淮北桃园煤矿北八采区煤系砂岩水水化学特征及其水源判别

桃园煤矿北八采区在开拓掘进过程中煤系砂岩多处出现涌水现象,且涌水量大、水温高、水质异常。为了判断北八采区砂岩水的水源,对矿井各含水层及北八采区砂岩水进行了系统采样,并对常规水化学指标进行了测试和分析。结果表明:北八采区煤系砂岩水与井田南部采区砂岩水水化学指标存在较大差异,而与奥灰水的水化学指标基本一致,该区"砂岩水"已不具有正常砂岩裂隙水的水质特征,具有奥灰水的水质特征,接受奥灰含水层水的补给。研究成果为该区"砂岩水"的防治提出了可靠的地质依据。     

石灰岩和砂岩地区豆科类植物紫花光叶苕(Vicia villosa)中铁和锰的不同分配模式

豆科类植物生物量的减少主要与氮和磷之间的平衡受到影响而有紧密的相关性。然而,其他营养元素之间的不平衡也能响应生物量的减少,比如铁和锰营养元素。选择了贵州茂兰相邻的石灰岩和砂岩地区土壤进行了野外种植实验。实验结果表明:生长着的豆科类植物铁(Fe)和锰(Mn)出现互为相反的分配模式:在砂岩地区生长的豆科类植物根部对铁的吸收相对高于石灰岩地区;而对锰的吸收,石灰岩地区高于砂岩地区。因此,植物根部的Fe∶Mn,砂岩地区高于石灰岩地区。这个结果说明豆科类植物根部对Fe和Mn的吸收存在不同模式。然而,在叶片中的Fe∶Mn砂岩地区和石灰岩地区之间基本没有区别,这说明铁和锰从根部到叶片的迁移具有不同模式。当叶片的Fe∶Mn(质量之比)低于2.9时,有可能响应豆科类植物生物量的减少。我们在研究植物与土壤的营养元素含量之间相关性时,越过环境因素,必须考虑植物内部随生长过程而发生变化的营养元素的化学计量,比如,生长着的植物中Fe∶Mn比值的变化等。     

楔刀不同加载速率条件下细砂岩裂纹扩展研究

为提高西部竖井钻井法楔齿滚刀钻进细砂岩的破岩效率,开展西部弱胶结砂岩XRD与SEM试验,微观结构验证PFC2D模拟试验细观参数标定结果,探讨不同加载速度工况下弱胶结砂岩拉、剪裂纹形成,破岩阻力变化及破岩机理、破岩效率。研究结果表明：胶结物是加卸载段生成的微宏观裂纹萌生、扩展的通道,贯入速率超过0.01 m/min以上,将导致更大的动力效应、更大的应力集中(楔刀贯入)和应力波(密实核应力膨胀)传播,岩石内部的应力集中区域扩展,产生部分无效裂纹。贯入速率0.02 m/min平均贯入力是贯入速率0.01 m/min平均贯入力的1.64倍;贯入速率为0.01 m/min时取得最小胶结破坏比能耗,与可可盖矿中央回风立井施工现场钻进速率非常吻合。研究结果可为西部弱胶结砂岩楔齿滚刀破岩提供参考。     

超细水泥浆液在微裂隙岩体中的注浆试验研究

矿井井筒开拓安全通过巨厚洛河组砂岩含水层是一个普遍的难题,普通水泥注浆法无法形成有效的止水帷幕。为了给地面预注浆或帷幕注浆法过洛河组砂岩含水层提供依据,通过改变注浆材料,开展了超细水泥浆液在洛河组砂岩中的注浆试验研究。通过试验研究,较好地掌握了超细水泥对洛河组砂岩注浆性能,获得了相关的注浆经验。结果表明,超细水泥浆液无法对洛河组砂岩实现可注,并从微观结构上分析了不可注的原因。研究成果对类似地层的注浆改造和井巷工程的安全施工具有一定的借鉴与指导意义,避免了注浆经验导致工程实践的失败与资源浪费。     

航空能谱测量数据在砂岩型铀矿找矿预测中的应用

以澳大利亚弗罗姆湖地区砂岩型铀矿为例,利用航空能谱测量铀、钍、钾元素之间的地球化学特征差异,建立并计算古铀量、活性铀、地球化学活动性指数等特征参数,综合研究区盆地构造、古河道展布及地层岩性等特征,识别研究区的铀源区、铀元素迁入区、氧化-还原地球化学障等成矿预测要素,在ARCGIS 10平台上融合这些要素,最后圈定出研究区砂岩型铀矿找矿的有利远景区。研究表明航空能谱测量可以作为一种预测砂岩型铀矿有利远景区的有效方法。     

西北地区砂岩石窟盐害特征及影响因素分析

西北地区砂岩石窟数量众多,由于岩性条件及赋存环境等原因遭受着严重的盐害。现场调查发现,盐害特征具有一定的区域性规律,采样后通过离子色谱法测试可溶盐的含量及成分,结合岩性、环境等因素分析盐害特征及成因。结果表明：陕北、陇东地区盐害发育严重,陇中、河西地区盐害相对较为轻微,仅在局部发育;石窟风化层含盐总量分布于0.11%—5.73%,各离子含量差异较大;含盐量影响盐害的宏观表现形态,含盐种类影响盐分的微观结晶形式,其中NaCl、CaSO₄结晶形式为片状盐壳,Na₂SO₄为酥粉状,KNO₃表现为絮状结晶;石窟岩体的孔隙率影响盐害发育程度,水分的迁移活动影响盐害的出露位置。研究结果可为砂岩石窟的盐害防治工作提供依据。     

黄河中游砒砂岩地区长川流域生态用水分析

在野外实地观测的基础上,利用GIS和情景分析方法,对地处典型黄河中游砒砂岩地区的内蒙古长川流域不同水土流失综合治理和退耕还林(草)情景下的生态用水特征进行分析。结果表明:长川流域平均蒸散量和平均生态用水量分别为274.3mm和370.7mm,植被蒸散的水分消耗较大,但流域降雨量基本能满足植被的蒸散耗水需求,流域的整体生态用水量处于较适宜水平。研究区水土保持生物措施情景(B2方案)的生态用水量小于适宜生态用水阈值(411.3mm),但其植被蒸散量大于有效降雨量(279.0mm),从长远角度看,B2方案还是受水分(降雨)条件的限制;而4种退耕还林(草)情景的生态用水量和植被蒸散量均小于适宜生态用水阈值和有效降雨量,不受降雨条件的限制。     

顶板水力挠动强制卸压煤层瓦斯抽采工程实践

对塑性松软煤体进行水力挠动较难取得理想的瓦斯增浓提效效果,为克服该措施的局限性,使松软煤层有效卸压增透,可将挠动对象转移至煤层顶板砂岩.基于对顶板砂岩水力挠动裂隙发育、延展及煤层卸压增透机理分析,在试验矿井的松软煤层及顶板砂岩中分别施工钻孔进行水力挠动试验,同时采用多级指标对措施后的瓦斯抽采效果进行考察.结果表明:水力...