基于供需平衡的河南省地热资源勘探研究

为了实现河南省地热资源的合理规划开采,研究基于供需平衡下的河南省地热资源勘探。分析河南省地热资源概况,并分析该省的地质情况和重力场分布结果;采用微动探测提取频散曲线,获取精细的地质结构信息;采用改进的资源评价体积法,计算地热资源储量;结合计算结果分析地热资源的供应需求,合理规划河南省地热资源。研究结果显示,台阵实验台最大半径为650 m,能够获取勘探地热孔内的8处位置的地热能源情况。完成的地热资源开发规划为：南阳市东南部、信阳市东北部、平顶山市东北部、洛阳市西北部、郑州市中部、焦作市西南部、安阳市西北部不开发利用;商丘市东部、新乡市南部、驻马店市东北部酌情开发利用;周口市东北部、漯河市、许昌市、濮阳市南部、三门峡市西北部其次开发利用;优先开发利用开封市东南部、郑州市东南部地区。     

土样现场和室内剪切波速的试验研究

利用安装在动三轴仪上的剪切波速测试装置 ,测试了天津某地区土的剪切波速 ,并在此基础上将室内测试结果与现场测试值进行了比较。研究发现二者的差值与土层埋深、粘粒含量等因素有直接关系     

山东东营城区剪切波速回归分析及应用

剪切波速是当前工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中必备的参数之一,是土层地震反应分析中一个重要参数.然而受到实际情况的制约,测试不能达到工作要求的深度或是测试结果未满足要求,这时必须对剪切波速进行估计.该文通过对东营城区46个钻孔土体剪切波速测试结果的统计回归分析,提出了线性函数、幂函数相结合的土体剪切波速推算公式...     

基于分形插值的改进趋势面拟合法在地面沉降中的应用

针对区域地面沉降监测点数量有限、分布不均的情况,一般采用空间插值的手段建立表面拟合模型来解决。基于分形插值,采用随机选择迭代函数的思想对传统的趋势面拟合法作出改进,改进后拟合优度系数提高0.03,达到0.995,且改进前后的拟合结果符合显著性检验的要求。实验结果表明:改进前后趋势面拟合法拟合结果满足地面沉降监测的精度要求,改进后方法的拟合优度更高,对现实地面沉降量变化的描绘更加真实,可为沉降灾害评价工作提供更准确的依据。     

尾矿坝浸润线在线监测回归分析

运用统计回归理论建立了尾矿坝浸润线埋深统计回归模型,分析了影响浸润线埋深的因素,并结合十八河尾矿库在线监测数据,采用逐步回归分析方法对实测资料进行建模分析,得到了浸润线埋深的统计回归模型,较好地反映了尾矿坝渗压变化规律,为评价尾矿坝安全性态和预测浸润线变化趋势提供了有效手段。     

真三轴压缩下硬岩破裂过程超声波演化特征

为研究真三向应力下硬岩破裂过程3个主应力方向超声波波速变化规律及其与岩石破裂的关系,对云南砂岩开展了一系列真三轴试验,获得了砂岩破裂过程中3个主应力方向的波速变化特征,发现了3个方向波速具有明显差异,主要表现在三个方面:最大波速、波速初始下降时的σ₁和峰后波速变化特征。波速分析表明,最小主应力方向波速最能够反映岩石破裂过程。将基于最小主应力方向波速计算的损伤变量与裂纹体应变进行了对比分析,发现损伤变量能较好地反映岩石破裂演化过程。为了更好地描述岩石破裂演化过程,用Power函数拟合了岩石破裂增长阶段损伤变量的演化曲线,建立了多阶段破裂演化方程。试验数据拟合结果表明,该方程与试验数据拟合良好。     

模糊评判法在沧州市地面沉降灾害危险性评价中的应用

该文在分析沧州市地面沉降成因的基础上,以粘性土层累积厚度、地下水开采强度、地下水水位埋深、油气热水水资源开采、建筑容积度、累计沉降量等环境地质因素作为评判指标因子,应用模糊评判原理和方法,通过评价指标的隶属度计算和危险性综合评价,得出结论:随着评价指数的减小,地面沉降灾害危险性由市区二环线内的中心城区向外围(沧县)逐渐降低。其方法对沧州市地面沉降防治工作具有一定的指导意义。     

