大西洋被动大陆边缘盆地以中生界裂陷期湖相和坳陷期海相烃源岩为主,有机质主要来源于水生低等生物。南海北部深水区裂陷期可能发育第三系湖相烃源岩,但油气源分析结果表明,第三系海陆过渡相煤系烃源岩为本区主力烃源岩。南海北部深水区煤系烃源岩和海相烃源岩有机质主要来源于陆生高等植物,河流—三角洲体系是控制陆生高等植物生长和有机质富集的重要因素,海相烃源岩的有机质丰度存在由陆向海降低的趋势。南海北部深水区高有机质丰度烃源岩主要分布于盆地或凹陷周缘,以煤系烃源岩为主,部分为海相烃源岩,但盆地或凹陷沉积中心主要为有机质丰度相对较低的海相烃源岩,烃源岩条件较盆地或凹陷周缘地区差。

深部煤系软岩遇水崩解的宏观特征及微观机理研究

随着煤层开采层位的加深,对煤系软岩水稳性的研究越来越重要。巨野3号煤顶底板岩层以泥质岩为主,赋存深度900～1200m,为典型的深部煤系软岩。通过水理性试验、X射线衍射试验及电镜扫描试验,对巨野煤田深部煤系软岩遇水崩解的宏观特征及微观机理进行分析研究。研究发现软岩水稳性较差,浸水后在30min内开始崩解;岩样粘土矿物以高岭石及蒙伊混层为主,结构上表现为明显的疏松性及定向排列性。通过分析认为深部煤系软岩崩解是粘土矿物内外膨胀联合作用的结果,其中软岩结构特征是导致该类岩石遇水崩解的主要因素。

海相深水碎屑岩层序地层学理论进展及关键问题

深水环境地质特征复杂,资料缺乏,有关海相深水碎屑岩层序地层学理论认识仍没有形成相对统一的观点。基于层序地层样式、层序单元界面、体系域构成及沉积体系分布位置等特征分析,阐述了经典的层序地层模式、基于深水体系类型划分的层序地层模式、基于深水沉积构型要素叠置样式的层序地层模式、基于四分体系域模型的层序地层模式和基于沉积物理界面的层序地层模式对深水碎屑岩沉积体系的处理方式或思路以及各种模式在深水沉积研究中的优缺点和适用条件。梳理了深水沉积"源-汇"过程与层序地层异源控制因素、深水基准面变化、深水层序地层级次划分和深水自旋回沉积等在深水层序地层学研究过程中一些关键问题,提倡在深水油气储层级别研究中,可开展基于资料和物理界面限定下高分辨率层序地层分析。

基于应变软化深埋巷道含水围岩的弹塑性极限平衡分析

在岩体内开挖巷道后,由于干扰了原岩应力分布和渗透水压力的作用,巷道含水围岩中呈现次生应力,这种新出现的不平衡应力是引起岩体产生变形、位移,甚至破坏的主要根源。以圆形截面巷道为例,结合莫尔-库仑理论从围岩弹塑性变形的角度出发,在考虑了围岩应变软化所引起围岩损伤的基础上,计算和分析了地下巷道含水围岩达到极限平衡时围岩塑性区范围与相应支护抗力之间的关系,为实际地下工程施工和支护提供了理论基础。

含水围岩下向深钻孔两级套管堵水测压技术研究

赵庄矿测试下邻近8号煤层瓦斯压力时,需要穿越2个含水层,钻孔涌水难以封堵且垂直深度较大、难以定向施工,影响煤层瓦斯压力测试。为此,试验应用了两级套管高压注浆堵水的技术方法。通过研究下向钻孔深孔定位打钻、深孔套管安装施工和两级套管高压注浆固结堵水及合理技术参数等,突破了含水围岩条件下的下向深钻孔封孔测压问题。经现场试验,成功测得了煤层原始瓦斯压力。研究结果表明,穿越围岩含水层的下向深孔测试瓦斯压力时,两级套管高压注浆堵水测压是一种有效的技术途径。

