- 王辉;范玉海;崔胜;贺小龙;金谋顺;潘春娟;梁敏;张少鹏;
以地表观测与最新的地震和钻探等工程资料为依托,运用构造解析研究思路与方法,对韩城矿区南部进行构造应力场与期次恢复,讨论研究区构造变形特征、形成机制及变形期次。分析研究区构造变形特征与构造空间组合关系,划分控煤构造样式,揭示构造成因,进行含煤有利区构造预测与评价。结果显示,区内存在NEE向挤压断块、NEE向复式地堑构造及NNE向挤压隆升—伸展断陷复合构造等3种构造样式,以NEE向复式地堑构造为主;研究区自三叠纪后经历了印支运动期NNW向挤压、燕山运动中期NWW向挤压和喜马拉雅运动期NE向挤压兼右旋剪切与NW—SE向伸展断陷作用3期构造作用,最大主压应力方位分别为335°、285°、44°;NEE向的正断层系是喜马拉雅运动期沿先存的同向优势构造剪节理面进一步发育而成,构成了区内特征性构造,控制了区内煤层空间赋存状况,其发育程度直接影响区内煤炭资源下一步勘查与开发进程。研究区东北部煤层埋藏深度适中,构造简单,是煤炭资源赋存条件最有利区,通过进一步勘查评价,有望成为韩城矿区重要的资源接续地之一。
2017年02期 v.45;No.260 1-7+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 560K] [阅读次数：47 ] |[下载次数：183 ] |[网刊下载次数：22 ] |[引用频次：7 ] - 王华;杜美利;张国涛;李梅;
煤中微量元素Sr和Ba的分布和赋存模式对研究煤层成煤古环境和煤炭的洁净利用有重要的意义。通过对横山5个矿区24个主采煤层煤样的工业分析、元素分析、矿物组成分析,采用相关性分析和逐级化学提取实验,研究该主采煤层中Sr和Ba的分布和赋存模式。研究发现,区内超过75%煤样属于特低灰煤;约96%的煤样全硫质量分数超过1%;主要的矿物成分为高岭石、黄铁矿和方解石。超过总分析煤样75%的样品中Sr和Ba富集,且在水平方向上Sr和Ba含量北部较南部更高。煤中Sr和Ba主要负载在天青石、重晶石、菱锶矿、碳酸钡矿、方解石和文石等矿物中。煤中Sr和Ba富集的主要原因是煤层中含有负载这两种元素的矿物。
2017年02期 v.45;No.260 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K] [阅读次数：30 ] |[下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] - 杨敏芳;鲁静;孙斌;王金友;
贵州盘江地区是我国南方最大的煤炭工业基地之一,也是南方煤层气勘探开发的重要地区。为了揭示该区龙潭组各主力煤层聚煤环境与煤储层特征,应用煤岩学、沉积学等理论和方法,对各主力煤层的煤岩、煤质和古盐度等特征进行了分析,探讨了聚煤环境及其对主力煤层煤岩、煤质及煤储层物性的影响。结果表明,主力煤层显微组分以镜质组为主,镜惰比较高,镜惰比在垂向上呈现变小–变大–变小趋势;龙潭组下段的硫分质量分数高(>3%),而中上段硫分含量平均在1%左右。研究表明该区成煤环境可能经历了偏干燥—潮湿—偏干燥的演化过程,且降雨量充沛使成煤环境由咸化泻湖转为淡化泻湖。镜惰比和煤的灰分含量、孔隙度有较好的线性关系,说明成煤环境对煤岩、煤质及煤储层物性影响明显。
2017年02期 v.45;No.260 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] [阅读次数：49 ] |[下载次数：194 ] |[网刊下载次数：30 ] |[引用频次：5 ] - 彭燕燕;宋波涛;刘路;刘钦甫;
接触热变质带的划分对变质岩变质过程的研究提供了有力的依据。基于京西羊屎沟地区地层中变质矿物组合及其空间分布情况,对该区的接触热变质带进行划分,并分析变质作用的形成阶段。由于燕山期房山岩浆岩体侵入,使围岩发生不同程度的接触热变质作用,形成各种特征变质矿物。在特定岩石类型中,特征变质矿物有规律的组合。采用偏光显微镜透射法和X射线衍射分析,分为透辉石–透闪石带、二云母带、红柱石白云母带和绢云母带,表明距离岩体由近至远,岩石变质程度由高到低呈分带现象。伴随着岩浆侵入不同阶段形成不同的特征变质矿物,将接触热变质作用分为5个渐进的阶段。
2017年02期 v.45;No.260 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 8685K] [阅读次数：40 ] |[下载次数：561 ] |[网刊下载次数：183 ] |[引用频次：4 ] - 李明培;邵龙义;董大啸;鲁静;李静琴;
