刊名:《煤田地质与勘探》
Coal Geology&Exploration
创刊时间:1973
刊期: 月刊
出版地:陕西省西安市
主管单位:中国煤炭科工集团有限公司
主办单位:中煤科工集团西安研究院有限公司
主编:董书宁
副主编:王皓 秦勇
               James W. LaMoreaux
执行主编:晋香兰
ISSN:1001-1986
CN: 61-1155/P
主页:www.mtdzykt.com

活动断层探测与地震危险性评价

  • 活动断层研究进展及其科学前沿问题讨论

    徐锡伟;李峰;程佳;刘保金;陈桂华;李康;任俊杰;贾启超;

    回顾了我国城市活动断层探测工程、活动断层大比例尺填图计划、我国地震重点监视防御区活动断层地震危险性评价等项目的立项过程和主体研究内容,结合近20余年大地震现场地表破裂带的科学考察成果,阐述了强噪声弱信号条件下隐伏活动断层探测定位技术、断层活动性定量鉴定技术、地震危害性评价理论与方法、全过程多源数据管理技术和活动断层探测技术标准体系建设等多方面取得的显著进展;提出了青藏高原隆升变形动力学新模型、活动断层级联破裂机理与大地震成因理论、地震局部化破裂特征与避让理论和高震级地震地质判识标志及其在高震级地震危险区划分中应用等,形成了活动断层滑动习性与避让、震害预防和地震监测预测的新理论、新方法和新理念,并对活动断层探测和研究中活动性定量参数不确定性、相邻段落级联破裂条件与特大地震震级预测、地震地质标志定量化演化特征、基于三维活动断层模型的强震动模拟与地震灾害预测、重大工程跨活动断层的抗断等亟需解决的科学问题和技术难题进行了讨论;最后指出我国需要继续加强活动断层探测与填图工作及其成果的管理,保持城市活动断层探测和大比例尺填图以及深浅构造关系勘探等方面的国际领先优势,引领国际震害预防和有物理意义地震监测预报发展方向。

    2023年12期 v.51;No.312 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 5220K]
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  • 活动构造研究的关键环节与发展趋势

    袁道阳;王有林;李树武;王万合;李林元;邹小波;文亚猛;

    在简要介绍中国活动构造基本特征的基础上,分析了21世纪以来中国大陆7级以上大地震活动出现的2个新特点:一是大地震主要沿青藏地块区的巴颜喀拉活动地块边界断裂带丛集发生;二是在活动盆地内部或盆山交界地带发生了多次逆断裂–褶皱型地震。面对新的地震活动特点以及工程建设和社会公众对防灾减灾的新需求,分析了活动构造研究中的一些关键环节或研究薄弱领域,探讨了进一步加强相关研究的发展方向和技术途径。一是要注重活动构造研究自身的理论提升与应用实践,包括活动断裂几何学的精细研究,注重断裂活动习性与破裂分段性相结合的运动学研究,切实加强古地震探槽和断错微地貌的互补性研究,更为重要的是应切实加强活动构造研究与构造地貌、地球物理勘探、地壳形变、地震学等相关学科的交叉融合与应用实践。二是强化区域活动构造研究与大震丛集迁移规律和动力学机制的认识,提升对活动块体及其边界断裂带强震构造活动的整体认识。认真梳理和分析我国各活动地块区发生丛集地震各自的孕震构造环境和发震机制,综合历史地震和古地震详细研究结果,识别可能存在地震丛集活动的活动构造带或地震构造区,为巴颜喀拉活动块体大地震主体活动区结束之后可能的迁移地区将面对的大震灾害风险做好科技支撑。三是关注逆断裂–褶皱型地震构造研究等薄弱环节。除采用传统的活动构造研究技术之外,应结合构造地貌学开展地表地貌变形特征研究,以及开展深部地震构造探测和地震学研究等,以获取其深部结构构造特征,综合分析其深浅构造关系、构建变形模式和讨论发震机制等。重点关注上述关键技术环节和未来发展趋势,为活动构造深入研究和防灾减灾提供参考依据。

