地壳—上地幔深部构造重力模型研究的一些问题

本文是一篇综述性文章。作者从重力异常的计算,深部密度参数的求得,莫霍界面与重力场的相关性,重力反问题的多解性和复杂性以及地壳—上地幔、不同大地构造单元密度模型的主要特征,“梯变层”模拟等方面对国外近几年来用重力方法研究深部构造问题的现状作了概要介绍。     

深部巷道围岩卸压协调控制技术

为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法,基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析,提出深部巷道围岩卸压协调控制技术,包括一次让压、钻孔卸压和二次高强锚注支护等3方面:一次让压支护使围岩产生恒阻变形,降低卸压引起的支护结构非协调受力;钻孔卸压的作用是转移巷道周边高应力,补偿围岩变形,减小巷道径向收敛;二次高强锚注支护为卸压协调控制技术的核心,目的是控制卸压后破碎岩体的后期蠕变。工程应用效果表明,该技术可有效控制深部巷道围岩大变形,具有一定的推广应用价值。     

康家湾矿深部难采矿体采场稳定性及结构参数优化研究

采用大型有限元分析软件--ANSYS对康家湾煤矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数,并对当前采矿方案提出修正和调整建议,以便更清楚地掌握深部地压变化规律,有效地进行地压管理,实现深部破碎带矿体及顶板不稳固矿体的安全高效开采.     

康家湾 矿深部难采矿体采场稳定性及结构参数优化研究

采用大型有限元分析软件——ANSYS对康家湾．矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析，对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析，根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数，并对当前采矿方案提出修正和调整建议，以便更清楚地掌握深部地压变化规律，有效地进行地压管理，实现深部破碎带矿体及顶板不稳固矿体的安全高效开采．     

基于Origin的深部开采条件下地表移动预测研究

随着我国煤炭资源逐渐转向深部开采的发展趋势,开采沉陷带来了深部岩体变形问题和地表沉陷预测等技术难题.为了能更好地预测地表沉陷与深部岩石力学性质变化的关系,采用Origin曲线拟合函数中的非线性最小平方拟合来获得预测函数概率积分法参数,然后利用拟合出来的参数去分析和探讨深部开采地表沉陷规律,同时回归分析了所选预测函数模型及其效果.     

缓倾斜薄矿体连续开采的采场稳定性数值模拟

介绍了ＲＦＰＡ′９８数值模拟计算软件的特点和计算方法,并结合湘西金矿深部无间连续开采技术研究课题,建立了采场数值模拟计算模型,分析了采场的稳定性,通过计算,准确模拟了采场回采过程中的应力分布情况,为优化采场结构参数和指导采场地压控制提供了可靠的理论依据。     

大功率潜水电泵串联排水系统水力过渡过程计算

针对大功率潜水电泵串联排水系统在深部矿井抢险排水中的应用模式,采用特征线法建立了相应排水模式的边界方程,计算并分析了远距离串联和紧密串联电泵2种排水模式在事故停泵的不同工况下的水力过渡过程,研究了事故停泵后排水系统瞬态工作参数的变化趋势,提出了控制水力过渡过程的有效措施,为深部矿井抢险排水应用提供了合理的设计依据.     

茶镇隧道围岩松动圈范围测量与研究

为了向隧道围岩支护设计提供可靠的松动圈厚度理论依据,以茶镇隧道的工程实际为例,通过弹塑性理论分析,采用围岩深部位移测量的方法,计算了茶镇隧道围岩松动圈的分布范围,分析了茶镇隧道围岩松动圈对围岩稳定性、锚杆支护参数设计合理性的影响.研究结果表明:通过理论计算得出的松动圈厚度为1.9mB2.0m.     

晋宁磷矿250万t/a露天采矿工程边坡稳定性分析

晋宁露天磷矿开采深度日益加深,采场上部边坡的稳定性直接关系到矿山的正常运营,也影响到其深部延伸开采设计的合理性,因此其边坡稳定性分析评价至关重要。根据工程地质条件,采用Geo-slope岩土边坡分析软件建立边坡模型对其各个采坑的边坡进行稳定性计算分析,分别计算了在天然状态、地震工况、降雨状态3种工况条件下的边坡安全系数,结果表明:该采场边坡处于稳定状态,满足安全等级的要求,说明该采场设计的边坡结构参数具有一定的可行性和合理性,同时也提出了提高边坡稳定性的相关治理和边坡的变形监测措施。     

