西秦岭安坝金矿床孔渗结构及成矿效应

安坝金矿床是西秦岭阳山金矿带内已探明金资源储量最大的金矿床,矿体受NEE向安昌河-观音坝断裂带及其次级断裂-裂隙系统控制,主要赋存于断裂破碎带中的千枚岩和斜长花岗岩中。论文通过研究断裂破碎带中不同岩性的孔隙度和渗透率的变化特征,发现赋矿岩石表现出低孔隙度的特征:斜长花岗岩(0.017%~0.047%),花岗岩(0.029%~0.044%),钙质千枚岩(0.036%~0.05%),炭质千枚岩(0.059%~0.067%),总体上孔隙度大小:千枚岩斜长花岗岩花岗岩;花岗岩渗透率变化范围(1.8×10~(-13)~2.2×10~(-13) cm~2)比斜长花岗岩(1.0×10~(-13)~2.0×10~(-13) cm~2)小,远小于炭质千枚岩(1.5×10~(-12)~1.9×10~(-12) cm~2)和钙质千枚岩(0.5×10~(-12)~0.8×10~(-12) cm~2),镜下金属矿物的含量与岩石渗透率呈正相关。赋矿岩石允许通过成矿流体的能力与孔隙度密切联系但非线性相关,渗透率影响着流体对成矿物质的萃取、搬运和沉淀,矿床的矿化样式和蚀变强度是岩(矿)石的渗透率直接反映。空间上,岩石的高渗透率及有效孔隙度综合影响着矿床的矿化蚀变类型与分布,赋矿围岩的渗透率可作为评价热液矿床成矿潜力的重要依据。     

专利简介

确定岩石长期强度的方法确定岩石长期强度极限的方法包括:给岩石试样加载,记录试样的裂隙率和根据试样裂隙率确定岩石的长期强度极限。为了提高确定岩石长期强度极限的准确性和效率,将一批试样通以电流,测定通过电流的次低频噪声强度。选出通过电流的噪声强度值最小的试样,将选出的试样再次进行通电,施加不断增大的压缩力,并测定电流的次低频噪声强度。根据通过试样     

含气页岩渗透率的围压敏感性和各向异性研究

利用MTS岩石力学试验系统研究了牛蹄塘组含气页岩的渗透性能、变形随围压的变化规律和各向异性特征,并利用SEM对试样进行了微观结构观察,揭示了含气页岩渗透率、变形随围压变化的内因。结果表明:1)围压5~40 MPa下,牛蹄塘组含气页岩渗透率范围为5.06×10-7~1.02×10-5D。2)含气页岩渗透率随围压增大而降低,两者之间总体服从幂函数关系。含气页岩体积变形随围压增大逐渐增加。3)含气页岩渗透率和变形存在各向异性特征,相同围压下顺层理试样的渗透率和体积应变均大于45°层理角度试样。4)所取含气页岩试样具有明显的沉积层理,试样中的大孔和微孔多沿层理方向分布。5)低渗透含气页岩体积应变对围压的敏感性随围压升高呈现先增加后降低的趋势,渗透率对围压的敏感性随围压升高逐渐降低。     

活塞式CO_2快速分析仪

本仪器是应用体积法原理研制成功的一种CO_2快速分析仪。它可测定岩石矿物中0.5～50％左右的CO_2(试样100毫克计),测定30件试样只需1个小时左右。经有关单位提供的管理样进行检查分析,     

泥质岩石电物理性质与孔隙度和水饱和度的相互关系

叙述了电阻系数与孔隙度和水饱和度关系确定的泥质岩石结构参数的变化范围。列举出关于填隙溶液电性质与其浓度关系的试验资料。阐述了地电检测岩石物理状态的方法和列举出在解决采矿问题中采用这种方法的例子。确定泥质岩石电阻系数与孔隙度和水饱和度数量关系的结构参数如下：     

