新景矿3号煤层渗透率对有效应力敏感性实验分析

利用KDZS-Ⅱ型煤体瓦斯瞬时解吸及渗流特性测试仪在0.31、0.61 MPa气体压力条件下,开展了新景矿3号煤层渗透率对有效应力敏感性实验分析。结果表明:新景矿3号煤层渗透率对有效应力具有极强的敏感性,煤层渗透率随有效应力增加而降低,二者之间具有良好的负指数幂函数关系;相同气体压力和有效应力下各煤样试件的渗透率变化不同且分异现象显著;煤样试件的渗透率大小与孔隙度、裂隙方向密切相关,煤样试件裂隙方向平行于轴线方向、孔隙度大时,煤样试件的渗透率相对较大;煤样试件的裂隙方向垂直于轴线方向、孔隙度较小时,煤样试件的渗透率相对较小。     

小波-神经网络混合模型预测地下水水位

由于过量开采地下水,华北平原的许多城市出现地下水水位持续下降趋势,由此导致了许多严重的环境问题,如地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等。为了准确预测城市地下水水位变化,利用小波变换的多尺度分析特征,建立了小波-神经网络混合模型(以下简称"混合模型"),并研究了其在地下水水位预测中的精度。利用北京市平谷区地下水水位观测资料,分别用BP网络和混合模型对该区地下水水位进行了预测。采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和线性相关系数(R)对模型预测的精度进行度量。预测结果表明:混合模型第1至第3个月的地下水水位平均绝对误差分别是0.535,0.598和0.634 m;而BP模型的平均绝对误差分别为0.566,0.824和0.940 m。混合模型的预测误差分别为BP模型的95%,73%和67%。使用混合模型能明显提高预测的精度,显著增加有效预测时段长度。     

济阳坳陷沾化凹陷异常高压与油气成藏模式

摘要：渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷沙河街组二段及其以上层段,圈闭类型以构造为主;沙河街组三段及其以下地层,主要发育岩性、构造-岩性等隐蔽圈闭。地层压力的分布与油气分布特征存在一定的对应关系,即正常压力带发育构造油气藏,而异常高压带多发育岩性等油气藏。异常高压为深层岩性油气藏油气的运移提供了动力。凡压力系数曲线呈现“3”字形,则相对低压油层含油性较好。根据压力与油气成藏的关系,建立了“源外断裂输导成藏”和“源内高压充注成藏”两种成藏模式。油源断层是浅部源外常压油气成藏的主控因素,沙河街组三段中、下亚段及沙河街组一段生成的油气,主要沿断层经垂向输导进入沙河街组二段及其以上地层,直接在断块、滚动背斜等构造圈闭中充注成藏,或经横向运移在构造圈闭中充注成藏。油气成藏动力是深部源内高压成藏的主控因素,沙河街组三段中、下亚段生成的油气,在异常高压的驱动下直接向其紧邻的砂岩体及构造-岩性圈闭中充注成藏。     

强度折减法改进及在边坡稳定性评价中的应用

传统有限元强度折减法在对岩土体强度参数进行折减时并未考虑其对变形参数(弹性模量和泊松比)的影响,会使得分析计算结果不准确,为此改进了传统强度折减法并将其应用于边坡稳定性分析中。基于Mohr-Coulomb强度准则和Duncan-Chang双曲线弹性本构模型,并深入分析土体应力状态、强度与变形的联系,分别建立弹性模量、泊松比与强度折减系数的关系表达式。据此在强度参数折减的同时,对弹性模量和泊松比同时进行修正。以均质土体边坡为例,应用改进的强度折减法开展稳定性评价,并与极限平衡法(Spencer法)进行对比。结果表明:4种有限元强度折减法准确性由大到小依次为:同时修正μ和E方法,只修正E方法,传统有限元强度折减法,只修正μ方法,结论验证了提出的改进方法的合理性和有效性。     

冲击荷载作用下不同煤阶煤的结构演化特征研究

瓦斯的高效抽采和合理利用对于防治煤矿瓦斯灾害、改善空气质量和增加清洁能源供应都具有十分重要的意义。为探讨冲击荷载对煤体的微观孔隙结构和大分子形态学结构的影响,以褐煤(HM)、烟煤(YM)和无烟煤(WY)为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(Separated Hopkinson Pressure Bar,SHPB)冲击试验系统模拟冲击应力在不同衰减过程中的冲击波和应力波,结合低温液氮和拉曼光谱测试数据,研究了冲击荷载作用下不同煤阶煤的结构演化特征和规律。结果表明,在冲击荷载的作用下,褐煤、烟煤和无烟煤的液氮总吸附量、总比表面积和总孔体积都减小(例如,在冲击荷载分别为0、0.5、0.75和1.0 MPa时,HM-0、HM-1、HM-2和HM-3的BJH总比表面积分别为7.066、6.611、4.468和3.548 m2/g),微孔均逐渐向过渡孔或中孔转化,微孔的占比减小,而过渡孔和中孔的占比之和增大。冲击荷载可以促进微孔中吸附的瓦斯有效解吸,提高过渡孔和中孔中瓦斯的扩散和渗流速度,很好地解释了煤储层在外载扰动的过程中会产生超量煤层气这一宏观现象。随着冲击荷载的逐渐增大,不同煤阶煤拉曼光谱D...     

