CSAMT方法在松辽盆地西南部白音花凹陷铀矿勘查中的应用

CSAMT法是一种使用人工场源、通过改变发射频率进行测深的地球物理方法。该方法以勘探深度大、分辨能力强、抗干扰能力强等特点成为研究深部地质特征的有效手段。白音花凹陷位于松辽盆地西南部,针对研究区第四系覆盖厚度较大(100 m)、人文干扰较多、要求勘探深度较深(1000 m)等特点,在该研究区采用可控源音频大地电磁测量方法进行测量。通过可控源音频大地电磁测量方法确定研究区的二级构造单元的边界、基底的起伏形态、断裂空间展布形态及砂体的发育情况,从而研究该地区铀成矿地质环境。根据可控源音频大地电磁测量结果,结合地质资料和岩石电阻率资料,经过综合分析认为:可控源音频大地电磁测深法可以划分研究区的二级构造单元、推测断裂的空间展布形态以及确定砂体、泥岩的顶板埋深及厚度,是研究铀成矿地质环境的有效技术手段,对于铀矿勘查工作的进一步开展具有重要意义。该方法在铀矿勘查攻深找盲中起到非常积极的作用,同时也为寻找同类铀成矿地质环境提供指导和借鉴意义。     

归一化总梯度法在激电中梯异常解释中的应用

利用归一化总梯度法对清水多金属矿激电异常进行了解释,结果表明,根据归一化总梯度垂直断面图可较好地确定异常体的中心埋深,其解释结果与可控源音频大地电磁测深结果吻合,可见,只要参数选择合理,归一化总梯度能给出激电异常较为可靠的解释.     

综合物探方法在河南济源疙瘩深隐伏铁矿床勘查中的应用

河南省济源市疙瘩铁矿床深隐伏沉积变质型磁铁矿床,地面磁异常呈弱缓特征。常规的单一磁法辅助地质对确定矿体埋深尚显不足。矿区岩矿石的电阻率特征具备采用电法来推断赋矿地层的大致埋深和起伏形态,又基于地质体埋藏较深,因而布设了可控源音频大地电磁测深方法,推断出地质体的大致深度。在此基础上,对弱缓磁异常再进行反演。这样通过对可控源音频大地电磁测深(CSAMT)异常和弱磁异常进行综合研究,推断出的磁铁矿体产状及埋深为地质优化钻孔提供了较可靠的依据。这种综合物探方法对解决深隐伏磁铁矿地质问题具有借鉴意义。     

南水北调西线工程区活动断层CSAMT技术探测研究

结合南水北调西线工程调水区桑日麻断裂的探测，就应用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)进行断层深部特征的探测问题进行了分析和研究。研究结果表明，可控源音频大地电磁测深法可用于探测断层深部的发育情况，为分析工程地质问题提供基础性资料，并且可以很好地指导钻探工作的布置。     

综合物探在砂岩型铀矿床勘查中的应用——以白音查干凹陷为例

白音查干凹陷位于二连盆地西部边缘,是川井坳陷内的一个白垩系陆相断陷盆地,区内发育辫状河、辫状河三角洲、冲积扇、滨浅湖、深湖—半深湖相沉积。其中大磨拐河组主要发育河流沉积体系,找矿目的层主要在辫状河相砂体中。通过在白音查干凹陷北东缘部署重力、可控源音频大地电磁测深和土壤氡气综合剖面工作,本文认为重力剖面较好地反映了研究区基底分布形态和构造发育情况,可控源音频大地电磁测深剖面对构造发育、盆地盖层厚度变化特征能够提供准确的信息,土壤氡气浓度测量可以对构造带分布和物源方向分析提供可靠的依据。结合钻探工程验证结果表明,综合利用不同的物探方法组合可以有效地提高地质找矿效果,并对研究区成矿特征和规律具有一定的指导意义。     

综合物探方法在河南夜长坪钼钨矿外围找矿中的应用及效果

夜长坪钼钨矿是典型的斑岩—夕卡岩型矿床,与隐伏花岗斑岩体关系密切。为寻找和扩大其钼钨矿资源,在地质研究的基础上,在矿区外围开展了重力测量和可控源音频大地电磁测深。对所取得的相关资料进行了处理、分析和科学推断解释,弄清了区内隐伏花岗岩体的分布、埋深,理清了隐伏断裂构造的分布及其特征,继而圈定了成矿有利区,为深部钻探工程施工提供了物探依据。经钻探验证,在矿区外围深部发现了钼钨矿(化)体,证明了综合物探方法在寻找深部隐伏金属矿床的有效性。     