    2023年12期 v.51;No.312 17-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 3622K]
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  • 郯庐断裂带江苏段山左口-泗洪断裂活动特征变化及成因分析

    张浩;李伟;李丽梅;晏云翔;蒋新;王金艳;赵启光;顾勤平;许汉刚;

    山左口-泗洪断裂经历了郯庐断裂带整个演化阶段,该断裂的最新活动时代具有分段性。确定该断裂的活动性分段位置及原因对研究郯庐断裂带内各分支断裂的活动性变化具有重要的参考价值。因此,利用野外地质调查、浅层地震勘探以及钻孔联合地质剖面等深浅部相结合的立体式研究方法,对山左口-泗洪断裂的活动性进行了研究。结果表明:山左口-泗洪断裂在北马陵山东侧为晚更新世活动断裂,在新沂市为中更新世断裂。新沂市嶂仓村小学新发现一条晚更新世-全新世早期活动断裂,该断裂可将山左口-泗洪断裂分为南北两段,北段为晚更新世活动断裂,南段为早中更新世断裂,北段晚更新世以来活动量向南调整至嶂仓村小学断裂带。北马陵山为郯庐断裂带内部沿断裂走向展布的基岩山体,其第四纪以来的持续抬升与山左口-泗洪断裂的活动性变化有一定的耦合关系。该研究对认识郯庐断裂带其他分支断裂的活动性变化和丘陵山脉的形成机制具有重要的参考价值。

    2023年12期 v.51;No.312 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2729K]
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  • 琼北地区铺前-清澜断裂北段的全新世活动新证据

    刘华国;李峰;贾启超;王志成;张攀;林镇;张杰汉;施春花;张彦博;贾伟;李昌隆;

    琼北地区铺前-清澜断裂是一条关系到1605年琼山7(1/2)级大地震发震构造判断的重要断裂。为准确厘定该断裂的最新活动特征,针对琼北地区第四纪玄武岩盖层和巨厚海相砂沉积等地质条件,采用大吨位震源的浅层人工地震勘探和小间距钻孔联合地质剖面探测相结合的方法,分别在海口江东三江镇岐山头村和东寨村展开探测。结果表明:(1)铺前-清澜断裂断错了多个标志地层,最浅断错至全新统烟墩组淤泥层,上断点埋深10 m左右,钻探所揭示的断层面明显具有走滑兼具逆冲性质,是一条具有一定宽度、多分支、多期次活动的大规模断裂带;(2)钻孔联合地质剖面所揭示的地层深度范围内,被断错地层的位移量随着深度增加而加大,铺前-清澜断裂自8 346~7 153 a cal BP以来有过活动,全新世累计垂直位移量4~5 m,垂直位移速率为0.53~0.63 mm/a,推断其为1605年琼山大地震的发震断裂。本研究取得的铺前-清澜断裂全新世活动的新证据,为国土空间规划和区域地震危险性评价提供了科学依据。

    2023年12期 v.51;No.312 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2733K]
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  • 苏南溧阳-南渡断裂活动性研究

    张硕;张平;陈火根;许书刚;龚绪龙;许汉刚;李丽梅;冯文立;何宗南;

    溧阳-南渡断裂是中国东部长三角地区一条重要的近EW向隐伏断裂,位于中国人口、经济和城镇密度最高区域之一苏南现代化建设示范区中部,是一条重要的区域地貌和新构造分区界线。溧阳-南渡断裂尚未见系统研究,其最新活动时代尚不明确。为此,采用纵横波联合地震勘探和钻孔联合地质剖面探测等方法研究溧阳-南渡断裂空间展布及第四纪活动性,并对其构造多期活动及地震活动性进行探讨。结果表明:断裂西段倾向向北;中东段倾向向南,具正断性质,倾角为64°~84°;断裂向上明显切错地表以下约70 m层位,垂直差异活动影响至地表以下36~45 m,综合分析认为应属第四纪早-中更新世断裂,最新活动时间在距今(310±54) ka之后、晚更新世之前。断裂具多期活动:印支期到燕山早期为逆断裂,燕山晚期以来为正断裂控制新生代盆地和火山岩发育。研究成果为苏南乃至长三角地区防震减灾、重大工程建设、城市规划及土地利用等提供科学依据。