束状孔当量球形药包爆破漏斗的模型研究

束状孔当量球形药包爆破是一种大量落矿的爆破技术,通过综合利用漏斗爆破最优埋深条件及增强爆破中远区破岩作用的束状孔效应,可极大提高爆破作业效率,该项技术在多个矿山开展了大规模应用试验,取得了良好的技术经济效果。开展了不同埋深条件下束状孔当量球形药包爆破漏斗试验,通过三维激光扫描仪精确扫描爆后漏斗体积,建立了束状孔药包埋深与爆破漏斗体积的关系,确定了束状孔爆破药包最佳埋深。通过分析药包埋深比与单位炸药爆破体积的关系特征,采用高斯函数进行了爆破漏斗曲线拟合,得到了爆破漏斗的高斯函数关系式。分析了单位炸药爆炸释放能量、岩石抗拉强度、药包埋深、炸药能量利用率等指标对束状孔当量球形药包爆破作用的影响,为束状孔爆破效果评价提供了定量化表征方法。根据束状孔当量球形药包爆破漏斗试验及漏斗爆破高斯函数模型,开展了4个炮孔及5个炮孔组成束状孔的爆破参数计算,确定了束状孔爆破时药包最佳埋深,为束状孔爆破设计提供了技术参考。     

郑州市2005—2020年地下水埋深变化分析

分析郑州市浅层地下水埋深统测数据、长观孔数据以及历年降落漏斗面积变化数据,利用ArcGIS空间插值、衬度系数分析、描述性统计分析以及ARIMA模型,研究郑州市浅层地下水埋深空间分布特征和时间变化特征。分析结果表明,空间上,研究区浅层地下水埋深分区呈带状分布,水位埋深由西南向东北方向逐渐减小,其中10~20 m水位埋深区所占面积最大;时间上,年内,研究区埋深分布特征大致相同,各埋深分区面积有所变化;年际间,2014—2019年,年平均埋深下降2.87 m,下降速率0.5 m/a。2014年以前降落漏斗逐年增大,2014年以后,由于南水北调水入郑,供水结构发生改变,降落漏斗逐年减小。研究区地下水动态类型主要有开采型和开采—气象型,影响因素主要有降雨入渗补给、越流排泄和人工开采。最后基于DPS数据分析平台,利用ARIMA模型建立了数值模型,对2021年12个月的埋深进行了预测。     

平原矿区采煤沉陷地复垦耕地生产力评价

针对采煤沉陷区复垦耕地质量不高和缺乏科学合理的验收标准问题,从土壤学、植物学角度选取了与复垦耕地生产力密切相关的有机质、pH、全氮、速效磷、速效钾等土壤养分指标和与农作物生长密切相关的土层厚度、地下水埋深、农田水利、坡度等外部环境指标共同构建复垦耕地生产力评价指标体系,并建立了评价模型,在兖州采煤沉陷区对该评价模型进行了实地应用验证,评价结果与实测结果相关性显著,表明建立的耕地生产力评价模型可用于高潜水采煤沉陷区复垦耕地生产力的评价定级。     

某核电厂地震液化判别分析

该文在某核电厂可研及设计阶段的场地地震液化判别分析中,比较全面的考虑了多种因素的影响,包括地下水位埋深的选取,采用不同的规范不同判别方法进行计算,对计算结果进行统计分析,按不同规范计算结果进行比较及按剪切波速法进行核实等。在经过以上步骤后得到了更科学合理的地震液化判别结论,可有效的指导设计人员进行设计。通过几种方法的统计、分析和评价,经过相互论证,得到了最终结论:按《核电厂岩土工程勘察规范》(GB51041-2014)计算的结果要比按《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-2008)计算的结果稍偏于安全。     