为研究鄂尔多斯盆地东缘石炭–二叠纪古气候特征及其与成煤作用之间的关系,利用X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对研究区石炭–二叠系泥质岩中的黏土矿物组成及其环境意义进行分析。结果显示,区内泥质岩中黏土矿物主要以高岭石、伊利石/蒙皂石混层矿物为主,次为伊利石和绿泥石。黏土矿物的垂向组合特征表现为:高岭石在桥头剖面、扒楼沟剖面和成家庄剖面山西组,桥头剖面太原组底部、成家庄剖面太原组上部及本溪组中部含量偏高。伊利石在各个剖面的山西组中含量较高,绿泥石仅在山西组中上部、太原组下部含量较高。扫描电镜下黏土矿物晶体形态规则,未见明显磨蚀痕迹,伊利石结晶度为0.42°Δ2θ~0.63°Δ2θ,平均值为0.47°Δ2θ,结晶度较好,混层比相对质量分数平均值25.1%,表现为自生黏土矿物。根据自生黏土矿物的习性指出研究区古气候总体表现为温暖潮湿、间或在太原组早期和山西组中—晚期伴有短周期干冷气候。古气候与沉积环境两者相互印证指示聚煤作用强度的变化过程,是控制研究区内聚煤作用的关键因素。
2017年02期 v.45;No.260 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 4837K] [阅读次数：42 ] |[下载次数：426 ] |[网刊下载次数：37 ] |[引用频次：13 ]
- 谷峰;李乐忠;俞益新;苏展;葛岩;郝岩;刘晓健;
加里里盆地为澳大利亚东部主要的含煤盆地,也是其煤层气勘探开发的主要区块。通过煤质特征、气源条件、构造演化、盖层条件和水文条件等对煤层气富集的主控因素和富集区进行研究。结果表明,该区煤质及生气能力相当,白垩纪中期煤层开始持续生气;白垩纪晚期的区域构造抬升使气藏遭到破坏;扇三角洲主扇体间的局部泥岩相对发育,可形成良好盖层;靠近盆地中心存在地层水滞留区,地层水矿化度高,氯化钙型为主,对煤层气保存有利,含气量和氮气组分也显示含气性变好。因此,良好局部盖层的发育和滞水环境是该区煤层气富集的主控因素;Hulton-Road构造东北、Marathon单斜以东区域及中部Berly突起以北部分区域煤层的富气条件好,是煤层气的富集区。
2017年02期 v.45;No.260 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K] [阅读次数：40 ] |[下载次数：159 ] |[网刊下载次数：35 ] |[引用频次：4 ] - 时伟;唐书恒;李忠城;张松航;
水化学成分及特征对煤层气开发有重要指导意义。为研究沁水盆地南部柿庄南煤层气开发区块3号主采煤层的地下水径流与水化学特征,从该区采集了煤层气井排出水样,进行主要离子浓度及氢氧同位素测定,分析离子浓度与氢氧同位素的展布特征。同位素组成研究结果显示,3号煤层产出水均来自大气降水补给,表现出~(18)O与D漂移的特点。研究区由东向西δD和δ~(18)O值呈增大趋势,和Na~+、K~+、Cl~–等离子浓度呈现出一定的正相关性,并与研究区由东向西水文径流区(氧化环境)到滞流区(还原环境)的过渡特征相符合,说明δD和δ~(18)O值也可以作为判断煤层水径流条件与煤层气开发有利区的参考指标。
2017年02期 v.45;No.260 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2870K] [阅读次数：42 ] |[下载次数：382 ] |[网刊下载次数：28 ] |[引用频次：19 ]
- 虎维岳;赵春虎;
针对蒙陕矿区煤炭资源高强度开发与地下水为核心支撑的生态环境保护所面临的诸多问题,根据蒙陕矿区地质与水文地质结构特征,从地下水系统与水环境相关概念内涵及其相互依存关系出发,提出了地下水环境系统的概念;并从系统的空间结构特征、行为属性及其功能控制要素特征入手,将地下水环境系统细分为"结构控制层"、"水力驱动层"和"外围扰动层"3层结构;分析研究了不同结构层的功能、作用、主要组成要素及其状态表征指标,通过分析煤炭采掘活动与地下水环境系统相关结构要素的互馈机理,得出采煤活动通过对地下水环境系统中"结构控制层"的扰动进而导致"水力驱动层"的响应是诱发地下水环境系统演变的根本原因。
2017年02期 v.45;No.260 85-89+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K] [阅读次数：40 ] |[下载次数：239 ] |[网刊下载次数：35 ] |[引用频次：18 ] - 史卜涛1;张云1;胡磊1;吴吉春1;于军2;龚绪龙2