    2023年12期 v.51;No.312 47-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2869K]
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  • 高精度LiDAR技术在活动断层断错地貌研究中的应用——以沂沭断裂带莒县至郯城段为例

    杨彬;王华林;吴洪斌;葛孚刚;邹昊;苏思丽;

    郯庐断裂带是我国东部地区最为重要的大型活动断裂之一,具有较强的发震能力,断裂带沿线多处穿过人类活动及聚集的城市。为了研究郯庐断裂带的几何展布及活动性特征,选取郯庐断裂带的沂沭断裂莒县至郯城范围为研究对象,考虑东部地区植被覆盖,采用机载激光雷达和地基激光雷达手段采集了断裂带沿线左山(一步涧)段、钟华山段、岌山段、马陵山段以及蒋家岭等地高精度地形数据,对断裂的滑动分布特征进行分析。通过对测量得到的点云数据进行点云匹配、镶嵌、植物滤除以及不规则三角网建模处理,得到了0.1 m空间分辨率的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),实现了对断裂微地貌形态的高清晰度三维再现,提取了断裂断错冲沟右旋水平位错量和断层陡坎垂直位错量,结合地质填图和探槽揭露的古地震事件进行验证和对比,对郯庐断裂带莒县至郯城段的断层活动特征进行了定量分析。结果表明,沿断裂带左山(一步涧)段、钟华山段、岌山段和马陵山段的水平和垂直位错量具有分级特征,晚第四纪以来可能发生过多期(3~5次)活动和多次古地震事件。研究成果为进一步研究郯庐断裂运动学和几何学提供了重要依据,同时也说明地基激光雷达和机载激光雷达技术在活动断层研究中有着广泛的应用前景。

    2023年12期 v.51;No.312 57-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3096K]
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  • 活动断层避让距离确定的理论基础与应用实例

    魏雷鸣;徐锡伟;李峰;曹筠;任俊杰;程佳;张宪兵;贾启超;陈桂华;吴熙彦;

    活动断层避让是活动断层探测走向减灾应用的最后“1公里”,也是地震链生灾害风险源的阻断技术。地震现场考察和实验研究表明,只要离开活动断层迹线一定的有限距离就能够保证建(构)筑物免遭活动断层同震破裂和错动引起的灾难性毁坏。因此,活动断层的避让工作是活动断层探测和准确定位的最终目标之一。从活动断层避让相关定义和术语出发,系统论述不同类型活动断层地震破裂局部化宽度特征、倾滑断层地表破裂/灾害的上盘效应及其同震破裂和错动对建(构)筑物的剪切和撕裂作用控制了毁坏带空间展布等特征,这些特征构成了活动断层避让理论;在此基础上着重讨论了活动断层避让标准的适用范围、活动断层管制区划定依据和范围,建设场址区避让活动断层所需的定位精度要求,活动断层管制区内一般建(构)筑物避让活动断层距离基本值(D_0),可以作为近于直立走滑断层和倾滑断层下盘避让的最小距离;倾滑断层中倾角约60°正断层上盘的避让距离为避让距离基本值(D_0)的2倍左右,而倾角约为30°的逆断层上盘避让距离为避让距离基本值(D_0)的3~4倍;特殊建(构)筑物有别于一般建(构)筑物,它们的安全直接影响到社会安定和国家的兴衰,因此,专门给出了分类避让距离,保证这些建(构)筑物在地震期间不会引发严重的次生灾害;最后简明扼要地介绍了国内外活动断层避让的相关法律法规和避让实例。活动断层避让作为一种科学有效的地震灾害阻断技术,不仅可以有效地解决建(构)筑物的抗断问题:如何避让?避让多少?还可为保障国家经济社会可持续发展和“一带一路”基础设施建设的地震安全提供创新性技术支撑。