化乐一矿6煤组瓦斯压力特征及分布规律

煤层瓦斯压力是评价煤层突出危险性及煤层气开发研究的重要指标,采用朗格缪尔公式,结合化乐一矿勘查阶段部分钻孔揭露6煤组时实测的瓦斯含量计算煤层瓦斯压力,并根据煤层瓦斯赋存具有分区分带的特点,将化乐一矿勘查区划分为4个瓦斯地质单元.根据断层对瓦斯压力的影响程度,分别对4个单元内6煤组的瓦斯压力与基岩埋深关系进行回归分析,发现第2单元受开放性断层影响,埋深500 m以浅的瓦斯压力与基岩埋深为负相关,其他区域为正相关,相关系数均大干0.6;依据回归分析结果及异常点筛选,建立了瓦斯压力分布的6个数学模型.     

薄基岩浅埋深条件下地表移动变形规律数值模拟研究

借助数值模拟分析的手段,揭示了薄基岩浅埋深下开采地表移动变形机理,通过对数值模拟结果与实测数据的分析比较,验证了数值模拟的可行性。同时探讨了深厚比和基载比对地表移动规律的影响,并通过回归分析,建立了深厚比和基载比与下沉系数的函数关系。     

用模糊层次分析法优选矿山废水治理方案

针对某矿山酸性废水治理工程实际,建立评价结构体系,采用模糊综合评判与层次分析法相结合的综合评判方法对备选方案进行综合决策.过程采用模糊综合评判法构造指标优度值判断矩阵,采用线性目标规划模型求得逼近决策者偏好的指标优度排序矩阵,采用层次分析法(AHP)确定指标权重,采用Matlab软件进行LP规划及矩阵特征值、特征向量计算,最后通过方案总排序确定了工程优选方案.模糊层次分析法有效解决了方案选择过程中评价指标的模糊性问题,提高了方案优选过程的效率及优选结果的准确性.     

榆神矿区地下水埋深上限阈值

减少矿产资源开发过程中水资源损失是生态脆弱矿区水资源管理的重点,量化地下水位埋深与潜水蒸发速率关系,可为西部干旱矿区水资源保护提供科学思路。以隔水岩组厚度与导水裂隙带高度之差,划分了榆神矿区煤层开采地下水位变化趋势分区;以水位埋深变浅区覆盖的风积沙为试样开展潜水蒸发试验,分析蒸发过程及不同水位条件下潜水蒸发规律;通过在水分特征曲线的转折点处构建双切线,推导求取地下水埋深上限阈值的解析公式;采用漏斗法测定榆神矿区风积沙的水土特征曲线,利用最小二乘法求取特征参数,求取榆神矿区煤层开采区地下水埋深上限阈值。结果表明:榆神矿区地下水位变化趋势可分为3个区,即水位埋深变浅区、过渡区和水位埋深增加区。水位埋深变浅区多位于榆神三、四期规划区,此区域水位埋深4 m的面积占矿区面积的59.1%,开采沉陷极易造成地下水浅埋或出露;榆神矿区风积沙蒸发过程可分为2个阶段,即稳定蒸发阶段和水汽扩散阶段,地下水位埋深0.5 m左右时蒸发过程中的水分传输机制发生了转变,蒸发进入水汽扩散阶段;在稳定蒸发条件下建立了土壤水分运移方程,推求了地下水埋深上限阈值计算公式,地下埋深上限阈值与毛细上升高度和进气压力值有关,在数值上等于表层土与地下水之间毛管水力联系中断时表层土的基质势;地下埋深上限阈值可以通过van Genuchten方程的拟合参数α,n来求解;利用实测风积沙水土特征曲线的参数,确定榆神矿区地下水埋深上限阈值为50 cm,与蒸发试验结果一致。水位埋深变浅是中深部煤层开采遇到的普遍问题,对于干旱半干旱地区的榆神矿区而言,控制合理的水位埋深上限已成为煤层开采中需要面临的新的科学问题。     