CSAMT测深和重力测量技术在新疆火烧云铅锌矿的应用效果分析

针对矿产勘查深度逐渐加大、勘查区逐渐向工作程度相对较低、情况更加复杂的浅覆盖区、山区转移,常规、单一的物探方法在勘探深度及精度等方面都无法满足勘查的需要。文章提出可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)与重力测量的技术组合,并将其运用于新疆和田县火烧云铅锌矿勘查实践中。CSAMT测深和重力测量能较好地反映铅锌矿体赋存空间及其顶底板围岩的埋深,铅锌矿体显示低阻高重力异常,中高阻异常围绕低阻高重异常周边分布,依据钻探工程对隐伏矿体进行控制,对应CSAMT测深剖面电阻率等值线区间,大致推断了控矿地质体的厚度和产状,建立了矿床地球物理找矿标志,为矿床勘探及资源量扩大提供了重要的地球物理依据。     

综合电磁法在广德荷花岗地热资源勘查中的应用效果

以安徽广德荷花岗地区为例,说明了采用可控源音频大地电磁测深和大功率激电法相结合,再利用瞬变电磁测深查证电性异常的综合技术在对地热空间分布的勘查和有利热井区预测的效果。根据测深剖面的反演计算结果,确定了断裂构造及富水的有利层段、分布范围、埋藏深度等信息,其中两条延深较大的正断层是工作区重要的聚水、控热和导热断层。在沿推测断层分布的异常区布置了钻孔,经实际钻探获得了热水井,两层取水层段均位于破碎带内,水量充沛,深1 400 m以下的水温在53℃~71℃之间。结合地质条件认为燕山期和喜马拉雅期的岩浆活动显然为该区的中温热水提供了有效的热源,属于典型的中低温对流地热系统,说明电磁法的合理综合使用及先控制异常区再加密勘探的方案在断陷盆地找地热水不但效果良好且经济效益较高。     

综合电法勘查在隐伏金属矿勘查中的应用效果

寻找隐伏金属矿产是我国矿产勘查的主要任务之一。近几年,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在内蒙古锡盟地区做了大量的电法勘查工作,主要应用大功率激电和可控源音频大地电磁测深方法组合进行隐伏矿探测研究。大功率激电用于矿区及其外围的面积测量工作,快速发现和圈定矿化构造展布情况;采用可控源音频大地电磁测深方法,利用其反演电阻率断面电性分布特征,推断地下地质结构、构造产状和矿(化)体的赋存空间。为钻探工程提供依据,取得了很好的找矿效果。     

视电阻率测深和音频大地电磁测深在坦桑尼亚某金矿区探测效果的对比分析

隐伏矿产勘查是我国乃至世界现今的主要任务,电阻率测深法和大地电磁测深法是寻找深部矿和隐伏矿的主要工作手段;根据大功率视电阻率测深与音频大地电磁测深在坦桑尼亚某金矿区的实际应用,结合钻孔地质剖面对两者的测量结果反演后进行了对比研究,分析了两种测深方法在构造蚀变岩型金矿上各自的探测效果,研究认为:采用视电阻率测深和音频大地电磁测深可以推测地下构造带电性分布特征、地质结构、构造产状及矿(化)体的赋存空间,音频大地电磁测深对矿区深部构造形态反映效果较好,显示了构造蚀变带的垂向延伸情况;视电阻率测深在反映中、浅部地质体特征方面效果较好,并进一步提高了对大地电磁异常的横向分辨能力,能够为布置钻探工程提供更加充分的依据。     

厚表土薄基岩煤层开采覆岩运动规律

 厚表土薄基岩煤层采用综放开采后基本顶将难于形成稳定结构,发生滑落失稳导致工作面“压架”,在对薄基岩定义的基础上,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场实测的方法对薄基岩煤层开采上覆岩层运动规律进行了研究。研究结果表明,若其他条件不变,“砌体梁”结构的稳定主要取决于基岩厚度和上覆表土层的力学性质及厚度,具有较大承载力的厚黏土层能与薄基岩组合形成稳定的结构,降低稳定结构所需最小基岩厚度。由此建立薄基岩工作面结构力学模型,并针对司马矿具体条件分析认为当表土为松散砂土,最小基岩厚度40 m;当黏土厚度40 m,最小基岩厚度20 m;黏土厚度30 m,最小基岩厚度30 m。据此提出首采面可安全开采,在现场工业性试验中得到成功验证。     

浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义

根据3个不同条件的浅埋煤层工作面矿压实测，得出了中国特大浅埋矿区顶板破断规律与普通采场不同，主要特征是顶板切落式破断和台阶下沉，顶板垮落一般形成冒落带和裂隙带。并初步提出了以关键层、基载比和埋深为指标的浅埋煤层定义，为正确建立顶板结构模型和进行顶板控制奠定了基础。     

急斜煤层放顶煤开采“跨层拱”结构分析

急斜煤层水平分段放顶煤开采与缓斜煤层不同，工作面沿煤层厚度的水平线布置，长度短。工作面上方不是顶板，而是顶煤和残留煤矸。研究结果表明，开采中能够在工作面上方形成与之平行的跨越煤层的“跨层拱”结构。建立“跨层拱”结构的力学模型，对拱的受力、极限跨长以及拱形的确定等方面进行了分析；同时，对于“跨层拱”结构的滑落失稳、结构失稳及其对工作面矿山压力显现的影响进行了分析。由建立的力学模型而得的分析结果与现场实测结果吻合较好，说明可以较大幅度地提高水平分段高度，对急斜煤层短工作面条件下，实现安全高效开采有着重要意义。     

双系煤层孤岛结构对工作面矿压显现影响研究

为了确定大同矿区侏罗系煤层群开采形成的孤岛覆岩结构对石炭二叠系工作面开采矿压显现的影响,以同忻矿8104、8106工作面为研究对象,通过理论分析确定侏罗系煤层群开采孤岛覆岩结构的形成条件,构建FLAC^3D数值模型,分析孤岛覆岩结构对石炭系煤层应力控制及矿压显现特征,并结合微震监测数据进行了合理验证。研究表明:当侏罗系煤层遗留煤柱宽度≥22.3 m时可形成孤岛覆岩结构,煤柱宽度为80 m时,孤岛覆岩结构对石炭系煤层工作面影响达到峰值;数值模拟说明8106工作面及5105巷道受到孤岛覆岩结构影响,其矿压显现强度及范围明显增大,围岩应力最大增至40 MPa;微震监测显示8104工作面推进孤岛覆岩结构过程中,个别微震事件能量级别达到了10⁶ J,具备了诱发冲击地压发生能量条件。     

激电异常在柬埔寨煤矿勘查中的指示意义

矿区煤层为走向近东西急倾斜的单斜产出,埋藏深度5 m左右,埋藏浅。经物性测定煤层整体表现为高阻、中高极化"两高"的地球物理特征。区内地势平缓,侏罗系受后期岩浆热液侵入和构造断裂变质作用不明显。地面干扰因素极为有限,为找寻隐伏煤层提供了地球物理前提。时间域激发极化法,通过激电中梯测量圈定激电异常,划定煤层范围和位置,通过激电测深,可定性、定量计算出隐伏矿床的产状、埋深、规模及空间展布特征等参数。后经钻探验证与推测煤层位置及深度基本吻合。按不同的工程网度求取资源量,实现了较好的经济效益和社会效益。     

Numerical modeling of large deformation and nonlinear frictional contact of excavation boundary of deep soft rock tunnel

Roadways excavated in soft rocks at great depth are difficult to be maintained due to large deformation of surrounding rocks, which greatly influences the safety and efficiency of deep resources exploitation. During the excavation process of a deep soft rock tunnel, the rock wall may be compacted due to large deformation. In this paper, the technique to address this problem by a two-dimensional (2D) finite element software, large deformation engineering analyses software (LDEAS 1.0), is provided. By using the Lagrange multiplier method, the kinematic constraint of non-penetrating condition and static constraint of Coulomb friction are introduced to the governing equations in the form of incremental displacement. The numerical example demonstrates the efficiency of this technology. Deformations of a transportation tunnel in inclined soft rock strata at the depth of 1 000 m in Qishan coal mine and a tunnel excavated to three different depths are analyzed by two models, i.e. the additive decomposition model and polar decomposition model. It can be found that the deformation of the transportation tunnel is asymmetrical due to the inclination of rock strata. For extremely soft rock, large deformation can converge only for the additive decomposition model. The deformation of surrounding rocks increases with the increase in the tunnel depth for both models. At the same depth, the deformation calculated by the additive decomposition model is smaller than that by the polar decomposition model.     