    2023年12期 v.51;No.312 69-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2232K]
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  • 复杂地形深地震反射数据采集参数优化

    晏云翔;李培;智敏;刘建达;王子琛;张颖;裴跟弟;李林元;牟棋;贾晋;

    福建地处中国东南沿海造山带区域,构造发育,地表条件复杂,深地震反射探测难度大。针对探测区地震地质条件多样性和复杂性的特点,在以往深地震探测实践基础上,将“大、中、小炮组合激发方式优化为常规炮(炮点距600 m)与大炮(炮点距15 km)结合的炮点布置方式,提高大炮的覆盖次数;模拟分析并计算了组合井间距,使激发能量更为集中并产生最大效能的地震弹性波;将节点式地震仪的主频10 Hz优化为5 Hz进行数据采集,提高原始地震数据中-深部分辨率;将接收道数由1 200道优化为2 400道,使最大炮检距达到了36 km,超过探测区莫霍面深度,获得了更深部的反射信息。地震采集参数优化后,获得的原始单炮记录和初叠时间剖面信噪比高,地壳中、深部以及莫霍面反射波显示清晰,地壳结构成像精度高,达到了预期的地质效果。获得的采集参数能够为类似地区开展深地震反射探测提供参考。

    2023年12期 v.51;No.312 83-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2809K]
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  • 福建地区上部地壳结构深地震测深探测研究

    李培;任丛荣;李海艳;王善雄;

    位于中国大陆东南缘的福建地区是东南沿海的一个活动构造带,有着复杂的形成和演化历史。为了认识该区浅部地壳结构和基底构造特征,利用福建地区4条NE向深地震测深测线的Pg波走时数据,使用有限差分层析成像方法,获得了4条剖面上部地壳的精细速度结构,揭示了该区上部地壳速度结构的横向变化、基底构造以及断裂浅部特征。4条剖面速度介于4 700~6 100 m/s,自西向东速度变化逐渐增强,构造单元边界两侧基底速度横向变化明显;4条剖面结晶基底界面埋深介于1.0~6.0 km,由北往南有所加深,基底面的起伏与构造凸起和凹陷对应;闽西北隆起带的上部结构速度整体偏高且界面埋深较浅,与变质基底有关;闽西南拗陷带的上部地壳结构高低速变化明显且界面形态呈深浅间隔变化,与该区的断陷盆地和拗陷与隆起交错的地质构造相对应;东南沿海中生代岩浆带的上部地壳速度高、变化大,表明华南大陆东部所受的构造活动强于西部。剖面经过的NW向断裂带都切割基底,与该区的地质构造和构造变形的主方向一致,反映了受古太平洋板块NW向的俯冲-碰撞挤压作用。研究成果为获得东南沿海重要的NW向构造深浅关系提供浅部地震学证据。

    2023年12期 v.51;No.312 93-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 4847K]
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  • 深地震反射剖面揭示的雄安新区及外围地壳精细结构与构造特征

    岳航羽;王凯;王小江;张保卫;张凯;

    作为一种能够精细揭示地球深部地质结构及构造特征的有效手段,深地震反射剖面技术目前已越来越多地应用于大陆及海洋地壳与岩石圈上地幔的探测中,被国际公认为地球深部探测的先锋技术。以横跨河北雄安新区的深地震反射剖面为研究对象,旨在揭示研究区的地壳结构与构造特征。结果表明:(1)该地区地壳可分为上地壳和下地壳两部分,上地壳平均厚度约18 km,下地壳平均厚度约16 km,莫霍面平均深度约34 km。(2)上地壳内,结晶基底以上的沉积地层成层性好、地层反射能量强、结构特征复杂,断裂构造较发育、形态各异、错断深度不同、无深大断裂,主要断裂自SE向NW依次为牛东断裂、牛北断裂、容东断裂、容城断裂、容西断裂以及太行山山前断裂。(3)下地壳内,深地震反射剖面西北部和东南部受到不同构造应力作用,西北部和中部相对“透明”,反映雄安新区整体构造较为稳定;东南部存在较强的“叠瓦状”反射特征,反映下地壳横向非均质性和局部活跃的特征。上述研究为雄安新区总体规划与建设和构建万米“透明雄安”基础平台提供了可靠的数据支撑。