深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨

基于实测资料建立了极不充分开采条件下概率积分法预测参数计算表达式和深部开采时下沉系数计算式,为深部开采地表移动预测提供了计算方法;基于极不充分开采的定义,给出了深部开采大采宽带的设计及控制地表沉陷的设计。     

InSAR同震形变场及其在震源参数确定中的应用研究进展

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是20世纪70年代发展起来的一种空间大地测量技术,具有全天时、全天候、高精度、广域覆盖的优势,自20世纪90年代以来在地震地壳形变监测研究领域得到了广泛应用,对地震发生机理研究具有重要意义。尤其是InSAR技术观测的同震地壳变形结果可以为分析发震断层几何学特征和动力学机制提供重要约束。随着InSAR技术的发展,如何获取可靠、多维的同震形变场,构建更加真实的正反演模型,是利用InSAR技术研究地震震源参数的关键。首先,综述了利用InSAR技术获取同震形变场的研究现状,总结了InSAR技术获取同震形变场的优缺点、InSAR技术获取三维同震形变的现状; 接着,回顾了地震震源参数正反演模型及方法的研究历程,包括从简单的弹性半空间位错模型到接近真实地球介质的数值模型,分析了不同反演方法和先验约束对结果的影响; 最后,从同震形变场分离、自动化InSAR数据处理与震源参数反演等方面进行了展望。综上所述,InSAR技术获取的同震形变场具有大范围、高精度的优势; 随着精细地壳介质参数的逐步确定,联合地震学技术方法,InSAR技术可以反演确定比较准确的地震震源参数。     

Multi-parameter numerical simulation of dynamic monitoring of rock deformation in deep mining

The level of deformation development of surrounding rocks is a vital predictor to evaluate impending coal mine disasters and it is important to establish accurate measurements of the deformed status to ensure coal mine safety. Traditional deformation monitoring methods are mostly based on single parameter, in this paper, multiple approaches are integrated: firstly, both electric and elastic models are established,from which electric field distribution and seismic wave recording are calculated and finally, the resistivity profiles and source position information are determined using inversion methods, from which then the deformation and failure of mine floor are evaluated. According to the inversion results of both electric and seismic field signals, multiple-parameter dynamic monitoring of surrounding rock deformation in deep mine can be performed. The methodology is validated using numerical simulation results which shows that the multi-parameter dynamic monitoring methods have better results for surrounding rock deformation in deep mine monitoring than single parameter methods.     

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用＂比值法＂对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造＂比值参数＂对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。     

利用改进模拟退火算法反演甘肃兰州地区地幔转换带导电模型

地磁测深一维反演可以获得地磁台站下方地球深部电导率结构。将改进模拟退火算法应用于地磁测深数据的反演,并将基于反演过程中的所有优质解进行统计分析得到的期望值作为模型最优解。地磁测深合成数据的一维反演测试结果表明:对于无噪声的理论数据,传统模拟退火算法可以恢复出真实的电导率剖面; 存在噪声时,相较传统模拟退火算法,改进模拟退火算法可以有效克服噪声影响,并在噪声低于可接受的水平时,得到非惟一模型参数的可靠估计结果。对兰州台站的实际数据反演结果表明:在地磁测深敏感的深度范围内获得了与前人一致的电导率剖面; 但是在地幔转换带下层,反演得到的电导率偏低。结合岩石物理实验结果,推测兰州地区地幔转换带下层可能是干冷的,周围地区深部地幔柱可能影响不到兰州地区深部热状态。     

利用GPS高精度监测数据开展青藏高原现今地壳运动与形变特征研究进展

青藏高原由于所处大陆构造位置的特殊性,造就其成为全球现今地壳构造运动最为强烈的区域之一。青藏高原及其周边地区发育有多条深大活动断裂带,是强震易发区,同时也是研究大陆内板块构造运动机制的天然试验场。GPS以其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被广泛应用于地壳形变监测研究中。目前,通过已建立的中国地壳运动观测网络(CMONOC-Ⅰ)与中国大陆构造环境监测网络(CMONOC-Ⅱ)获得的GPS高精度地壳运动速度场,能够清晰地揭示青藏高原近20年来地壳构造运动与形变现状。通过系统总结利用GPS监测数据开展青藏高原现今地壳运动与形变特征的研究进展,回顾了用于监测青藏高原地壳运动的GPS数据来源与高精度数据处理方法及策略,探讨了不同参考基准对GPS速度场处理结果的影响,并分别从动力学和运动学两方面全面阐述了当前用于青藏高原地壳运动与形变分析模型。综合模型计算结果从浅部与深部两方面深入剖析了青藏高原现今地壳运动与形变特征,并从板块运动构造动力学机制角度详细解译了青藏高原现今区域动力学背景及其影响下的珠穆朗玛峰隆升机制。最后对利用GPS技术开展青藏高原地壳运动与形变监测成果作了概述总结,并进一步展望了未来青藏高原地壳形变监测研究的重要发展趋势。     

