华北煤矿区岩溶陷落柱特征及成因探讨

岩溶陷落柱是中国北方型石炭二迭纪煤田的一种特殊隐伏垂向构造,广泛分布于20个煤田45个煤矿区。通过对华北煤矿区岩溶陷落柱内部物质特征和外部形态特征的综合分析,认为适当的岩溶及地质构造是岩溶陷落柱形成的基本要素,其形成过程是多种因素影响的复杂动力地质过程。以奥灰岩层中岩溶发育为基础,地下水的强烈交替为条件,岩体自重重力、地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力,经过迅速垮落、溶蚀、搬运、塌陷、冒落等周而复始的过程,分阶段逐步形成陷落柱。向斜轴部的岩层底面受张拉破碎为‘倒楔形’岩块,背斜轴部岩层底面受压破碎为‘正楔形’岩块。在重力作用下向斜轴部有利于岩块整体下移形成陷落柱,从力学上解释了‘华北地区岩溶陷落柱集中发育多在向斜褶曲部位而不是背斜轴部’这一基本规律。

范各庄矿井地下水系统广义多重介质渗流模型

为充分体现矿井裂隙水系统的强烈非均质性和不连续特征,运用广义多重介质理论,系统地研究了范各庄煤系含水介质。地质研究及水文地质试验表明,陷落柱作为含水介质的主干裂隙,其水文地质特征、渗流量计算等均不同于断裂裂隙或褶皱轴部裂隙,应概化为另一类主干裂隙介质;范各庄矿井地下水系统以煤层底板砂岩介质为主要目标含水层,F0断层及其伴生构造、井口向斜轴部、塔坨向斜轴部、13#陷落柱为主干裂隙,其间为等效裂隙岩块;主干裂隙控水且主干裂隙水流服从水流三次方定律,陷落柱等同水流管道,裂隙岩块等效多孔渗流介质;用水量交换耦合组成了广义三重介质渗流模型,该模型充分体现了煤系裂隙含水系统流场的空间特征,特别是强径流带和局部非连续渗流特征。广义三重介质渗流模型的流场和模型识别显示,范各庄矿井底板砂岩含水层正常裂隙岩块的渗透性及储水性较差,矿井水主要来源于构造导通的下部灰岩含水层;以不同矿井(突)涌水量为输入,运行系统模型,所得的流场形态分析认为,三水平12煤—14煤含水层的正常涌水量以0.167m3/s较为适当,最大涌水量不超过0.25m3/s,矿井正常总涌水量为0.333～0.417m3/s,矿井最大总涌水量为0.5m3/s。

柴达木盆地北缘块断带的扭动构造与阿尔金构造体系的关系

依据柴达木盆地北缘块断带构造线方位的变化、深层构造与浅层构造的不吻合、左行雁列式排列和反“S”型构造组合、以及中生界地层分布由老到新由西向东迁移等特征，论证了柴达木盆地北缘块断带的形成受祁连山构造体系和阿尔金山构造体系的双重控制，北缘块断带的现今构造格局是阿尔金构造体系强烈改造的结果，在此基础上总结了柴达木盆地北缘块断带中、新生代构造演化特点。

锚杆尾部的破断机理研究

通过对偏心荷载作用下锚杆的受力分析,揭示了偏心荷载不利于锚尾工作状态的事实,并得出了偏心荷载处产生的正应力是5～7倍锚尾正应力的结论。建立了一般全锚条件下的锚杆力学模型,给出了锚尾荷载的解析式,并通过对理想全锚条件下锚尾的工作状态分析,阐明了锚尾端渐进破坏其偏心荷载产生的必然性。最后给出了锚尾的破断机制条件,并对其实践指导意义进行了解释。

北方岩溶陷落柱的充水特征及水文地质模型

岩溶陷落柱是中国北方型石炭二迭纪煤田的一种特殊隐伏垂向构造,广泛分布于20个煤田45个煤矿区,对煤矿安全生产危害极大。为实现岩溶陷落柱的数学模拟并准确预测其涌(突)水量,进行了其充水特征及受控机制的研究,并建立了水文地质模型。研究表明,陷落柱的充水受地质构造运动、地下水径流条件、柱体内物质组成、压实和胶结情况以及承受水压大小等多种条件与因素的控制和影响,而各种因素又彼此促进和相互制约,只有处在现代岩溶水强径流带和集中排泄带并隐伏埋藏在地下水水位以下者,才能构成突水的潜在威胁。真正造成突水危害的还需要其他条件的配合,这就决定了绝大部分北方岩溶陷落柱并不充水也不导水。若岩溶陷落柱一旦突水,水量大且迅猛,预测及防治难度极大。按照系统论的观点,灰岩地下水是其补给源,柱体本身是充水通道,井巷或采煤工作面是其排泄点,岩溶陷落柱作为矿井地下水广义三重介质渗流系统的一类介质,自身又构成了独特的岩溶陷落柱水文地质子系统。对于子系统内部特征的详细深入研究,可将陷落柱划分为全充水强导水型、边缘充水导水型和不导水或微弱导水疏干型等3种类型,在地下水系统中相应地概化为垂向管道、主干裂隙或垂向越流介质、隔水体或无影响介质,通过数学模型的解算实现矿井涌(突)水量的?