    2023年12期 v.51;No.312 106-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2803K]
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煤田物探 矿井物探

  • Love型槽波物理模拟及对断层的响应研究

    刘强;胡继武;王盼;石显新;贾茜;

    槽波地震勘探因为具有分辨率高、能量衰减小的特点,在煤矿井下隐伏致灾体的地球物理勘探中已得到了广泛的应用。但现阶段的槽波探测精度尚无法满足矿山智能化的要求。目前,物理模拟多以二维模型条件下的Rayleigh型槽波模拟为主,Love型槽波研究较少。为了掌握Love型槽波的传播规律,进行了三维槽波物理模拟中的Love型槽波研究。首先,通过波动方程和频散曲线分析,研究了Love型槽波的波动及质点振动特征;然后以相似性原则为基础,通过构建类比于野外采集的激发、接收、同步装置,搭建了槽波物理模拟平台;随后通过硅橡胶和树脂等材料的配比选择,制作了符合实际地层岩层属性的地震物理模型;最后通过设计的3种典型观测系统,进行槽波超声物理模拟,成功观测到了物理模型中的Love型槽波。通过对煤层和围岩中2条测线的波场记录和频散曲线的对比分析,特别是理论曲线的符合程度进一步验证了模拟的有效性。同时,通过对横穿断层和正常煤层的2条测线Love型槽波波场的对比发现,断层前后波场频率成分发生了以Airy相为分界的明显转换,而且过断层后槽波能量几乎全部被衰减。研究结果将为后续定量、精细化槽波地震勘探提供采集、处理及解释等方法技术的理论支撑。

    2023年12期 v.51;No.312 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 2425K]
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  • 矿井掘进工作面富水区多点电源高分辨电法探测

    吴荣新;徐辉;

    为准确探查矿井掘进工作面富水区空间分布,提出了多点电源高分辨电法探测技术。在掘进工作面后方一次布置多道电极观测系统,从掘进工作面向后1/4测线电极依次作为供电点电源电极,采用单极-偶极装置采集数据,得到的视电阻率值视为多点电源电测深数据。利用多点电源电测深成像结果,快速判别掘进工作面是否存在相对富水区,判断富水区是在掘进工作面前方还是后方;将探测范围划分出一系列目标单元,对多点源电测深数据,采用异常目标匹配滤波处理方法,得到探测范围相关度成像结果,其中高相关度值范围准确地反映了掘进工作面前后富水区的分布位置;利用实测多点电源电测深数据拟合一条理论模板曲线,采用比值法校正得到的多点电源测深比值数据能够有效消除巷道空腔及层状地层等因素的影响。在淮南矿业集团潘三矿掘进工作面探测实例表明,多点电源高分辨电法能够准确探查出掘进工作面富水区的位置,有效指导巷道掘进水害防治工作。

    2023年12期 v.51;No.312 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2222K]
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  • 煤层自燃区隐蔽火源的综合地球物理探测应用

    马子钧;杨海燕;李文宇;许云磊;赫云兰;刘卓明;李鹏;黄赳;

