演马庄矿突水灾害研究综述

在研究演马庄矿地质构造与采矿复合型人为突水灾害在空域上的表现特征时,并按照突水水源与突水成因对突水灾害进行了类型划分。在此基础上,系统地总结了演马庄矿底板突水灾害的预测预报研究方法     

基于GIS的水资源管理系统的开发和应用

以地区水资源总开发量最大为优化目标，以人工开发利用水资源量为决策变量，以地下水位为状态变量，将水资源系统的模拟模型作为约束条件集，嵌入到水资源系统的优化模型中，建立了水资源可持续利用量化模型。以水资源可持续利用量化模型为核心，在地理信息系统(GIS)支持下开发出城市水资源管理系统。该系统利用集成技术将多个应用软件的功能模块有机地组合在一起，以邯郸市为例完成了对城市水资源可持续利用的量化模拟、优化计算和科学管理。     

大洋多金属结核的成矿作用和模式

以成矿作用反应场中的成矿物质和成矿环境为切入点,指出洋底水-沉积物界面附近形成了金属垒、碱性垒和氧化垒的垒群带以及矿物的沉析带;溶解态成矿金属的存在形式除Fe主要呈高价态外,Mn、Cu、Ni、Co均呈低价态;洋底沉析的矿物有赤铁矿、针铁矿、石英、硅酸盐类和碳酸盐类矿物。成矿溶液中存在富含Mn、Fe的胶体和微粒,其Mn、Fe含量比溶解态的高出百倍至千倍,Cu、Ni、Co含量也以增高为主。南极底层流的供氧使表层沉积物均呈浅黄、黄褐、褐色系列色调,并且成矿溶液呈低温、弱碱性、强氧化环境。在构筑成矿金属运聚和分异的动态模型基础上,提出了氧化、胶体化学和生物化学是结核生成的作用链,归纳为以洋底垒群带和矿物沉析带的复合带为背景、胶体化学作用为主导、物理化学作用和生物化学作用叠加的外生成因水下沉析的结核成矿模式。     

基于内部结构概化的华北型煤田岩溶陷落柱分类

岩溶陷落柱是华北型煤田所具有的一种特殊地质构造,对煤矿安全生产造成巨大威胁。为了研究岩溶陷落柱的突水机理,确保煤矿采掘工程的安全,提出了岩溶陷落柱的内部结构概化模型,包括堆石段、泥石浆段、岩块碎屑段和柱壁裂隙段4个不同的部分,各部分之间既有相互联系,又显示出不同的力学和水力特征。基于此模型,对岩溶陷落柱按照内部结构的不同进行了分类,将岩溶陷落柱分为堆石型、堆石裂隙型、堆石泥石浆型等8种不同类型,并总结分析了不同类型岩溶陷落柱的结构特征和突水特征,且对不同类型岩溶陷落柱煤矿采掘工程提出了建议。      

基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法

AHP法是煤层底板突水预测预报的关键技术之一,但传统基于“1~9”标度的AHP法往往存在一致性效果不够理想等问题.通过对AHP法的改进研究,提出了基于“10/10~18/2”标度的改进AHP法型脆弱性指数法评价技术.以成庄矿3#、9#和15#煤层底板奥灰突水脆弱性评价为例,在建立各主控因素专题层图基础上,应用基于“10/10~18/2”新标度的改进AHP法,确定了各主控因素的权重;进一步建立了煤层底板奥灰突水的脆弱性评价模型,得出了各煤层脆弱性评价分区.研究表明,改进的AHP法构建的判断矩阵具有较好的一致性;通过与传统突水系数法评价结果对比可知,基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法评价能够真实反映多因素影响下煤层底板突水的非线性动力过程,评价结果更为吻合实际.      

银北平原浅层高砷地下水砷富集水化学特征研究

宁夏银川平原是继河套平原之后,在黄河流域发现的又一个高砷地下水分布区.为了总结其高砷地下水的水化学特征,并探索水化学因素对地下水砷释放和富集的影响机制,本文以银川平原北部（银北平原）作为典型研究区,采取野外水文地质调查、水样采集与测试、砷与水化学组分散点图相关分析及水文地球化学方法进行了综合研究.结果表明,银北平原地下水砷含量在0.2~177 μg/L之间;高砷地下水（大于50 μg/L） pH值多在7.5~8.5,水化学类型主要为HCO3-Na·Ca、Cl·HCO₃-Na及Cl·HCO₃-Na·Ca型,E_h多在-200~-100 mV.银北平原砷含量较高的地下水中COD、NH₄⁺、HCO3^-含量相应也较高,而NO3^-和SO₄^2-含量较低.高砷富有机质的冲-湖积含水层经过长期演化,形成偏碱性的中强还原性地下水环境和特殊的水化学特征,也具备极大的砷释放能力.较高的pH导致砷从铁锰氧化物或氢氧化物等水合物或黏土矿物表面解吸.其次部分铁锰氧化物在高pH、低E_h条件下可被还原为低价态可溶性铁锰,从而使与其结合的砷也得以释放进入地下水中.此外重碳酸根与砷酸根、亚砷酸根的竞争吸附行为促使含水层砷的解吸.     