对不同干密度的重塑饱和黏性土进行直剪试验，探讨了剪切速率对重塑饱和黏性土剪应力-剪位移曲线的影响，分析了内摩擦角随剪切速率的变化关系。试验结果表明，干密度越小的重塑土，剪切速率对其内摩擦角的影响越明显。剪切速率主要影响剪切面附近的孔隙水压力，进而影响土体抗剪强度。剪切速率越大，剪切面周围超孔隙水压力越大，使土体总强度降低。在相同的法向应力下，不同剪切速率引起的剪切面周围孔隙水压力增量与抗剪强度差值成正比关系。当剪位移为7 mm时，剪切速率越大，土颗粒位移比较平直，剪切破坏面越平整。
2017年02期 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K] [阅读次数：96 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：375 ] |[引用频次：0 ] - 钟雨奕1;苏海2;潘皇宋1
四川盆地红层分布广泛，其特殊的工程特性常导致严重的地质灾害。通过分析成仁高速文宫连接线边坡的变形破坏特征，得出边坡在开挖和降雨的影响下破坏机制为蠕滑-拉裂。进一步用FLAC<sup>3D</sup>进行数值分析，显示开挖卸荷和降雨影响导致滑坡灾害，其后缘发生拉裂破坏，并引发滑坡前部发生剪切滑移破坏。针对该类型的边坡，开挖后应对路堑以上部分及时采取加固措施，避免降雨入渗软化土体，加剧滑坡变形破坏。
2017年02期 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2117K] [阅读次数：77 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：118 ] |[引用频次：0 ] - 魏启炳1;刘志彬1;鲁洪强2;高俊启3
针对青岛崂山路拓宽工程中高陡岩质边坡加固问题，选择典型（C区）坡体，建立数值分析模型，基于强度折减法采用三维快速拉格朗日法（FLAC<sup>3D</sup>）对该边坡加固前后的稳定性进行了数值模拟。通过对计算边坡稳定性的3种失稳判据进行比较分析，选取特征点位移突变为失稳判据，确定了边坡加固前后安全系数的变化。基于现场实际监测数据，对加固后边坡的稳定状态和加固效果进行评价。对该边坡的数值分析及监测结果分析表明，边坡处于安全状态，加固工程取得了明显的效果。
2017年02期 101-104,111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K] [阅读次数：58 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：154 ] |[引用频次：0 ] - 王超1;袁旭朋1;汪开旺2
为了研究煤岩和砂岩在加载过程中的损伤对岩石力学性质的影响，分别对煤岩和砂岩做单轴和三轴全应力应变加卸载实验。进而构建岩石的损伤本构方程，实验结果表明：随着岩石损伤的增大，岩石的卸载弹性模量逐渐减小，塑性应变逐渐增加，表明岩石损伤属于弹塑性损伤；同时随着围压的增大，岩石的弹性模量随损伤的增加而下降的速率减小，表明岩石损伤主要引起岩石塑性应变的增加，岩石损伤破坏逐渐由脆性破坏向塑性破坏转变。假设岩石损伤速率符合威布尔统计分布规律，在此基础上构建煤岩损伤演化方程，通过实验和相关分析构建煤和砂岩弹塑性损伤本构方程。最后用构建的本构方程对实验曲线进行拟合，验证了弹塑性损伤本构方程的正确性。
2017年02期 105-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K] [阅读次数：56 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：122 ] |[引用频次：0 ] - 袁克阔
为了研究深埋煤矿巷道通常存在长时间、大变形问题，拓展岩土工程反分析的手段，改善岩土工程反分析的效率和精度，首先基于自然选择、自适应变惯性权重、异步变化学习因子的策略改进了粒子群算法并完成了程序实现，通过Sphere和Rastrigrin两函数测试了改进算法的优越性；其次以Matlab软件为平台，联合大型有限元软件ABAQUS，编制了岩土反分析程序GeoPSOInverse.m；最后应用所编程序反演了以不可恢复应变为变量的、不显含时间的泥岩蠕变模型参数。结果证实：改进的粒子群算法在岩土工程参数反演计算中体现出了可靠的反演能力和很快的收敛速度，可进行复杂采矿工程的实践应用。
2017年02期 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K] [阅读次数：67 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：79 ] |[引用频次：0 ] - 朱训国;夏洪春;王忠昶;