    煤自燃灾害是影响我国许多矿区发展的因素之一,带来严重的资源损失和环境污染。隐蔽火源定位及其分布范围识别是煤矿企业制定预防和治理措施的重要依据,也是煤火灾害领域内的研究热点和难点。合适的通风供氧通道是煤层自燃的必备条件,当煤体的氧化放热速率超过散热速率时,煤体温度不断上升直至引起煤层自燃,因此,找准火区燃烧中心并确定烧空区和垮落带是煤火探测的主要任务。以内蒙古乌海市公乌素露天矿为研究对象,在煤层电阻率与温度关联分析的基础上,采用地质雷达和圆锥型瞬变电磁法开展了着火点及分布范围探测,结合地面冒烟区位置获得了火区地下通道的地球物理特征,进而确定了研究区着火通道的分布范围。研究结果表明:原岩区和烧结区的物性稳定性较为连续,其顶界面在雷达影像中呈现出较为明显的反射同相轴,在圆锥型瞬变电磁成果中则体现为横向连续的电阻率分布。地下隐蔽着火通道由孔洞裂隙发育、岩体破碎等因素造成,在地质雷达剖面中反映为同相回波弱且不连续,在瞬变电磁拟断面中出现电阻率等值线在横向上下凹或错段。测线方向上高程落差不同处视电阻率范围不同,需要在测区整体电性规律的基础上,分区研究测线局部范围内的物性变化,以界定原岩中物探异常的分布规律。综合圆锥型瞬变电磁和地质雷达两种方法,可对潜在自燃着火点位置及着火范围进行有效识别,为着火区范围的圈定以及着火规律的分析提供依据。

    2023年12期 v.51;No.312 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2293K]
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  • 双频透射无线电波勘探方法及应用研究

    傅先杰;胡泽安;吴荣新;黎鹏;

    煤层可作为高频电磁波的导波层,无线电波透视技术适用于工作面煤层内的地质构造探测。目前无线电波透视法通常采用单一频率进行探测,在煤层工作面勘探过程中常存在频率选择不当和探测精度不足等方面问题。为此,提出了双频透射无线电波勘探方法。基于理论分析,利用双频透视场强数据和衰减系数参数,推导了基于双频无线电波测量数据的煤岩介质吸收因子γ计算公式;采用有限元数值模拟方法,模拟并分析了无异常构造煤层和含断层煤层工作面两种工况。实验结果表明:利用双频法计算得到的吸收因子对煤层地质异常的响应更加敏感,验证了透射无线电波勘探方法的有效性。通过比对现场试验数据及回采钻探结果,再次验证了双频吸收因子γ对地质异常的响应特征优于单频衰减系数。研究结果表明,双频法可提高煤层工作面无线电波探测地质异常的效果,为无线电波精细化勘探和矿井地质透明化提供一个新的方法和思路。

    2023年12期 v.51;No.312 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K]
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  • 铬污染场迁移特性及双频激电监测技术研究

    韦凯耀;刘志民;梁晨;张杰;马强;

    重金属铬污染场迁移过程受多种不确定因素影响,其迁移特性和监测过程很难通过实验进行研究。依据地下水流动基本规律和污染物迁移机理,采用COMSOL软件仿真分析静储量铬污染源的迁移特性及其变化规律,通过开展静态土槽物理模型实验,验证数值正演模拟的可靠性和准确性;以迁移模型为监测基础模型,采用中梯剖面和对称四极测深装置,对铬污染场迁移过程进行双频激电法监测数值正演模拟,分析平整、起伏地形和测点方位布置对监测效果的影响。结果表明:在铬污染物迁移过程中,高渗透系数的透水层对重污染区域表现出强烈的吸附效应,同时会在短时间内加剧污染区域的横向扩散;在视幅频率峰值和视电阻率谷值的异常对应关系上剖面探测要优于测深探测;对称四极测深时,在污染场的投影边缘中央设置测点可更有效地提高测量精度;在进行剖面和测深探测时,山谷会造成激电曲线出现“多峰”现象;在凸起山峰两侧山陲设置供电电极,通过视幅频率和视电阻率曲线可综合确定重度污染区域的具体位置。研究成果丰富了双频激电法对重金属土壤污染场监测的理论,为铬污染场实时监测提供理论依据和技术指导,对推动生态环境保护具有积极意义。

