利用地震波勘探方法探测小煤矿采空区

通过设计物理模型,实现对小煤矿采空区的数值模拟研究,分析了小窑采空区产生的地震响应在地震时间剖面的反射波特征.发现小范围采空区在地震时间剖面的响应是反射波组同向轴错断,大面积采空区在地震时间剖面的响应表现为了煤层同相轴的"类向斜特征"。对山西晋城和洪洞地区两个煤矿采空区进行实地探测研究,都取得较好的应用效果。     

月球表面温度物理模型研究现状

-总结了前人对月球表面温度的研究方法,对他们的研究进行了归类,分析了它们各自的优劣。直接测量和基于绕月飞行器的遥感测量均需投入昂贵的发射和维护费用,基于探测数据或月球样品分析数据的研究局限于某些时间段和地点,地基遥感探测的空间分辨率太低,这些方法自身的局限限制它们不可能用于全月的温度变化研究,只有通过建立比较完善的月球表面温度物理模型才可能达到这一目的。重点对月球表面温度物理模型进行讨论,分析了已有的模型,总结了影响月球表面温度的影响因素,包括月球表面太阳辐射、月球内部热流、月球表面物质的热吸收率、发射率、热导率、热容以及密度等,对这些因素的研究现状进行了概括,并提出了进一步研究这些参数的一些想法。     

声波检测在煤矿采空区灌浆质量效果中的应用

煤矿采空区常常破坏其上覆岩土层的稳定性,使其产生变形,直至崩塌、塌陷、地裂等,对上方建筑物造成危害.为加固岩土层的稳定,常采用钻孔灌浆法,封堵采空区及岩土层裂隙.笔者介绍了超声波检测钻孔灌浆质量的方法原理并做了测试效果分析.     

断层物理模型实验及其地震响应特征分析

介绍了一个断层物理模型实验，通过实验研究断层的地震响应特征，主要包括：断层对下伏地层地震响应的影响；断层对侧向地层地震反射特征的影响；断点散射特征。以前人们对断层的地城响应的认识过于简单或不全面，一条断层的出现往往造成复杂的地震响应，这种复杂性会给地震资料解释造成“陷阱”。通过对实验资料的分析，确认了地震资料断层“解释陷阱”的存在、类型及产生的原因，有利于避免断层解释过程中的失误。     

采空超声波正演物理模拟

通过超声波地震正演模拟试验分析，对矿山典型单巷道采空条件下，不同空区尺寸的反射波动力学特征研究，揭示了不同空区尺寸与波长比时的地震波振幅特征关系，得出矿山采空区地震探测的最小分辨率为３ｍ；阐述了简化后的大面积采空类型相应地震反射波的运动学和动力学特征规律；讨论了复合巷道采空类型的反射纵波及横波模拟。     

浅埋煤层房柱式采空巷道地震物理模型设计及制作

针对陕北浅埋煤层房柱式采空区探测精度不高的问题,制作地震物理模型进行浅埋煤层房柱式采空区物理模拟研究。按照物理模拟几何尺寸和波阻抗相似比原则设计地震物理模型;进行大量相似材料配比试验,确定低速黄土层相似材料为环氧树脂和硅橡胶(1∶1.2),泥岩相似材料为环氧树脂、硅橡胶和滑石粉(1∶0.2∶0.6),煤层为环氧树脂和硅橡胶(1∶0.4),泥质砂岩相似材料为环氧树脂和滑石粉(1∶0.8),砂岩为环氧树脂和滑石粉(1∶1.2);采用数控雕刻机雕刻煤层采空区及巷道保证高精度,利用浇筑法和粘接法相结合制作采空区夹心层及煤层倒扣浇筑的方法解决采空区巷道内留存空气的模型制作工艺难题,完成了房柱式采空巷道地震物理模型制作。经测量,物理模型的单层形态测量精度为0.2 mm、速度相对误差小于5 %、密度绝对误差为±0.3 g/cm3,满足模型设计要求。      