我国煤矿立井特殊凿井技术的应用与发展

随着我国煤炭资源的开发,特殊凿井技术有了很大的发展。文章对特殊凿井技术进行了回顾,介绍了钻井法已成功施工660m的井筒,钻机设备、泥浆制备、废浆处理等关键技术均有较大突破;冻结法施工穿过不稳定冲积层的厚度已达到674.5m,在含水基岩地层中的冻结深度已达到950m,均达到世界领先水平。同时,文章介绍了特殊凿井技术的发展趋势,并指出曹县煤田及阳谷—茬平煤田的部分矿井井筒穿过的巨厚不稳定冲积层厚度约在800~1000m左右,仍有众多难题亟待解决。

琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩发育模式

琼东南盆地深水东区勘探程度低,钻井样品受油基泥浆污染严重,目前关于该区浅海相和海陆过渡相烃源岩的有机地球化学研究较为局限。通过对深水东区渐新统受油基泥浆污染的泥岩岩屑进行有效地洗油实验及有机地球化学分析测试,结合东部浅水区渐新统烃源岩样品的有机岩石学、有机地球化学分析测试等地质资料,系统剖析了深水东区渐新统不同沉积相烃源岩的地球化学特征、发育控制因素和发育模式。研究结果认为,琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩的发育模式可分为海陆过渡相三角洲前缘模式和浅海相模式。海陆过渡相三角洲前缘烃源岩为中等—高有机质丰度,有机质类型为Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍大于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍小于1.2、高OL/C30H、高T/C30H、低C23TT/C30H、低C27ST/C29ST和相对较低的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,烃源岩的TOC和硫含量相关性极好,沉积水体为氧化性淡水—半咸水环境。三角洲前缘烃源岩的TOC和母源输入参数相关关系较好,而与Ga/C30H、C35/C3422S参数相关关系较差,说明三角洲前缘烃源岩的有机质丰度主要受陆源有机质输入的控制。浅海相烃源岩有机质丰度中等,有机质类型为Ⅱ2~Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍小于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍大于1.5、低OL/C30H、低T/C30H、高C23TT/C30H、高C27ST/C29ST和相对较高的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,且烃源岩的TOC和硫含量相关性较差,沉积水体为弱氧化性半咸水—咸水沉积环境。浅海相烃源岩的TOC和母源输入参数、Ga/C30H、C35/C3422S等相关关系均较好,说明浅海相烃源岩有机质丰度受水生有机质输入和弱氧化性半咸水—咸水沉积环境控制。滨海相烃源岩的有机质丰度为差—中等,有机质类型以Ⅲ型为主,且TOC受母质来源或沉积水体的氧化还原性影响较小,其烃源岩发育模式是一种破坏性模式。

导水构造防隔水煤(岩)柱的计算方法

矿井生产期间,开采煤层受底板承压水威胁时,往往因导水构造的影响造成突水淹井事故,因此,需对导水构造留设合理的防隔水煤(岩)柱,避免水害事故的发生。以往对导水构造防隔水煤(岩)柱的留设主要以绘图法为主,留设煤柱尺寸虽合理,但在思想逻辑上不易于理解。本文通过将导水构造防隔水煤(岩)柱留设的实际问题转换为数学问题,建立数学模型,通过对煤岩层的赋存状态及导水构造的发育形态进行分析、总结,确定了固定的计算公式,准确、合理的计算出导水构造防隔水煤(岩)柱尺寸。

基岩深基坑降水

本文对低渗透性、非均质、各向异性基岩浅埋区深基坑降水的方案设计、降水效果进行了总结。

大海则煤矿立井冻结设计比较及建议

根据目前我国冻结法施工技术水平,结合蒙陕地区的地质特点对大海则煤矿四个立井井筒的冻结设计进行了深入的分析与探讨,总结西部地区冻结设计的一些普遍规律,提出了对西部冻结设计的观点及分析,为今后西部地区冻结深大立井提供了宝贵的建议。

