深部围岩地冲击扰动作用的模拟试验技术

为模拟深部高围压硐室结构在爆炸地冲击扰动作用下的长持时加载过程，开展了模拟装置的调试和试验工作。分析了爆炸作用下，远场扰动应力波的主参量，并采用量纲分析获得了满足相似定律的仪器参数指标。利用模拟试验装置，分析探讨了气室压力、电磁阀开启时间、活塞速度、水压以及整形材料等因素对冲击波形、正压时间、升压时间和峰值的影响规律。结果表明，整形材料的刚度越低，应力波形的正压时间及升压时间越长，峰值相对越低；活塞撞击速度越高，应力峰值越高，但是正压时间及波形无明显变化。通过控制电磁阀开闭时间和气室气体压力值，可以控制活塞撞击的速度。通过改变整形材料和活塞撞击速度，实现了正压时间在3.5～5.0 ms之间的调整、升压时间在0.9～2.5 ms之间的调整，峰值在4～8 MPa之间的调整，调整后输出的压力波形可有效模拟深部围岩中远区爆炸应力波。采用有机玻璃复合结构作为试件，验证了装置在模拟深部围岩地冲击扰动作用的可行性及可靠性。上述研究证明了装置可为室内试验提供参数可控的爆炸地冲击扰动，丰富了深部地质力学试验系统模拟爆炸扰动的研究。     

The Analysis of Seam Pressure Released Effect in Protection Layer Mining of Kilometer Deep Shaft

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析。首先根据实际地质条件建立了三维数值模型,计算了己14煤开采过程中下部己15煤层的应力分布。计算结果显示,下部己15煤层在上部保护层开采过程中压力先升高后降低,在采面通过40 m后煤层压力降低至小于1 MPa;但在采空区外侧集中应力区,最大应力值高达42 MPa。现场监测数据显示,采空区下方煤层巷道瓦斯浓度显著增大,但外侧煤层巷道瓦斯浓度变化较小,在上方采面通过40 m后,巷道变形趋于稳定,煤层得到充分卸压。综合数值计算结果和现场监测数据可知,深部近距离保护层开采可以显著降低下部煤层压力,释放煤层瓦斯,但由于集中应力的影响,难以释放位于采空区边缘的下部煤层瓦斯。     

基于岩石蠕变及D-P准则的深部巷道围岩弹塑性分析

为深入分析岩石蠕变及中间主应力对深部高应力软岩巷道围岩稳定性及分区变形特性的影响机理, 通过剖析长期荷载作用下深部巷道围岩的变形特征, 揭示了基于围岩蠕变特性的深部巷道围岩四分区变形机理, 并依据Druck-Prager准则及关联性流动法则考虑了中间主应力、岩体扩容及应变软化的影响, 推导出巷道围岩各分区应力、变形和半径解析解. 结合工程算例, 通过对现场监测数据以及不同力学模型的计算结果进行对比分析, 论证了本文理论的科学性, 并揭示了不同强度准则和围岩参数对深部巷道围岩各分区形态的影响规律. 结果表明, 忽视深部巷道围岩的蠕变特性将导致初始黏聚力的取值大于实际值, 从而造成围岩的理论承载能力大于实际承载能力; 在[0, 0.7]区间内提高中间主应力系数可有效控制围岩塑性区及破碎区范围的扩展; 当初始黏聚力及内摩擦角减小时, 中间主应力系数对围岩塑性区、破碎区范围及巷道变形的影响力显著提高. 研究成果可为地下工程支护设计及围岩稳定性评估提供理论参考.      

四川牦牛坪稀土矿床深部构造与成矿作用的地球物理新证据

四川牦牛坪稀土矿床位于冕宁-德昌稀土成矿带上,储量居世界第三。矿床受S-N向展布的哈哈断裂及其中的碳酸盐-正长岩杂岩体控制。矿体以充填方式产于岩石裂隙中并表现出明显的分带特征,据此可将成矿作用划分为三个期次：S_Ⅰ-霓长岩化期,S_Ⅱ-方解石-重晶石期,S_Ⅲ-钠铁闪石-氟碳铈矿期,反映了成矿流体的结晶顺序。前人研究表明该矿床形成于新生代的碰撞造山环境,因此,矿床深部构造对成矿作用有重要意义。本次研究在矿区内布置两条可控源音频大地电磁测深(CSAMT)线T1和T2,通过2D反演,并结合地表地质填图,推测哈哈断裂在矿区中分为两支。这两条次级断裂在深部都为倾向E的低角度逆断层,并且向下有可能逐渐合并成一条主干断层,而向上则逐渐变陡,并进一步分成若干条次一级破碎带,为成矿的有利空间。因此,从深部到浅部,哈哈断裂可分为3个层次：深层次构造为深度>5 km的导矿断裂,将深部含矿热液运移到浅部;中层次构造为3～5 km的配矿断裂,控制着矿床的产出位置;浅层次构造为3 km到地表的节理裂隙,是直接的容矿构造,含矿流体结晶并充填于其中而...     