特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及诱冲机制研究

以新疆硫磺沟煤矿特厚煤层掘进工作面为工程背景,采用现场调研、岩石力学试验和理论分析等方法,对特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及其诱冲机制进行了研究。研究认为：①根据硫磺沟煤矿9-15煤层与岩层的岩石力学试验结果,埋深在100~1000 m时,煤、岩层的能量密度与埋深成正比,煤层与岩层的能量密度比值为1.8~2.3,平均为2.1;②相同深度条件下特厚煤层掘进工作面围岩积聚弹性能远大于薄及中厚煤层,其积聚高弹性能的围岩结构是特厚煤层掘进面更容易发生冲击地压和冲击地压灾害更严重的原因之一;③掘进巷道影响范围内围岩积聚弹性能与煤层厚度和巷道半径成正比,且在同等巷道半径条件下,煤层厚度越大,巷道围岩积聚弹性能越大,当巷道半径为3.0 m时,围岩积聚的弹性能分别为巷道半径为2.5 m和2.0 m时围岩积聚弹性能的1.4倍和2.0倍;④提出的考虑煤层厚度和煤层冲击倾向性的冲击危险性评价方法比当前冲击危险性评价方法更加科学合理,评价结果也更符合现场实际情况。研究结果对特厚煤层掘进工作面冲击地压防治具有一定的借鉴意义。     

“上软下硬”地层条件下地铁车站合理埋深确定

以青岛地铁工程为实例,确定敦化路车站的合理埋深和最佳埋深.青岛地层呈“上软下硬”的特点,传统的覆跨比理论不能很好的确定暗挖车站埋深.通过对不同埋深条件下车站的围岩第一主应力、竖向位移、安全系数的数值模拟分析和研究,发现微风化岩层的位置对埋深确定有决定影响,通过综合分析,确定敦化路地铁车站最佳埋深即埋深为14.5 m,且...     

四面采空“孤岛”综放采场矿压控制的研究与实践

论文通过理论和实践研究,提出了四面采空“孤岛”采场的顶板结构和相关矿压控制技术。此类采场矿压控制的理论问题,是采场覆岩的多层空间结构运动及其与采动应力场的关系;其工程问题,是煤柱失稳造成的灾害形式及其判定方法、煤柱失稳的灾害的控制技术以及水、火和瓦斯的控制问题。论文通过河南义马煤业集团的实例,系统介绍了灾害监测技术和控制方法。开采结果表明,论文中提出的对岩层结构的认识和采取的控制技术是正确的,可以在条件相似的矿区推广应用。     

The characteristics of deformation and failure of coal seam floor due to mining in Xinmi coal field in China

Deformation and failure of a “three-weak” (weak roof, thick weak coal, and weak floor) coal seam floor subject to mining are studied in this paper. Firstly, by using a group of strain sensors buried at different floor depths, we measured the relationships of the axial strain to the distance from the advancing face field. The floor depths and stratum positions, and as well as the peak width, which is the distance of the first maximum strain increment to the working face, were drawn. The axial stress and its zone of influence, which is the distance from the face to the borehole along the roadway, and at which there is obvious strain increment difference, were also drawn. Secondly, we established an analytical mechanical model and found the analytical solution of the floor’s supporting pressure distribution ahead of the face. And thirdly, we set up a numerical simulation engineering geological model and simulated stress distribution and deformation characteristics of the floor with complex multi-stratum (11 strata) structure. The results from the three approaches showed that: (1) the failure depth (<10.0 m) and zone of influence (up to 36.0 m) induced by mining ahead of the three-weak seam face were much smaller than those common seam faces; (2) the axial strain fluctuated greater than the radial one, with its max peak keeping at about 8.0 m ahead of the advancing face, and its zone of influence spreading to 36.0 m; (3) the peak width of axial strain and its zone of influence in the haulage roadway were stronger than those in the ventilation roadway; and (4) the three weak coal seam played a strong buffering action against deformation and failure due to mining. This research may be of interest to assist with improving strata control and health and safety in operating coal mines.