千米深井解放层开采卸压机理及效果分析——以华丰煤矿为例     

高亚楠  张垚  张德飞  张玉栋  赵卫东  蔚立元 《煤田地质与勘探》2023,(8):116-126

解放层开采是煤与瓦斯突出、冲击地压等煤矿动力灾害防治的重要措施,以山东泰安千米深井华丰煤矿2613、2412工作面为背景,采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,围绕解放层开采卸压机理、卸压效果评价等工程科学问题开展研究,明晰解放层开采后上覆岩层运动规律及矿压变化特征,厘清被解放层采动过程中采场应力与岩层位移演化规律,进而对解放层开采卸压效果和被解放层开采可行性进行指标化评价。结果表明：(1)解放层开采过程中,上覆岩层逐渐垮落形成漏斗状、非对称的多固支梁状结构,解放层开采结束后,采场左右两端分别形成对被解放层起永久性卸压保护的类悬臂梁结构,左右保护角分别为54°、60°。(2)解放层上覆岩层划分为“永久性卸压保护区”和“采空触矸压实区”,两种应力分布区对应解放层顶板应力最大值约20、36 MPa,对应被解放层内最大应力值约29、24 MPa,被解放层受两种应力区的叠加影响。(3)解放层开采结束后,工作面两端出现应力积聚,其他区域上覆岩层整体处于卸压状态,“采空触矸压实区”的持续发育已影响到被解放层,被解放层50～100 m区域沉降量约等于采高。(4)被解放开采过程中,覆岩板裂指数f为0.5...  相似文献   

缓倾红层地区岩质崩塌基本特征及成因机理初步分析——以四川洪雅铁匠湾崩塌为例CSCD     

刘文余天彬王猛宋班黄细超董继红江煜孙渝江 《中国地质灾害与防治学报》2023,(5):54-63

红层区常发育缓倾角岩质边坡,因其软硬相间的岩性组合,地质灾害频发,灾害严重。基于光学卫星遥感、无人机航空摄影测量、现场调查等天空地一体化的技术手段,以2021年4月5日发生的四川洪雅铁匠湾缓倾角红层岩质崩塌为研究对象,探讨了崩塌的基本特征和成因机理,分析了铁匠湾陡崖区崩塌灾害发展趋势,以期为红层区类似灾害的研究提供资料支撑。结果表明:铁匠湾崩塌可分为主崩塌区和崩塌影响区两个区域,其中主崩塌区包括崩源区1处、铲刮区1处、堆积区1处、流水二次搬运堆积区1处,崩塌影响区包括潜在崩源区1处、扰动变形区5处。崩塌源区具有“上硬下软”的岩石组合,岩体发育两组近于垂直的优势结构面,2013年已表现出变形迹象,在降雨、温差的持续作用下导致源区危岩体的最终失稳垮塌,巨大的冲击力作用于危岩体下方的老崩塌堆积体和基岩,引起崩塌-碎屑流灾害链。在光学遥感影像解译和野外调查的基础上,认为铁匠湾崩塌存在二次崩塌的风险,在崩塌邻区识别出类似崩塌隐患点6处,建议采用无人机、机载LiDAR等技术手段开展铁匠湾陡崖区崩塌隐患的早期识别与持续监测。  相似文献   

开挖和降雨耦合诱发滑坡机理分析——以四川万源前进广场滑坡为例CSCD     

蒋涛  崔圣华  冉耀 《中国地质灾害与防治学报》2023,(3):20-30

近年来人类工程活动和降雨环境耦合诱发的地质灾害事件频发,而耦合作用机制还待深入研究。文中以开挖和降雨耦合诱发的四川万源前进广场滑坡为例,结合前进广场滑坡地表位移及深部位移监测数据和降雨数据分析滑坡变形破坏特征和形成机理。研究表明:(1)前缘基坑的开挖是导致老滑坡复活最主要的原因,降雨起到了激发和加速作用;(2)前缘基坑开挖一方面为滑坡提供了良好的临空面条件,另一方面导致后方土体失去支撑,导致滑坡由前至后产生多级台坎状拉裂下错变形;(3)基坑开挖后,研究区长时间强-中降雨,地表水通过开挖导致的张拉裂缝进入坡体内部,一方面基岩裂隙水受大气降雨补给,导致部分非饱和土变为饱和土、承压水压力增大、有效应力下降,另一方面,部分地下水可能到达滑带,驱动变形发展。最终文中提出了由于斜坡前缘基坑开挖与降雨耦合导致滑坡的“基坑开挖-斜坡多级拉裂-集中降雨-滑带弱化-加速变形”演化过程机制。  相似文献   