柔壁渗透仪的试验研究

针对防渗浆材结石体或灌浆固结体渗透性的测试及其对污染物阻滞性能测试的需要,研制了一种围压密封的柔壁渗透仪,并获得国家专利。采用S、N和Z型三类浆材结石体试样,通过在不同渗透压力、不同围压条件下的渗透系数测定,与南-55型变水头渗透仪的对比试验研究,以及垃圾渗沥液的渗滤试验,证明柔壁渗透仪对制样要求不高、密封好、测试误差<1.19×10-7cm/s,精度满足规范要求。该研究的创新点在于采用柔性乳胶膜作测试试样的侧壁,通过气压或水压施加围压实现试样的侧壁密封,渗透压力可在10~1000 kPa范围调节,围压可在10~1500 kPa范围调节,试样直径有61.8和101 mm两种规格可选,且精度要求不高,试样高度在20~150 mm范围内任意选用,可方便地用于测试浆材结石体或灌浆固结体的渗透系数,以及浆材结石体对污水中污染物的阻滞性能,有助于防渗浆材的研制。     

月岩采样及其物理力学特性调研分析

月岩的存在形式和主要物理力学特性直接关系到月岩的可钻性,是取心钻具设计、钻进工艺确定及可靠取心的基本前提和重要依据。通过大量调研分析,认为:国外历次取心管样品中发现月岩以直径较大的岩石颗粒存在,比例为40%~80%,月岩在月球样品中的比重高达65%;月岩粒径分布广,且随着深度的增加粒径大小呈先减小后增大的趋势。月海玄武岩呈疏松状态,其主要物理力学范围为密度3.26~3.51 g/cm3,堆密度3.04~3.34 g/cm3,孔隙度0~10%,抗压强度约200 MPa,动态抗拉强度114~160 MPa。     

沉积岩的声效应研究

声发射法对材料的微观缺陷具有很高的判断能力,近年来此法已广泛用于研究材料的破坏过程。借助此法可以研究受载固体中微观裂隙和宏观裂隙的聚集动力学。我们利用声发射法和应变法研究沉积岩的破坏动力学,这样就有可能研究岩石中缺陷的聚集和根据变形了解裂隙状况,并可获得在应力应变状态下岩石局部破坏的更可靠信息。研究的目的是检查在单轴压缩过程中岩石的声发射特性与试块的应力应变状态的     

PNN测井技术在煤层气开发中的应用

PNN测井可以测量到的煤层岩石物理参数有高中子孔隙度、低天然放射性、俘获截面;测量到的气体物理参数有中子孔隙度、俘获截面。通过对上述测量参数的综合分析可以比较准确的标定煤层气含气储层和位置并进行定性分析,以确定抽采的可行性。     

冻融循环作用下岩石的拉压强度劣化模型

为了研究西藏玉龙铜矿边坡岩体在冻融循环作用下的损伤劣化,试验以石英砂岩和灰岩为试样,基于核磁共振技术对不同冻融循环次数下的岩石试样进行孔隙度测试,并采用伺服压力机和巴西劈裂试验进行单轴抗压强度测试和抗拉强度测试。研究了两组试样单轴抗压强度和抗拉强度与冻融循环之间的关系,分析了孔隙率变化量和强度损伤量的变化规律,基于孔隙度变化量建立了在不同冻融循环次数下的强度劣化模型,并利用试验数据对模型进行了拟合验证。试验结果表明：两组岩石试样的单轴抗压强度和抗拉强度均随冻融循环次数的增加而逐渐降低,孔隙度变化量及强度损失率随冻融循环次数的增加而逐渐增大。两组岩石试样的孔隙度变化量与相对强度服从指数函数关系,且具有很好的相关性,表明所建立的强度劣化模型可以很好的反映在不同冻融循环次数下的岩石强度演化规律,为玉龙铜矿后期开采技术提供理论依据。     