鄂尔多斯盆地油气伴生水的REE地球化学特征

研究了鄂尔多斯盆地油气伴生水的稀土元素地球化学特征.结果表明,油气伴生水的稀土元素含量明显偏高,物质来源具有多源性;油气伴生水普遍形成强度不等的Eu和Ce负异常,表明其主要形成于还原环境,但在后期演化过程中经历了氧化环境的改造,并与围岩发生过相互作用,且受后期改造程度较高.该油气伴生水的稀土元素球粒陨石标准化曲线具有4种基本模式,其中,SH-4样品的稀土总量∑REE极高,稀土总量介于上地幔和下地壳的岩石之间,稀土模式图及稀土比值特征接近下地壳,显示其中有深部物质加入.在基底断裂发育、构造活动相对强烈的区域所赋存的油气伴生水中,深部物质组分相对较多,表明其在运移过程中可能与深部岩石有过相互作用,抑或有深都流体物质加入.     

第九届全国储层声学与深部钻测技术前沿研讨会在北京召开

第九届全国储层声学与深部钻测技术前沿研讨会在北京召开     

深部开采对覆岩破坏移动规律的实验研究

根据淮南矿业集团潘一矿2171（1）工作面开采实践,采用相似材料模拟实验。利用电子经纬仪与数字散斑相关方法相结合监测位移,分析研究了采场上覆岩层的“三带”特征及分布规律,上覆岩层移动发展趋势、演化规律、存在范围及形态,以及与开采宽度的关系。结果表明：一定采宽后顶板垮落规律显著,断层下顶板周期断裂步距减小;岩层下沉系数与岩层高度和采厚比成线性关系,上覆岩层沉降具有非对称性;离层裂隙的发生、扩展、闭合受关键岩层的影响和控制。数据分析还表明,数字散斑相关方法具有较高的精度,这一新的研究方法引入,丰富了上覆岩层活动规律的研究手段。本文结果可为指导工程实践提供重要理论依据。     

2017年第八届全国储层声学与深部钻测技术前沿研讨会在北京怀柔国科大召开

2017年第八届全国储层声学与深部钻测技术前沿研讨会在北京怀柔国科大召开     

开挖卸荷条件下深部圆形洞室各向同性围岩分区破裂化机理

论文提出了一种静水压力条件下动态开挖卸荷对深埋圆形洞室各向同性围岩分区破裂化影响的力学模型,获得了动态开挖卸荷条件下深埋圆形洞室围岩的弹性应力场,确定了卸荷速率和岩体动态力学参数对深埋洞室各向同性围岩分区破裂化现象的影响.利用动态Hoek-Brown准则,获得了围岩破裂区和非破裂区的数量和宽度.数值计算结果表明卸荷速率和岩体动态力学参数对破裂区与非破裂区的数量和宽度有较大影响.     

白云鄂博矿中深部弱磁尾矿中稀土的赋存状态研究

运用化学分析、场发射扫描电镜、X射线能谱仪及AMICS自动矿物分析系统等分析方法对白云鄂博中深部矿石弱磁尾矿中稀土的赋存状态进行研究,研究结果表明:中深部弱磁尾矿中稀土品位为9.66%,稀土矿物主要是氟碳铈矿和独居石,且二者的比例随着开采深度的增加由原来的7∶3~6∶4逐渐变化为3∶1,氟碳铈矿的比例明显增大。元素含量种类较多,矿物的组成非常复杂,嵌布粒度很细,稀土矿物在38μm粒度以下累积量超过了90%。稀土矿物主要是与铁矿物、萤石连生,解离度较高,利于稀土矿物分选。氟碳铈矿和独居石主要以单体存在,呈微细粒状、断续或者连续条带状分布于石英、闪石、铁矿物、萤石、磷灰石、霓石、方解石中。此研究结果对白云鄂博矿中深部弱磁尾矿中稀土的高效综合利用具有重要的指导意义。