通过对新旧国标GB 50218—94、GB/T 50218—2014《工程岩体分级标准》相关内容的对比分析,指出了新国标的改进。在国标GB/T 50218—2014《工程岩体分级标准》岩体质量分级的基础上,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法,并绘制了岩体基本质量指标与岩石完整程度系数之间的关系,并建立了BQ与R_c、K_v之间的关系表,通过图表结合可以较快地确定岩体基本质量等级。结论可为地下工程稳定性分析提供参考。
2017年02期 v.45;No.260 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K] [阅读次数：31 ] |[下载次数：459 ] |[网刊下载次数：21 ] |[引用频次：22 ]
- 陈明生
偶极子源是电磁法研究的基本对象，是构成更复杂探测装置与资料解释的前提，也是电磁法勘探技术开发与创新的理论基础。从偶极子源的概念出发，导出了均匀大地表面上的主要偶极子源瞬变电磁场公式，并指明正垂直阶跃脉冲与负垂直阶跃脉冲激发的瞬变电磁场公式的异同，以加深认识。举例说明了相应于电性源与磁性源的场分量可根据电磁场的互易定理相互转换，便捷推导公式。重点阐述了由偶极子源的场强公式运用叠加原理可衍生更复杂的电磁场公式，诸如大回线源及其任意一点的瞬变电磁场公式，盘活了瞬变场的应用。
2017年02期 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K] [阅读次数：69 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：66 ] |[引用频次：0 ] - 张军
瞬变电磁合成孔径成像数据处理解释软件，利用瞬变电磁小波变换预处理技术，微分电导成像及深度校正技术和脉冲压缩技术，结合合成孔径计算方法实现了对探测目标的解释和精细成像。该软件实现了从瞬变电磁原始数据到合成孔径成像成果图的计算和制作；通过图形的对比分析，提高了瞬变电磁解释分辨率。
2017年02期 131-136,142页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K] [阅读次数：64 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：82 ] |[引用频次：0 ] - 杜辉;周思宾;蒲仁海;代振龙;
鄂尔多斯盆地延长组沉积后期的侵蚀谷发育十分广泛。在盆地西南缘镇泾地区三维地震所做的延10底等t0图上可以识别出沿NE、NW延伸的主谷和沿NW、NE次谷体系。地震剖面上主谷为宽缓的不对称"U"形,次谷则呈相对窄"U"形和"V"形两种形态。通过钻井延9、延10砂厚、砂地比、煤厚、煤地比的统计对比并结合井与侵蚀谷的位置关系发现侵蚀谷内煤层有加厚趋势,但砂厚无明显变化。该区延9及延10的煤厚与对应层位的强振幅呈正相关,但振幅平面形态与侵蚀谷无明显关系,反映延安组发育煤层的沼泽环境形态和范围并不完全限定在古河谷内。侵蚀谷砂厚与弱振幅关系不明显,以往解释的延10时期SW—NE古流向及砂体展布与此次解释的主谷方向基本一致。
2017年02期 v.45;No.260 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 4148K] [阅读次数：22 ] |[下载次数：114 ] |[网刊下载次数：34 ] |[引用频次：2 ] - 屈召贵;龚名茂;汪光宅;
针对目前矿井钻探的钻孔轨迹测量存在高温、高能耗问题,提出了间歇供电的无缆存储式测斜仪。硬件上采用MEMS陀螺仪和加速度传感器,软件上采用抗干扰、误差修正、温度补偿等校正措施。可用于地质灾害监测的成孔测量并记录方位角、倾角、工具面角、孔深等姿态参数。测量后,由上位机读出数据,显示轨迹图形。经仿真与模拟测试,该测斜仪具有功耗低、体积小、测量精度高、稳定性好等优点。
2017年02期 v.45;No.260 143-146+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K] [阅读次数：29 ] |[下载次数：279 ] |[网刊下载次数：38 ] |[引用频次：6 ] - 赵涛;于师建
高密度电法技术在煤矿地质灾害勘探中发挥着重要的作用。近年来，以BP（Backpropagation）神经网络为代表的一类非线性反演方法被广泛运用到高密度电法的反演中。针对BP神经网络方法在高密度电法反演中存在的易陷入局部极小、收敛缓慢、反演精度差等问题，将BP神经网络算法与遗传算法（Genetic Algorithm，简称GA算法）联合演算，实现高密度电法的二维非线性反演。通过典型地电模型对该方法进行验证，结果表明遗传算法能有效优化BP神经网络的权值和阈值，提高了算法的全局寻优性。