Study on the Dynamic Characteristic of Lathe Headstock

In order to provide reliable data for the dynamic design or modification of a tool machine, the dynamic characteristics of the headstock, which is the main component to bear moment, must be obtained precisely. In the paper, the method based on the combination of calculation mode and experiment mode is proposed to analyze the dynamic characteristics of the headstock. The modal parameters and the mode shapes are calculated by ANSYS7.1 software. According to the FEM calculating results, the experiment parameters can be selected correctly. The modal parameters of the headstock have to be calculated and identified precisely. On the basis of these modal parameters, the faults of the headstock are shown and its weak points of design are illustrated. A conclusion is drawn that some reasonable reinforce positions could greatly improve the dynamic characteristics of the system and this approach is proved to be precise and reliable.     

Study on the Dynamic Characteristic of Lathe Headstock

In order to provide reliable data for the dynamic design or modification of a tool machine,the dynamic character- istics of the headstock,which is the main component to bear moment,must be obtained precisely.In the paper,the method based on the combination of calculation mode and experiment mode is proposed to analyze the dynamic characteristics of the headstock.The modal parameters and the mode shapes are calculated by ANSYS7.1 software.According to the FEM calculating results,the ex- periment parameters can be selected correctly.The modal parameters of the headstock have to be calculated and identified precisely. On the basis of these modal parameters,the faults of the headstock are shown and its weak points of design are illustrated.A con- clusion is drawn that some reasonable reinforce positions could greatly improve the dynamic characteristics of the system and this ap- proach is proved to be precise and reliable.     

一种快速准确求取复电阻率真频参数的反演方法

复电阻率法评价极化体极化性质的依据是极化体与围岩的柯尔-柯尔模型参数的差异,因此根据目标极化体的视谱求其真柯尔-柯尔参数,是复电阻率法评价极化体性质时必须解决的基本任务.本文针对水平层状极化介质提出了一种复电阻率最优化反演和递推反演相结合的新的求取真频参数的反演方法,该方法只需测量四个不同频率的复电阻率数据就可进行反演.为了考查该方法的反演效果,与单测点视谱常规反演法及联合谱激电反演法进行了对比计算,并对同一模型选取不同的初始参数进行了反演.计算结果表明,这种方法计算快速、稳定收敛,对反演初值要求不高,结果准确.     

基于柯尔—柯尔模型的一维视复电阻率真参数反演

在求取多层极化介质模型的真柯尔—柯尔参数时,需要以多层极化介质为正演模型,以视复电阻率的振幅或相位为响应进行反演。若直接对振幅谱或相位谱反演计算,反演参数过多将导致反演失败。本文利用振幅与极距相关的曲线(本文称为"振幅测深曲线")可以确定多层极化介质层数和层厚的特点,将真参数的求取过程分为两步。第一步采用一维自动迭代法反演振幅测深曲线,求取层状介质的层数和层厚;第二步采用郭涛演化算法反演振幅谱或相位谱,求取层状介质的其他参数(零频电阻率、极化率、时间常数和频率相关系数)。整体反演结果较好,求取的真参数与理论值相同,证明两步法的可行性。并得出了两个结论:一是振幅测深曲线含有多层极化介质模型的分层信息;二是振幅谱比相位谱包含更多零频电阻率的信息。     

Hydraulic Self Servo Swing Cylinder Structure Optimization and Dynamic Characteristics Analysis Based on Genetic Algorithm

The dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder were analyzed according to the hydraulic system natural frequency formula. Based on that, a method of the hydraulic self servo swing cylinder structure optimization based on genetic algorithm was proposed in this paper. By analyzing the four parameters that affect the dynamic characteristics, we had to optimize the structure to obtain as larger the Dm(displacement) as possible under the condition with the purpose of improving the dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder. So three state equations were established in this paper. The paper analyzed the effect of the four parameters in hydraulic self servo swing cylinder natural frequency equation and used the genetic algorithm to obtain the optimal solution of structure parameters. The model was simulated by substituting the parameters and initial value to the simulink model. Simulation results show that: using self servo hydraulic swing cylinder natural frequency equation to study its dynamic response characteristics is very effective. Compared with no optimization, the overall system dynamic response speed is significantly improved.