徐家围子火石岭组火山岩分布特征与控陷断裂关系

徐家围子火山岩天然气藏是目前在我国东部发现的存在于火山岩层中的最大天然气藏。随着勘探的深入,火石岭组火山岩将是今后重要的勘探层位。通过对最新三维地震资料的分析,认为现今火石岭组火山岩沿徐西断裂分布的特征主要是沙河子期徐西断裂改造的结果。火石岭组火山岩喷发的受控机制为地幔上涌,导致岩浆沿地壳深层的断裂向上喷发。     

基于小波分解的2D电法数据分析

野外电法测量得到的参数是地下一定空间范围内所有地质体的综合反映,而由于非均值围岩的影响,目标地质体的电性反映往往较为微弱,容易造成解释畸变或错误。利用小波分解法把电测数据分解为趋势分量和细节分量,其中细节分量可以认为是非均质围岩造成的,而趋势分量来源于探测对象。实例研究表明,小波分解后重建的电法数据能够较好地屏蔽非均质围岩对目标地质体的影响,从而突出异常的信噪比,反演结果对目标体的空间位置参数刻画得更加精细。     

河南省嵩箕构造区二1煤层瓦斯地质规律研究

采用评价、校正后的246个钻孔煤层瓦斯含量点绘制了嵩箕构造区主要煤田二₁煤层瓦斯含量等值线图,通过分析比较各煤田瓦斯地质特征,总结了区域构造对瓦斯分布的控制规律。受后期构造变动破坏盖层的影响,嵩箕构造区煤层瓦斯含量总体偏低。构造区南部由于受秦岭造山带的影响,构造复杂,致使登封、新密、禹县等煤田瓦斯含量较低;靠近北纬35°带的新安、偃龙煤田受区域岩浆热的影响,煤变质程度较高,具有较高的吸附瓦斯能力,然而由于区内大型平移断层、掀斜断块发育,导致煤层瓦斯散失,瓦斯含量降低。     

地球物理方法在深部铁矿勘查中的综合应用

为探测济源克井矿区深部铁矿资源,在分析区域地质条件的基础上,综合应用高精度磁测、EH4电磁测量等地球物理方法,圈定3个主要磁异常。综合分析认为,异常带为铁矿（化）体引起,局部富集成矿,具有进一步工作的价值。并进一步通过钻孔进行验证,表明综合地球物理方法在深部铁矿探测中效果明显。     

水力冲孔对煤微观孔隙和结构成分影响的试验研究

煤矿瓦斯灾害严重制约着我国煤炭工业的发展,瓦斯灾害大多发生在透气性低和抽采效果差的低渗透性煤层中,目前水力冲孔技术是针对低渗透性煤层的一种较为有效的治理手段。为探讨水力冲孔技术对煤微观孔隙和结构成分的影响,利用压汞、液氮、甲烷等温吸附、傅里叶红外光谱和拉曼光谱等测试分析手段,对水力冲孔前后的煤样进行了微观孔隙、甲烷吸附性能和结构成分等方面的试验研究。结果表明,冲孔过程对于煤体内部微观孔隙具有一定的改造作用,主要集中在过渡孔(尤其是50 nm以下)和微孔段。不同温度下,冲孔过程均使煤的甲烷吸附性能显著提高,提高幅度可达1～2倍。冲孔后煤样的傅里叶红外光谱各峰位强度有所减小,拉曼光谱D峰和G峰面积有所增大,即冲孔过程对煤的结构成分也产生了影响,主要表现为官能团的相对含量变化、结构缺陷发育和芳香型碳富集。水力冲孔作用不仅可大幅改善煤体内部的孔隙通道,从而提升煤体内部瓦斯的解吸-扩散-渗流能力,还可使煤体新产生一些小分子结构的气体,且赋存于煤体内部丰富的孔隙结构中。水力冲孔后煤体这些微观孔隙和结构成分的变化,很好地解释了生产现场水力冲孔后煤体的瓦斯抽采效率提升,瓦斯流量衰减系数较小和持续抽采能...