    2023年12期 v.51;No.312 145-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2228K]
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  • 等值反磁通瞬变电磁和微动勘探在浅部岩溶探测中的应用

    张学亮;谢涛;周炜;高辉;邓冬;曲靖祎;

    隐伏岩溶常会导致地面塌陷、水库渗水、坑道涌水等灾害的发生,提前查明岩溶的分布及发育情况对岩溶区的工程设计和施工具有重要的指导意义。地球物理方法是探测岩溶最有力的方法之一,针对山东龙口港储罐区岩溶发育、场地有限以及电磁干扰严重等问题,采用等值反磁通瞬变电磁和微动勘探联合探测的方法,开展了浅部岩溶探测。首先选择等值反磁通瞬变电磁法开展了10 m×5 m网格的扫面工作,获得了场地3D地电模型;然后在反演解释的岩溶发育区上方补充3条微动勘探短剖面,弥补等值反磁通瞬变电磁无法通过中高电阻率异常分辨出填充空气溶洞的不足。结果表明:基岩层的低电阻率异常区同样表现出视S波低速异常,2种不同参数的异常对应良好,推断为岩溶所致;同时,在基岩层中也存在部分视S波低速异常区在电阻率剖面上表现为中高电阻率的情况,后经钻孔验证此类异常为空气填充的岩溶所致。经过2种方法联合推断解释,后期钻孔验证钻遇溶洞的成功率达到了70%,证明了这2种方法联合探测的有效性。研究成果可有效解决在复杂环境条件下探测浅部岩溶的难题,具有良好的推广应用价值。

    2023年12期 v.51;No.312 157-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2232K]
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水文地质 工程地质 环境地质

  • 考虑层理倾角的硬质砂岩力学行为及破裂响应特征

    宋战平;刘洪珂;郑方;程昀;孙引浩;宋婉雪;

    针对考虑层理倾角的硬质砂岩力学行为及破裂响应特征问题,对不同层理倾角的硬质砂岩进行单轴压缩试验,深入探究层理倾角对硬质砂岩力学行为的影响以及层理倾角与碎块分形特征之间的关系。试验结果表明:(1)层理倾角对硬质砂岩应力-应变曲线的类型特征无显著影响,但倾角较小时(0°、22.5°、45.0°),曲线表现为单峰变化规律,倾角较大时(67.5°、90.0°),曲线表现为多峰变化规律,且曲线波动位置主要位于峰值附近。(2)峰值应力σd和峰值应变εd均在倾角为67.5°(最不利层理结构面)时达到最小值46.25 MPa和9.80×10~(-3),层理倾角对硬质砂岩应力的影响明显大于应变,受层理倾角的影响,硬质砂岩的各向异性度为1.32~1.64,表现出低各向异性特征。(3)硬质砂岩随着层理倾角的增大呈现出剪切破坏-剪切张拉复合破坏-层理结构面剪切破坏-劈裂破坏的损伤破坏演化规律;单轴压缩下硬质砂岩的碎块质量特征和分形特征明显,硬质砂岩碎块以中块分布为主,层理倾角对细粒碎块的质量分布影响较小,其分形维数值位于1~2,碎块较大比例分布在大尺寸分布区间。研究结果可为含层理结构面岩石的稳定性及地下空间工程灾害防治提供理论参考。

    2023年12期 v.51;No.312 167-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1747K]
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  • 淮南潘一矿煤基固废精细化学结构及重金属生态风险评价

    殷文文;张理群;丁丹;单士锋;陈永春;安士凯;郑刘根;