开挖和降雨耦合诱发滑坡机理分析——以四川万源前进广场滑坡为例CSCD     

蒋涛  崔圣华  冉耀 《中国地质灾害与防治学报》2023,(3):20-30

近年来人类工程活动和降雨环境耦合诱发的地质灾害事件频发,而耦合作用机制还待深入研究。文中以开挖和降雨耦合诱发的四川万源前进广场滑坡为例,结合前进广场滑坡地表位移及深部位移监测数据和降雨数据分析滑坡变形破坏特征和形成机理。研究表明:(1)前缘基坑的开挖是导致老滑坡复活最主要的原因,降雨起到了激发和加速作用;(2)前缘基坑开挖一方面为滑坡提供了良好的临空面条件,另一方面导致后方土体失去支撑,导致滑坡由前至后产生多级台坎状拉裂下错变形;(3)基坑开挖后,研究区长时间强-中降雨,地表水通过开挖导致的张拉裂缝进入坡体内部,一方面基岩裂隙水受大气降雨补给,导致部分非饱和土变为饱和土、承压水压力增大、有效应力下降,另一方面,部分地下水可能到达滑带,驱动变形发展。最终文中提出了由于斜坡前缘基坑开挖与降雨耦合导致滑坡的“基坑开挖-斜坡多级拉裂-集中降雨-滑带弱化-加速变形”演化过程机制。  相似文献   

乾安碳酸型盐渍土的孔隙特征     

陈剑平  李兴华  王清  韩岩  刘经  韩梦霞 《吉林大学学报(地球科学版)》2023,53(2):491

为了研究盐渍土的孔隙特征,在乾安地区选择冻深范围内的代表性剖面,取样并进行盐渍土基础物理性质测试和压汞试验,得到地表以下冻深范围内不同深度处土体基本性质及孔隙分布特征。试验结果表明：盐渍土的原状剖面表观形态、粒度成分、土体孔隙分布特征均呈现一致的三层分带;天然状态下碳酸型盐渍土的孔径可分为微、小、中、大与超大孔隙5级,界限孔径依次为0.040、0.400、4.000、40.000 μm;随着深度增大,3层土体的孔隙分布曲线峰值个数减少,各深度土体的孔隙以大孔隙为主,中孔隙次之,超大孔隙体积分数仅在表层较高但整体低于中孔隙,微、小孔隙体积分数较低且在小范围波动。分析认为自重应力对土体结构的压密作用、蒸发淋滤产生水分及细粒的迁移、气候变换导致的冻融循环作用是影响研究区孔隙分布特征的三大因素。  相似文献   

超级单体引发的一次大风风速估算及其机理探讨     

周后福  李耀东  赵倩  何志强  曹晋娟 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2019,13(3):16-24

基于地面、高空、雷达探测资料和GFS再分析资料,对一次超级单体引发的大风风速进行估测,并探讨大风的形成机理。研究表明:①伴随着大风天气的发生,地面气温快速下降、比湿减少;大风的发生与风暴单体的发展程度和中气旋强弱在时间上具有一致性,风向分布与中气旋的旋转方向相同;大风地点发生在大尺度背景下垂直速度下沉区域。②风速具有随着不同等级径向速度面积增加而增加的现象,用其可以大致估算风力等级。③多单体的合并使得风暴单体变强,成为超级单体风暴;通过动量下传,促使空中大风快速下沉至近地层辐散,使之成为地面大风的形成机制之一。④由于中等雨量的拖曳作用,将中层大气拖曳至近地层;地面气温显著降低,表示环境负浮力的增大,加强了中层大气的下沉运动。⑤风暴合并、动量下传、降水拖曳和环境负浮力增加以及风暴后部下沉气流等共同作用引起了地面大风。  相似文献   

一次回流型降雪过程的成因和相态判据分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨晓君  张楠  陈宏  韩婷婷 《气象科技》2019,47(1):98-105

利用常规高空和地面观测资料、天津铁塔和雷达资料、全球资料同化系统(GDAS)分析资料、雷达变分同化分析系统资料、EC和NCEP再分析资料对2016年11月20—21日天津初雪天气进行成因分析,结果表明:本次过程是在高空槽和回流冷空气共同作用下产生的,主要水汽来源为对流层中低层槽前西南暖湿气流和回流东风,回流东风经渤海低空运行时吸收水汽由"干冷"变为"湿冷";动力条件主要来自回流冷垫的动力抬升作用,降水期间回流东风层厚度由1.5km增加至2km;锋面上的非地转次级环流可将回流东风水汽向上输送成为降水原料,同时可加强其上暖湿空气的垂直上升运动;高空云水粒子向云冰粒子的转换和边界层回流冷空气加强对本次雨雪相态转换是不可或缺的,回流冷空气北风分量风速和厚度陡增、800～950hPa出现均温层、云冰粒子陡增并向低空延伸、700～850hPa与850～1000hPa厚度的变化特征对雨雪相态的判别均有较好的指示作用。  相似文献   