渤中坳陷大型油气系统输导体系及其对油气成藏控制

渤中坳陷东营组沉积期以来快速沉降和强烈断裂活动的地质背景导致其呈现出不同于渤海湾盆地其他地区的油气成藏特征.凹陷周缘凸起带成为油气聚集的主要场所, 输导体系的分布与演化控制了油气运移和成藏.在阐明渤中坳陷大型油气系统烃源岩和油气分布规律的基础上, 综合利用多种资料分析了各类潜在输导通道的发育特征及其空间配置, 识别出断裂主导型、砂体主导型和不整合主导型3类控藏输导体系.凸起边缘继承性的长期断层充当了垂向流体释放和油气运移的主输导通道, 控制了凸起带上新近系储集层中的油气聚集.特别是在构造活跃期, 开启的长期断层成为油气快速垂向运移的首选通道.古近系沙河街组和东营组的连通性砂体与活跃烃源岩直接接触, 不仅是早期油气运移和聚集的主要场所, 也是晚期油气运移和聚集的始发站.因此, 它们不仅控制了古近系圈闭的油气聚集, 同时在很大程度上直接控制了凸起带新近系圈闭的油气供给.不整合T₈是中生代末区域构造变革的产物, 其渗透性因风化作用而得以提高, 充当了深部侧向油气运移的输导通道, 控制了潜山储集层中的油气成藏.3类输导体系对油气成藏的时间、部位、速率和规模等都具有不同程度的影响, 但断裂主导型输导体系的控制作用最为显著.      

基于GIS RS与AHP耦合技术的矿山水力侵蚀研究

晋陕蒙(西)地区的水力侵蚀受控于多种因素。在详尽地分析了影响水力侵蚀的各种因子基础上,确定母质类型、植被覆盖、地貌类型、沟壑密度、地形坡度、土地利用类型、矿山开发面积、降雨强度、水土保持、大风强度作为其主控致灾因子。根据遥感(RS)解译成果,应用GIS分别建立了各主控因子的专题层图,利用先进的层次分析方法(AHP),确定影响水力侵蚀的各致灾因子的权重系数。通过GIS、RS与AHP耦合技术的应用,对各子专题层图进行加权复合叠加,利用频率和频数分布直方图,确定出水力侵蚀的分区阈值,构建水力侵蚀的危险度评价的多源地学信息复合叠加模型,并对水力侵蚀危险度进行了分区评价。水力侵蚀模型的建立,为水力侵蚀的分区评价与预测提供了理论依据,使评价结果更加科学、合理、准确。      

基于人工神经网络的地裂缝危险性评价系统

现代地裂缝在世界许多国家普遍存在, 已成为当今世界范围的主要地质灾害之一。利用地理信息系统 (GIS)与人工神经网络 (ANN)耦合技术建立了地裂缝灾情非线性模拟评价系统。作者在分析地裂缝灾害成因的基础上, 利用地理信息系统 (GIS)的空间分析功能, 建立了构造、地下水开采、地层和地貌 4个地学信息专题层图; 采用人工神经网络 (ANN)这一以工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能特征的技术系统, 建立了地裂缝灾害危险性非线性模拟评价模型, 开发研制了危险性评价系统, 进而对榆次地裂缝灾害危险性进行了非线性模拟评价, 将研究区按危险性系数进行了分区, 为榆次城建、环保和国土规划等部门的正确决策提供了重要的科学依据。      

东欢坨矿顶板涌水条件与工作面水量动态预测

针对开滦东欢坨矿开采煤₈诱发的顶板涌(突)水问题,首先采用五个物理场的多源地学信息复合研究方法对煤₈顶板充水含水层进行了富水性综合分区。此外,在充分分析煤₈至顶板充水含水层间岩段的岩性特征基础上,将据《煤矿安全规程》计算出的导水裂隙带发育高度进行了全方位的岩性场定性校正,并编制了煤₈回采冒落安全性分区图。在此基础上,耦合叠加分析煤₈回采冒落安全性分区和其顶板充水含水层的富水性分区结果,对东欢坨矿煤₈回采顶板涌(突)水条件进行了综合评价,提出了A、B、C、D、E5个不同涌(突)水特征的分区划分方案。最后运用目前国际上先进的地下水流水质模拟评价的Visual Modflow专业软件系统,建立了三维可视化渗流模型,并对待采的2086、2188B回采工作面涌水量进行了动态实时预测。