    煤基固体废弃物的清洁利用是矿区生态建设亟待解决的问题,重金属的结构形态是煤基固废清洁利用的关键。以安徽淮南矿区潘一矿煤矸石、粉煤灰为研究对象,利用XRF、XRD、SEM和FTIR等微区方法对煤基固废进行表征分析,探讨其精细化学结构及重金属嵌布方式,并结合RAC(Risk Assessment Code)生态风险评价对重金属潜在风险进行评估。结果表明,煤矸石主要粒径以黏粒(0~5μm)和粗粉砂(10~50μm)为主,粒度不规则,空间分布间距较大,主要矿物为石英(SiO_2),IR谱线辅助验证了AlO_4和SiO_4的弯曲振动。粉煤灰粒径以粗粉砂(10~50μm)和砂砾石(50~250μm)为主,表面以球状包裹体和多孔颗粒组成,粒径大小不一,主要矿物相是莫来石(Al_6Si_2O_(13)),IR谱线发现其存在有机硅Si-O-Si对称伸缩和反对称伸缩。煤矸石中Ni、Pb以有机结合态和铁锰氧化物结合态为主,Cr、Cd、As的赋存形态主要是残渣态;粉煤灰中As主要以残渣态和有机结合态存在,其余重金属元素均以残渣态存在。RAC生态风险评价结果表明,煤矸石和粉煤灰中Cr、As属于低风险水平,其余重金属均无风险。研究结果对煤基固废资源化利用及矿区生态环境保护具有重要的现实意义。

    2023年12期 v.51;No.312 176-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K]
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  • 我国煤矿水害事故现状、预测及防治建议

    孙文洁;李文杰;宁殿艳;任凌枫;

    现阶段我国煤炭资源开发格局发生变化,制约煤矿安全生产的水害事故仍时有发生,为探究我国煤矿水害事故的特征规律,科学研判水害事故演变趋势,以2001-2022年全国煤矿水害事故作为统计对象,从水害事故发生年份、发生区域、事故级别以及水害事故的影响因素等方面进行研究,构建长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,同时引入等维新息灰色G(1,1)模型作为基准模型,对2023-2024年全国煤矿水害事故百万吨死亡率进行预测,并根据事故发生特征提出相应的防治措施。结果表明:2001-2022年我国水害事故共1 103起,死亡人数为4 667人,从2016年开始我国煤矿水害事故起数下降至个位数,事故死亡人数控制在每年50人以内,随着我国煤炭资源开发中心西移以及煤炭资源开采深度加大,煤矿水害事故起数和死亡人数又有上升的趋势;我国煤矿水害事故主要发生在华北、华南和东北水害区,表现出明显的集聚性,近两年发生在西北水害区的煤矿水害事故占近两年总起数的36.36%,死亡人数占比高达74.24%;煤矿水害事故规模整体控制较好,特别重大煤矿水害事故从2011年开始清零,重大水害事故波动下降后在近两年又有反弹,较大和一般水害事故发生起数和伤亡人数明显降低;在目前煤炭资源开发格局下,煤炭产量稳步递增导致不确定性水害致灾风险的提高;LSTM模型的预测精度高于等维新息灰色G(1,1)模型,2种模型未来两年全国煤矿水害事故百万吨死亡率预测值分别为0.004 1、0.002 2与0.003 5、0.001 2,预测结果均显示我国煤矿水害事故造成的伤亡人数整体呈现下降趋势,安全形势稳定。

    2023年12期 v.51;No.312 185-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
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  • 《煤田地质与勘探》2023年(第51卷)总目次

    <正>~~

    2023年12期 v.51;No.312 195-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 《煤田地质与勘探》征稿简则

    <正>《煤田地质与勘探》于1973年创刊,月刊(2022年1月起变更),中煤科工西安研究院(集团)有限公司主办,是煤炭地质行业学术与实用技术并重的综合性期刊。主要刊载煤炭地质,矿井地质,煤系气,煤伴生矿产,水文地质,工程地质,环境地质,煤田物探,矿井物探,钻掘工程等方面,具有较高学术、技术水平和实用价值的基础理论、先进技术与方法、先进经验等科研或工程实践成果。本刊发表的文章在国内外具有较广泛的影响,欢迎煤炭地质及相关领域的广大科技工作者踊跃投稿。

    2023年12期 v.51;No.312 207页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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