2017年02期 147-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K] [阅读次数：83 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：123 ] |[引用频次：0 ]
- 董萌萌
针对常规外平钻杆在施工大直径定向长钻孔易发生断裂、弯曲黏扣等问题，分析其失效原因，优选了钻杆材料，研制出<i>φ</i>73 mm高韧性高强度钻杆（High Toughness and High Strength Drilling Pipe，HHDP）。通过性能检测和现场试验：钻杆整体抗扭能力达到20 kN·m，抗弯能力达到2°/3 m，施工大直径定向长钻孔时，千米扩孔进尺钻具事故率约0.26次/km，约为其他同规格钻杆的18%。
2017年02期 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K] [阅读次数：101 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：168 ] |[引用频次：0 ] - 董萌萌;
针对常规外平钻杆在施工大直径定向长钻孔易发生断裂、弯曲黏扣等问题,分析其失效原因,优选了钻杆材料,研制出Ф73mm高韧性高强度钻杆(High Toughness and High Strength Drilling Pipe,HHDP)。通过性能检测和现场试验:钻杆整体抗扭能力达到20kN·m,抗弯能力达到2°/3 m,施工大直径定向长钻孔时,千米扩孔进尺钻具事故率约0.26次/km,约为其他同规格钻杆的18%。
2017年02期 v.45;No.260 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K] [阅读次数：21 ] |[下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] - 邓钧耀;张毅;纪元;宋一男
为解决鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块钻井过程中所遇到的裂缝性漏失、井壁坍塌、机械钻速低等实际难题，从地质条件入手，分析出困难所产生的特点与原因，采用室内分析与现场试验相结合的研究方法，提出相应处理措施。为提高整体开发效率，对丛式井组和井身轨迹进行优化，形成保持井壁稳定且降低储层损害的绒囊钻井液体系；对于裂缝性漏失，研制出准确测定漏点的5参数测试仪，在此基础上以封堵泥浆为重点研究对象，经实践形成针对不同漏失规模和漏速的封堵技术。目前，研究成果已成功指导该区500余口煤层气井的钻井工作。
2017年02期 157-162,168页 [查看摘要][在线阅读][下载 4835K] [阅读次数：113 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：129 ] |[引用频次：0 ] - 吴涛;张云鹏;陈明;颜世艳;杨晓伟;熊远;
钻孔水力采矿技术作为一种新型非传统采矿方法,在开采易分散、疏松、多孔、弱胶结性等固体矿产时显示出独特的优点。基于钻孔水力采矿原理,主要对碎岩高压水枪工作原理和结构进行了研究,对矿浆举升系统等方面进行了优化设计,通过数值模拟分析和地表、孔内实物模型试验进行了设计验证,并研究了相应的钻孔水力采矿工艺,这些研究为未来深部固体矿产领域开发提供技术支撑。
2017年02期 v.45;No.260 163-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K] [阅读次数：30 ] |[下载次数：103 ] |[网刊下载次数：35 ] |[引用频次：1 ] - 朱斗圣1;王虎2;张承飞1;邓少东1;叶家松1
针对黔北镇隆煤矿勘探中钻遇由断层角砾和煤层叠加在一起的复杂地层，钻具难以通过的问题，综合分析了地层的特征和复杂程度，探讨采用聚丙烯酸钾钻井液进行护孔。通过对2个钻孔使用聚丙烯酸钾钻井液的探索试验，表明所采用的聚丙烯酸钾钻井液具有良好的性能，对孔壁的缩径垮塌有良好的抑制作用，可减少孔内事故发生率，满足了该矿区复杂煤系的钻探要求。
2017年02期 169-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K] [阅读次数：113 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：140 ] |[引用频次：0 ] 下载本期数据