对回转破碎比功岩石可钻性分级的初步研究

用破碎单位体积岩石所需能量——比功来衡量岩石抵抗钻进的能力,一直是一些岩石可钻性研究者所追求的。由于用单位体积破碎功确定岩石可钻性存在“输入功率用于其它方面和用于切削岩层或总体积破碎功的比值对每种岩石来说都是不同的,并很难测量”,而且钻进过程中输入能量的70~90%都转变为热能被冲洗液带走,而不同钻进方法、不同钻头形式、不同钻进参数下变为热能所消耗的能量是不同的。这些问题至今均未能得到解决,因此用比功进行回转钻进的可钻性分级未能实现。为了寻找更全面地反映岩石抵抗破碎能力的参量,使岩石可钻性分级更准确,我们于1986年进行了破碎比功分级的尝试。     

承压饱和破碎岩石颗粒破碎及渗透率演化特征研究

为探求破碎岩体颗粒破碎及渗透率演化规律,对饱和破碎岩石进行侧向受限下的压缩和渗透试验,利用显微CT观察试样内部的孔隙结构形态,引入相对破碎率定量研究岩石颗粒的破碎规律,并分析其与孔隙度和渗透率之间的关系。试验结果表明,颗粒破碎在压实过程中普遍存在并持续改变试样的粒度分布,在轴向应力达到2 MPa时,细小颗粒(0～2.5 mm)大量出现,占最终增加量的44.6%,同时大颗粒(12～15 mm)明显减少,占最终减小量的45.1%;而应力升至12 MPa后,小颗粒(0～2.5 mm和2.5～5 mm)小幅变化,其余各粒径区间内岩石颗粒的质量变化微弱。相对破碎率和渗透率的变化范围分别为0～0.369 3和3.48×10~(-14)～67.16×10~(-14)m~2,且两者的变化过程均可分为2个阶段,即当轴向应力小于4 MPa时,相对破碎率快速增大,占总增幅的65.6%～74.1%,渗透率快速减小,占总降幅的84.4%～91.1%;而当轴向应力大于4 MPa时,相对破碎率缓慢增大并趋于稳定,渗透率缓慢减小并趋于稳定。渗透率与相对破碎率之间关系可用二次多项式函数拟合,相对破碎率可作为评估渗透率的有效参量。初始粒径配比对渗透率有明显影响,在相同轴向应力下,Talbot指数越大,渗透率越小;而初始粒径配比对相对破碎率几乎无影响。     

超前围壁锚杆结构与作用机理

本文研究了超前围壁锚杆支护结构与作用机理。现场观测表明,在破碎易冒落岩层(井下实测岩体抗压强度约在12×10~5Pa,抗剪强度在5×10~5Pa以下,而且用一般方法不能取出岩石试样的岩层)中,超前围壁锚杆对破碎岩层起到固结岩石、增强整体性和提高岩体抗拉强度的作用。表文在一定的假设条件下,分析了巷道在爆破前、爆破中和爆破后不同时期超前围壁锚杆作用机理,提出了刹杆、护壁以及组合拱结构模型和相应的计算公式,并从安全角度计算了这三种结构的最小承载力。     

花岗岩700℃热损伤核磁共振定量表征

岩体在高温作用下其物理特性会发生显著变化，利用核磁共振等无损监测方法研究了不同高温作用下花岗岩孔隙结构演化及波速衰减特征。结果表明，随着温度的逐步升高，花岗岩试样的核磁T₂弛豫时间跨度、T₂谱面积、核磁信号振幅强度均逐渐增大，不同孔径的孔隙数量增多，总孔隙体积增大；花岗岩发生明显热损伤的温度约为500℃,500℃之前，其内部孔隙孔径及数量变化不明显，主要以不同孔径的孔隙之间的转化为主，500℃之后，岩石内部孔隙度明显升高，其中主要以新增的孔隙体积为主；为定量表征高温对花岗岩的损伤程度，借助孔隙度、热损伤因子等参数建立了花岗岩在不同高温热作用下的热损伤理论模型，对涉及岩体高温损伤机理的工程项目有一定参考价值。     