老采空区覆岩失稳活化机理的实验研究

以霍州矿务局辛置煤矿2204工作面为背景,通过相似模拟实验,分析老采空区覆岩破坏的结构类型、覆岩失稳活化的机理以及老采空区砌体梁结构的失稳形式及其稳定条件。研究结果表明,采动破坏后老采空区及其上覆地层的岩体结构可以划分为四种类型,这种次生岩体结构对老采空区的活化有重要影响,其存在形式将决定老采空区活化的基本特点。通过对老采空区砌体梁结构进行的力学分析,得出滑落失稳主要取决于关键块和邻近岩体的物理力学特性和W/T的比值以及地表建筑物等对其施加附加荷载的大小,回转失稳与关键块和邻近岩体的物理力学特性和悬露岩块的厚长比h/l值有关。     

土体剖面温度物理模型试验研究

利用自主开发的土体温度物理模型试验系统,研究了土体剖面温度随时间的变化规律,通过改变土体表面的覆盖层属性,对比分析了裸土和混凝土板覆盖下土体剖面的热传递特点。结果表明:在恒定热源作用下,土体剖面温度迅速上升到一定值之后逐渐趋于稳定,初始升温速率随深度的增加而呈指数递减,最终平衡温度随深度的增加而显著衰减; 温度在土体剖面上的传递存在明显的滞后效应; 混凝土板覆盖下土体的初始升温速率和最终平衡温度较裸土高; 土体剖面热通量反映了土体中热量的传递特征,其变化规律与上下土层间的温度差变化规律一致。     

老采空区勘查技术方法研究

老采空区往往无矿产勘查资料和历史矿产开采资料,圈定采空区范围,分析采空塌陷灾害发育程度,只能通过多方面的地质勘查技术手段确定。本文通过实例浅部采空区勘查工作总结研究,采用地质调查、地球物理探测、钻探等多种勘查技术方法,综合研究分析如何准确圈定采空区平面范围,并通过岩石力学实验与计算的方法确定采空塌陷影响范围,为老窑采空区边界和深度的准确判定,提供实际经验和理论上的支持。     

洞穴石笋沉积间断类型研究

以广西桂林,贵州荔波、茂兰、都匀凯口及云南宣威、泸沽湖等地典型岩溶峰丛-峰林平原、岩溶斜坡和岩溶高原的大量大型石笋纵剖面研究为基础,依据石笋沉积旋回或纹层组的系统测年数据和碳氧同位素系统测试资料,确定石笋沉积间断面上、下的年龄,若以上、下纹层结构构造差异大、构造类型不同、结构构造突变或有间断沉积特征为前提,将上、下纹层的年龄差作为沉积间断时间:差值大,间断时间长,其间若有间歇性停、滴转变,则沉积纹层的测年值是此时段的正常年序;差值小,间断时间短;差值很小,又无宏观异常,为正常的连续沉积。本文从石笋沉积间断标志,间断面上、下的年代异常,间断类型和古气候环境意义,论述石笋沉积间断,阐明石笋纵剖面有丰富的古气候环境信息,是全球气候变化研究的重要领域之一。此外,根据石笋纹层的宏观、微观资料和测年统计,提出了年季和年际的短期性、10年际—万年际的长期性、瞬时性间断类型的分类方案,短期停滴,是常态气候条件下,年旱季或年际干旱停滴,形成年际和季节性沉积间断;长期停滴,是气候环境冷暖周期性变化,略呈小周期的干冷气候间歇性停、滴相间的演变,形成10年际—万年际沉积间断;瞬时性停滴,指地震、掉顶、坍塌等天然或人为事故,碰断石笋,引起瞬时或短暂停滴,形成灾害性沉积间断     

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板14C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址，距今有8．0～12．0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板^14C年代的测定，并对比了遗址内贝壳和木炭的^14C年代。初步论证了钙华板^14C年代的可靠性，并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6．6ka BP。通过对钙华板^14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。     