深埋软岩隧洞围岩-支护体系安全控制研究

深埋软岩隧洞变形程度大、持续时间长、支护困难,如何制定有效的设计对策以控制软岩变形是深埋软岩隧洞设计和施工面临的重要技术难题之一。软岩隧洞变形控制研究主要涉及3个关键科学问题:软岩隧洞围岩-支护体系承载机制、围岩-支护体系的安全控制指标与控制标准、软岩隧洞的合理支护时机与支护强度。多年来,国内外学者通过理论分析、现场试验、数值模拟等不同途径对软岩变形控制问题进行了系统的研究,取得了丰富的研究成果。分析了有关软岩变形控制3个关键问题的研究进展,探讨了围岩荷载的作用形式以及围岩-支护的荷载分担比例,建立了围岩-支护体系的安全控制指标与标准。在此基础上,对深埋软岩隧洞的合理支护时机和支护强度进行了探讨。相关认识和结论具有一定的理论和工程意义。

利用叠前反演技术规避地震振幅异常陷阱

珠江口盆地白云深水区的目标区块H构造是发育在上陆坡的断背斜构造。钻探在构造低部位的发现井H1井、H2井钻后分析认为,主要储层sand1为深水重力流水道化砂体,由于水道切割能力有限,构造高部位可能不发育储层,储层受水道控制。为了推动高部位H3井的钻探,结合地震正演与地震波形分析认为,构造高部位地震振幅变弱是由于砂体变厚所致。通过叠前反演对H构造高部位进行烃类检测,认为含气性很高。最后钻探H3井获得了3层超60m的气层,证明H构造的储层受构造与沉积双重控制。H3井钻后分析认为,由于储盖组合的不同,地震振幅异常的强弱与含气性没有线性的关系,综合地震正演、叠前反演可以对构造含气性进行准确的预测,从而规避了地震振幅异常陷阱。

芜申运河特大桥深水裸岩钻孔桩平台施工关键技术应用研究

本文以溧高高速公路芜申运河大桥的河流深水裸岩基面的地质特点,根据河道中水流、水深的具体情况,研究了在钻孔灌注桩施工中平台搭设的技术方案,并在方案的基础上分析了钻孔平台的施工关键技术,对其抗倾覆能力进行计算,得出该方案能够用于本项目施工,而且还可以推广应用的结论。

深水裸岩高桩承台钢吊箱设计与施工

研究目的:解决在河床裸露、岩面坚硬不平整、岩溶发育、水深等水文地质条件下,高桩承台基础的施工问题。旨在为以后同类承台施工提供借鉴。研究方法:以柳州市三门江大桥高桩承台施工为例,介绍拉压柱式钢吊箱围堰的设计与施工,重点介绍钢吊箱围堰的设计方案、工作原理、施工工艺及施工要点等技术细节,同时对钢吊箱围堰施工中的注意事项进行阐述。研究结论:总结出的适用于深水裸岩溶蚀地质下高桩承台基础钢吊箱的施工工艺,设计合理,能满足工程的需要。

深孔水压爆破技术在含水岩体中的应用

在含水岩体中进行深孔爆破时 ,处理孔内积水是件困难的事情。采用深孔水压爆破 ,既免除了水炮孔排水之苦 ,还可利用水介质的特性达到改善爆破效果 。

深厚含水围岩预锚注初期支护的圆洞力学模型及其开挖安全分析

为解决深部地下工程面临的高水压支护设计和施工方面的理论难题,提出基于预锚注初期支护的高水压圆洞力学模型。首先,将岩土力学“流固耦合”原理应用于预锚注支护下开挖卸载力学模型的解析,获得应力场、位移场、渗流场的解析求解表达式,并通过有限元数值解对解析解的正确性进行验证;其次,图形化展示径筋支护参数对初期支护区围岩的应力场的影响规律;最后,基于最大有效剪应力求解和Hoek-Brown岩体破坏准则,诠释采用预锚注支护来确保洞体安全开挖的原理,揭示径筋参数、洞口直径对开挖卸载安全的影响规律。结果表明:1)解析解与数值解的规律基本一致;2)预锚注初期支护可从2方面提高开挖后围岩的安全性,一是通过增大围岩径向应力以降低洞边固体有效剪应力,二是通过提高岩体完整性使得围岩屈服面外扩增大;3)径筋参数对承载安全的影响程度由大至小依次为径筋直径、径筋数量、径筋长度;4)径筋锚注支护作用获得的安全系数随着洞径的增大而逐渐降低。