基于核磁共振技术的高压电脉冲破碎对岩石孔隙度的影响研究*

为研究高压电脉冲破碎技术以改善矿层的孔隙度而提高其渗透性，为原地溶浸采矿创造条件，取上杭紫金山采场原岩，加工成圆柱形试件，利用高压电脉冲破碎装置分别进行了不同电压（90~150）×9 kV下冲击试验，并对冲击前后的试样进行了核磁共振测试,得到了充填体试样的核磁共振孔隙度、孔径分布图等特性参数。试验结果表明，初始平均孔隙度基本处于同一水平的各组原岩试样随着电压值的加大，试件的孔隙度随之增大，两者呈现出二次函数关系，大小孔径孔隙占比均上升，大孔径孔隙变化率在27%~715%，小孔径孔隙变化率在29%~213%。高压电脉冲破碎技术具有较好的增渗效果。     

剥落制度下岩石热力破碎速度的实验室测定

破碎的线速度 v 和体积速度 v 是定量评价穿孔、扩孔、切割与表面加工各工艺过程在剥落制度下热力破碎岩石效率的最好指标。在实验室条件下对每一工艺过程进行直接试验以确定这两个速度值是十分困难的。因为所要研究的岩石试样规格小,而且数量     

双向岩石试验机的设计

为了对岩石试样进行双向压缩试验,需要有专门的岩石双向压缩试验机。这里在总结前人经验的基础上,设计了具有自己特色的岩石双向试验机。该试验机实现了对岩石试样的双向恒压、恒速压缩,加载比例在1:1~1:2之间,可广泛运用于岩石试验的研究及教学中。     

基于核磁共振技术的低阶煤储层孔隙特征研究

为了探究低阶煤储层孔径及有效孔隙度特征,有利于提高煤层气的开采效率,基于核磁共振试验,分析了煤储层的横向弛豫T2谱、微小孔孔径分布及有效孔隙度特征。结果表明:试验的低阶煤的横向弛豫T2谱存在3种峰的类型:单峰型、双峰型及三峰型,谱峰T2弛豫时间分别处在0.1~1.0 ms、10 ms左右以及70 ms处,得出了煤样主要以微小孔发育为主;计算出了试验的低阶煤的表面弛豫率为1.51×10~(-8) m/ms左右和微小孔孔径与T2弛豫时间的转换系数C为4.53×10~(-8)m/ms,进而得出微小孔孔径分布曲线;获得了有效孔隙度平均值为0.97%,认为有效孔隙度大小与固定碳含量呈正相关关系,与灰分及挥发分含量呈负相关关系,可断定该煤储层孔隙连通性较差,且有效孔隙度较低,不利于煤层气开采。     

地震岩石物理与叠前同时反演联合岩性预测

基于测井数据及解释成果开展地震岩石物理分析,确定不同流体类型与饱和度、不同孔隙度、不同泥质含量条件下的弹性响应,为叠前反演岩性或流体识别提供依据。实例区结果表明,利用叠前反演结果很难区分流体,而对于岩性识别效果很好。以岩石物理分析结果为指导,对大庆油田某外围断陷W1井区的叠前同时反演结果进行解释,刻画了湖底扇砂体分布,表明地震岩石物理与叠前同时反演联合应用在岩性预测中的重要作用。     

利用地震属性预测煤层顶底板含水性研究

文章通过地震属性来预测岩性参数,即选择利用多属性线性回归和概率神经网络技术对纵波速度、密度、视电阻率和孔隙度这些岩性参数进行反演,进而从获得的波阻抗体、视电阻率体和孔隙度体来预测煤层顶底板岩石的含水性。应用实例中,预测含水性相对较强的区域为低波阻抗、低视电阻率和高孔隙度分布的区域,这符合岩石物理的认识,同时与矿区地质认识的含水区也是一致的。煤层顶底板含水性的分析,对于防患煤矿突水事故具有现实意义。