螺旋钻机开采技术及其发展

介绍了螺旋钻机的生产工艺及技术特征 ,综述了该技术的应用及其发展 ,分析了该技术应用的地质力学问题及其研究进展。概述了该技术在国内的研究现状 。

基于围岩动态监测与反馈的锚固巷道稳定控制

针对煤巷锚杆支护的稳定控制问题 ,以锚固系统的变形协调条件出发 ,提出了围岩动态监测与反馈的基本原理并对其指标的选取、确定以及运用准则给予了分析和说明。最后通过实例论证了围岩动态监测与反馈的应用效果。

不同围压作用下岩石损伤破坏的数值模拟

利用RFPA2D对岩石在不同围压下损伤破坏演化过程进行了数值模拟 ,基于岩石损伤定义分形维数以描述试样在各种加载条件下微破裂的演化过程。计算结果表明 :分形维数和损伤变量随着荷载的增加逐渐增大 ,岩石的起始损伤随着围压增加而被延迟 ,试样强度随着围压的增加而增加 ,其宏观破坏符合Mohr -Coulomb破坏准则。

岩石脆性破裂的重正化研究及数值模拟

针对脆性岩石细观强度非均匀、离散性特征 ,利用重正化群理论建立了岩石临界破坏重正化模型 ,系统研究了岩石宏观临界强度和细观强度的定量关系 ,采用条件概率方法处理模型中细观单元间的应力转移 ,从而求得岩石临界破裂时的临界概率P ,着重研究了岩石均质度与岩石峰值强度的理论关系。此外 ,利用岩石破裂过程分析程序 (RFPA)模拟了岩石单轴压缩下细观破裂演化至宏观破裂的全过程。研究结果表明 。

锚固技术及其理论研究现状和方向

基于国内外大量而广泛的锚固技术实践与研究 ,全面概括分析了锚固技术与理论研究的现状。指出必须引入岩体锚固系统才能有效研究和解决锚固技术存在的关键问题。

负载平衡技术在油藏数值模拟模型并行化中的应用

对胜利油区广泛采用的多层二维二相油藏模拟模型开展了并行化研究 ,提出并采用按层粗粒度并行方法实现软件的并行化。在此基础上 ,为解决各处理器负载不平衡的缺陷 ,结合软件的特点设计了多种负载平衡方案进行对比研究 ,优化后的负载平衡方案有效地提高了软件的并行效率 。

用VC++6.0实现胶结充填材料质量控制

本文为实现对胶结充填材料的质量控制,依据实验数据建立了胶结充填材料数据库系统,并用ODBC开放数据库互连模式进行注册,与VC++6.0连接,在计算机上完成了胶结充填材料质量控制系统的构建。运用该系统,用户可根据自己所能接受的价格和所要求的强度,从中得到所推荐的胶结充填材料配比。该系统可适用于有色金属、煤炭等矿山。

多分量地震勘探技术的现状及进展

多分量地震勘探技术发展到今天,经历了漫长的历程。近年来,海上多波勘探的成功极大地推动了这一技术的发展。人们注意到这一技术比单一纵波勘探能提供更多的地震属性信息,能够解决储层的岩性、孔渗以及裂缝裂隙的密度和方向等问题。国内外研究学者在各向异性理论、地震波的传播机理、数值模拟、多分量地震资料的处理、解释方法以及相关模块的研究中取得了丰硕的成果,使多分量地震勘探的理论基础与方法储备相对成熟,并已逐步应用于生产科研实践之中。如今多分量技术以及与这一技术紧密相连的各向异性研究已成为国内外地震勘探领域的研究热点之一。

谈我国水土流失及复垦现状

文中总结了我国水土流失概况及治理现状；开发建设项目中水土流失的特点、强度、规模及变化规律；提出了我国矿区水土保持与土地复垦要走可持续发展的道路。