超深地下连续墙施工技术及控制措施

本文以武汉轨道交通12号线中一路地铁站为工程背景,对超深基坑工程的围护结构地下连续墙施工安全与质量控制进行研究。归纳分析了地质条件差、水文情况复杂、施工难度大的地下连续墙施工方法。简要说明了测量放样、导墙施工、泥浆制备、成槽施工、钢筋笼制作与安装、封闭型钢接头施工、混凝土灌注、墙趾后注浆等关键技术。针对施工要点问题,如:地下连续墙墙底入岩、止水;地下连续墙接缝处止水;预埋件位置偏移;H型钢接头渗漏水;混凝土浇筑质量提出了针对性控制措施,以达到安全施工,确保质量。为类似大面积超深度基坑工程地下连续墙施工提供有利参考。

平朔东露天煤矿深水孔间隔装药研究

为解决平朔东露天煤矿含水岩层爆破质量差,深水孔分层间隔装药难度大、操作复杂等难题,对东露天煤矿岩石层含水率、含水岩石力学参数进行了研究,并结合实际提出了一种机械式旋转、伸缩隔离装置用于优化爆破工艺。结果表明:新的装药方式实现了深水孔准确隔离装药,降低了炸药单耗,提高了含水岩层的爆破开采效率。

深水高桩承台有底钢套箱施工方案探讨

依托省道S255线博罗东江大桥改扩建项目为工程背景,介绍了一种深水环境中的高桩承台施工的有底套箱结构,套箱底板和底梁均采用预制钢筋混凝土结构。完成第一次封底混凝土施工后,进行抽水,并在桩基钢护筒上焊接承重牛腿,将承台主体结构浇筑时的受力系统由悬吊系统转换为承重牛腿。对此类套箱结构施工工艺的控制要点进行了较为详细的介绍,可为同类承台施工提供参考。

爆破开挖扰动下深埋隧洞围岩含水裂隙起裂机制研究

为给富水地层钻爆法施工深埋隧洞突水灾害防控提供理论支持,针对爆破开挖扰动下深埋隧洞围岩含水裂隙起裂机制,明晰爆破与开挖瞬态卸荷双重动力作用下深埋隧洞裂隙围岩物理开挖过程和力学状态调整过程,揭示爆破荷载作用过程中深埋隧洞裂隙围岩应力状态的动态调整机制,建立考虑爆破荷载与地应力瞬态卸荷双重动力耦合作用的含水裂隙及其支裂纹尖端应力强度因子计算方法,并分析裂纹面倾角、裂隙水压力、爆破强度以及地应力水平对含水裂隙支裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:爆破荷载作用初期含水裂隙支裂纹应力强度因子迅速增加,爆破荷载过峰值后裂纹应力强度因子快速下降;地应力卸荷强化了围岩含水裂隙的扩展能力,支裂纹应力强度因子在卸荷结束时变现出现陡增现象;含水裂隙支裂纹尖端应力强度因子随裂纹面倾角的增大而显著减小,随裂隙水压力的增加而小幅增加,地应力卸荷前支裂纹应力强度因子随爆破强度增大而明显增加;在爆破荷载快速增加阶段,支裂纹应力强度因子随地应力水平增加而减小,卸荷即将结束阶段,支裂纹应力强度因子随地应力水平增加而增大,高地应力水平的卸荷作用会显著促进围岩含水裂隙起裂扩展,加剧围岩水力破坏。