铜陵包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿矿物学及成因解析     

谢巧勤  孙少华  马子意  徐亮  王家宇  周跃飞  陈天虎  徐晓春 《地质学报》2021,95(5):1481-1494

黄铁矿是安徽铜陵包村金(铜)矿床中主要硫化物,对热液成因的显晶质黄铁矿已有大量研究,而胶状黄铁矿研究较少且成因存在争议.本文以粉晶X射线衍射、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及拉曼光谱(RS)为主要研究方法和手段,对包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿的矿物组成和微结构进行研究.包村胶状黄铁矿主要由黄铁矿组成,含有白铁矿、菱铁矿、石英、含铁白云石、高岭石和有机质.黄铁矿主要以纳米-亚微米粒径的自形、半自形的立方体为主,少量微米级他形颗粒,显著不同于胶体或非晶态的无定型黄铁矿.由黄铁矿、白铁矿和有机质组成的胶状结构中,白铁矿和有机质富集在暗色环带,黄铁矿相对富集在浅色环带,浅色和暗色交替变化主要由三者含量变化所致,与矿物粒径无关.结合铜陵地区胶状黄铁矿研究成果,我们认为铜陵地区乃至长江中下游成矿带内铜-金-铁多金属硫化物矿床相关研究文献中记载的胶状黄铁矿为铁硫化物、碳酸盐矿物、黏土矿物、石英和有机质组成的矿物集合体,是在陆源物质输入受限的半封闭海盆环境下经生物化学作用直接沉淀的纳米-亚微米黄铁矿为主的矿物集合体.虽然胶状黄铁矿经历沉积成岩作用和中生代岩浆热液叠加改造作用,但是沉积微结构、矿物成因信息仍然被有效保存.  相似文献   

滨里海盆地东缘盐构造及变形机制:物理模拟的启示     

景紫岩  李国斌  张亚军  王荣华  谢天峰  崔键  刘文强  代寒松 《地质学报》2021,95(5):1459-1468

盐构造与油气成藏关系密切,一直是构造地质和石油地质研究的热点.滨里海盆地下二叠统孔谷阶发育巨厚盐层,并发育盐底辟、盐枕、盐滚、盐边凹陷、盐焊接和龟背等多种盐构造,盐构造类型多、变形机理各异.由于盐构造成因复杂,导致对盐构造宏观变形动力机制、下伏地层微地貌对上覆盐层构造变形影响等认识不清,制约了对盐构造形成机理的认识.本文根据滨里海盆地东缘地震资料和地层特征,建立了地质模型,设计了相应的盐构造物理模拟实验;通过物理模拟实验研究了盐构造变形动态过程,梳理了盐构造变形机理及与下伏地层之间的关系.结果表明:①早期盐层变形动力主要为外部挤压力和盐层滑脱流动变形,滨里海盆地构造变形外力主要来自东部乌拉尔造山作用,造山运动造成盐层塑性流动滑脱变形形成层间褶皱及与盐层相关的断裂;②晚期盐构造幅度和巨厚盐丘形成动力主要为上覆沉积物的差异负载和下伏地层微地貌古构造背景,在滨里海盆地晚二叠世到三叠纪,来自东部乌拉尔褶皱带的碎屑物持续向盆地充填沉积形成差异负载,造成盐层纵向的剧烈变形,而下伏地层正向微地貌加速了这种变形.这些试验结果对滨里海盆地盐相关构造的认识和油气勘探有重要的指导作用.  相似文献   

罗布泊盐湖区深部钾盐找矿：理论、勘查、进展及前景分析     

张华  刘成林  焦鹏程  颜辉  张凡凯  李文学  于咏梅  马宝成  王江  王露莎  胡宇飞  沈立建  姚佛军  郭城  上官栓通  苏野  张云 《地质学报》2021,95(7):2030-2040

本文对近年来罗布泊深部钾盐成矿规律研究及找矿进展进行了梳理总结.将其大致归纳为"上升卤水补给"及"含水墙"等成钾理论/模式,为罗布泊后备钾资源找矿提供了新的方向和思路,预测了有利成钾靶区.建立以遥感地质解译、高精度重力剖面测量、EH4连续电导率成像以及氡气剖面测量为主的勘查技术体系,实现了盐湖区深部钾盐找矿靶区高效、经济圈定以及钻孔定位.实施深部钾盐科学钻探验证工程,揭示罗布泊深部赋存有丰富、可采的卤水钾盐资源,取得了找矿突破.罗布泊深部钾盐找矿是理论指导找矿取得突破的又一案例,其成矿理论和勘查技术体系可为其他盐湖及古代盐盆地深部卤水钾盐找矿提供借鉴和参考.鉴于罗布泊卤水钾盐的高强度开发态势以及深部找矿的良好前景,有必要进一步加强深部富钾卤水成因机理研究,重点摸清200～500 m层段资源、研发相应开采技术,为罗布泊钾盐基地可持续发展提供后备资源和技术储备.  相似文献