淮北许疃矿抽采后瓦斯含量损失影响因素分析及预测

抽采后残余瓦斯的存在对于矿井生产依然具有危险性,研究残余瓦斯的赋存规律及其预测是十分必要的。分析了淮北煤田许疃煤矿3_233采区地质条件,通过断层分维、煤层底板构造曲率和煤层倾角等指标的计算和统计,并分别赋予0.35,0,35和0.30的权重,计算得到研究区的构造指数及其分布,根据选取的42组数据,讨论了构造指数、煤层埋深、煤厚和原煤瓦斯含量等影响因素对抽采残余瓦斯赋存的影响,运用多元线性回归方法,拟合了瓦斯含量损失与构造指数、煤层埋深、煤厚等影响因素指标之间的相关关系,运用BP人工神经网络模型研究了预测抽采后瓦斯含量损失的可行性。结果表明:构造指数可以更精确地定量表征矿井构造复杂程度。瓦斯含量损失的主要影响因素为构造指数、煤层埋深、煤厚和原煤瓦斯含量。瓦斯含量损失总体上与构造指数呈负相关,而与其他因素的指标均呈正相关。经过数理统计的F检验,F=20.82F_(0.01)(3,38)=4.35,故多元线性回归的结果是显著的,表明瓦斯含量损失与各影响因素指标之间具有较密切的内在联系,其中构造指数对瓦斯含量损失的影响程度最大,煤层埋深影响程度最小,煤厚的影响程度介于构造指数与煤层埋深之间。以瓦斯含量损失为输出指标,以构造指数、埋深、煤厚和原始瓦斯含量为输入指标,建立了4×10×1结构的BP人工神经网络模型,模型经过学习训练后预测精度高,相对误差为1.19%～1.34%,表明可以运用人工神经网络模型预测未采区抽采后的瓦斯含量损失,残余瓦斯含量即为原煤瓦斯含量减去瓦斯含量损失,故可以间接预测抽采后残余瓦斯含量。     

基于层次分析和模糊数学的采空区稳定性综合评价

建立了采空区稳定性综合评价模型,通过对各评价指标的定量分析,采用层次分析法(AHP)确定了指标权重,根据模糊数学中梯形分布的隶属函数对应出各指标的隶属度,对某矿山的地下采空区稳定性进行了模糊定量评价。     

中原城市群城市宜居性评价研究

运用层次分析法,选取城市居住条件、生态环境、经济水平、社会文化和基础设施5大综合指标,共26个单项指标对中原城市群宜居性水平进行了评价和分析。结果表明:郑州市在中原城市群宜居程度最高,但绝对得分不高;中原城市群内部各城市宜居度差异不明显,整体宜居度不高;城市经济条件和生态环境是影响宜居性的关键因素;城市宜居性采用标准参考值,有利于区域内外比较研究。     

煤炭矿区复垦效果评价

本文构建以矿区复垦土壤肥力状况、生态质量以及环境质量3个准则层20项指标为矿区复垦效果评价指标体系,为避免因素赋权的主观性,采用主成分分析法的方差贡献率确定各评价指标的权重,结合模糊综合评判方法建立各评价指标的隶属度函数,采用因子加权求和法计算矿区复垦效果的评价总分值.     

新兴煤矿68号煤层瓦斯地质图编制与煤层气资源评价

为指导新兴煤矿瓦斯灾害预测,有效开发利用煤层气资源,以现场瓦斯地质资料为基础,分析了地质构造、煤层埋深等因素对瓦斯赋存的影响规律,采用瓦斯地质统计法建立瓦斯涌出量、含量及压力的数学回归模型,以此编制了68号煤层瓦斯地质图,在此基础上对煤层气资源量进行了计算和评价。结果表明:68号煤层顶板的岩性为含凝灰砂岩,有利于煤层中瓦斯的保存;瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯压力与埋深成正比;暂定埋深441 m以下的范围为煤与瓦斯突出危险性区域,当前开采层已进入突出危险区域;煤层划分10个地质单元,计算资源量为96.09×106m3,平均资源量丰度为0.108×108m3/km2,属小型储量规模、低丰度类别,煤层气大部分在1 000 m埋深以内,为中部埋藏,不利于煤层气地面开发。