广州航空邮件处理中心土洞及桩端软土层处理工艺研究

广州航空邮件处理中心位于岩溶发育地区,场区内存在大量土洞、溶洞等不良地质现象。该建筑物拟采用静压桩基础。为保证建筑物及场道安全,须对场区土洞进行处理。结合场地具体情况和施工工期要求,首先对大体积土洞进行泵注细石砼骨料充填处理,以消除地面大面积塌陷的危险,消灭压桩机械施工安全隐患,然后开始进行静压桩基础施工,同时在场地允许区域对中小体积土洞、桩端软土层等分别进行泵注砂浆骨料和袖阀注浆处理．以确保洞体密实和保证桩基承载力。通过对处理工艺、处理范围的比较筛选和对质量控制要点、施工技术要点的分析提炼．达到了施工简便、造价合理、安全高效的目的,并采用骨料取芯检测、土体标贯试验和压缩试验、洞体物探等多种检测手段,完全达到了设计要求,取得了良好的工程效果和经济效益。     

超声波振动下不同应力条件对岩石强度影响的试验

振动有助于碎岩,以往关于振动碎岩机理的研究大多在低频率段展开。为填补超高频率段下振动碎岩机理的空白,采用单轴动静组合加载模式,开展了超声波振动下不同应力条件对岩石强度影响的试验研究,其中超声波振动频率为20kHz,预压范围为100～500N。研究结果表明:当预压小于200N时,岩石内部应力状态无法满足强度准则,岩石强度下降不明显;当预压大于等于200N时,岩石强度随振动时间的增加而逐渐降低且存在最优预压力值(400N)使得岩石强度最低。缩短振动频率与岩石固有频率的差值有利于提高超声波振动碎岩效率。     

北京石花洞岩溶学研究进展

全面介绍北京石花洞发现与研究的历史、取得的重大成果,以及在岩溶学研究领域所起的作用。石花洞位于北京西山,发现于明朝正统十一年,开发于20世纪80年代。岩溶学研究表明,石花洞洞层多（8层）,石盾多（200多个）,为世界罕见。在全国范围内,首次发现月奶石,首次发现碳酸钙微层理,首次发现膜足硬肢马陆穴居动物。笔者从地质学、气象学和环境学全面研究了石花洞,测绘精度达到1：200,进行了氡浓度研究。从溶蚀形态来看,石花洞8层溶洞展示北京西山的8次隆升;从沉积形态来看,石花洞中的粗犷石笋代表中更新世沉积,杆状石笋代表晚更新世沉积,微层理石笋代表全球转暖以来的全新世沉积,奠定了首次建立第四纪石笋剖面的基础。     

研究岩溶洞穴堆积的旅游地学意义

我国丰富的岩溶洞穴资源的开发,目前多处于供观赏形态的初期阶段,未赋予旅游地学内涵。将岩溶洞穴堆积研究与旅游地学相结合,不仅可恢复洞穴古水文状况,探究洞穴成因,具有科学研究价值;而且可以指导合理开发利用和科学保护这些地质遗迹,具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。     

The Analysis of CO_2 Influence Factors in Tianquan Cave of Xingwen World Geopark

A Vaisala CARBOCAP Hand-Held Carbon Dioxide Meter GM70 was used to measure CO 2 concentration in Tianquan cave of Xingwen world Geopark.The study was done in Tianquan cave during July and August,2008.Data sources include the influence factors of distribution of CO 2:elevation,tourists,cross section and depth of the cave.Results indicated tourists have strong impacts on the CO 2 concentration,while no significant differences could be found among different elevation.Furthermore,significant correlation could be found among the depth of cave,the small cross section,the tourist’s construction and the CO 2 concentration.Those results indicate that the CO 2 concentration in Tianquan cave has no threat to the health of tourists.The results and the data provide a scientific basis for the protection of people’s health and the exploitation of cave tourism.     

注浆技术在溶洞地基处理中的应用

在电厂老厂房扩建时地基需要进行注浆加固。根据现场实际情况,针对溶洞地形的地质特征,选取合理的注浆参数及孔位布置,采用合适的钻进方法及注浆技术对地基进行了注浆加固处理,并提出了特殊情况的处理办法。通过注浆后的检测,证明该注浆加固取得了良好的效果。