煤礦突水機(jī)理與防治基礎(chǔ)理論研究

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1、煤礦突水機(jī)理與防治基礎(chǔ)理論研究立項(xiàng)概況匯報(bào)提綱一、重要立項(xiàng)背景二、關(guān)鍵科學(xué)問題三、主要研究內(nèi)容四、主要研究思路五、主要研究目標(biāo)煤礦突水造成重特大事故十分嚴(yán)重我國煤礦生產(chǎn)中的重特大事故仍然十分嚴(yán)重，突水列瓦斯災(zāi)害之后排第二位。我國60%的礦區(qū)為石碳二疊系含煤地層,其中80%受到嚴(yán)重的突水危險(xiǎn)。一、重要立項(xiàng)背景2000~2007年間煤礦重特大突水事故統(tǒng)計(jì)年份事故次數(shù)死亡及失蹤人數(shù)2000998200138176200293387200392424200461254200510459320063826720073

2、8423總計(jì)4732622一、重要立項(xiàng)背景煤礦水災(zāi)對企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失過去20年間，有250多對礦井被水淹沒，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)350多億元。突水造成的煤礦經(jīng)濟(jì)損失列各類事故之首。一、重要立項(xiàng)背景近年來，礦井突水災(zāi)害呈不斷上升趨勢，近5年所發(fā)生的礦井突水事故比前10年的總和還多。隨著礦井水文地質(zhì)條件的復(fù)雜化，突水事故還會越來越嚴(yán)重。近年來礦井突水災(zāi)害越來越嚴(yán)重一、重要立項(xiàng)背景傳統(tǒng)治水忽視了水的資源性，主要采用“排水降壓”、“疏干”等方法?，F(xiàn)在，我國每年排出礦井水60億m3左右，只利用25%左右，造成礦區(qū)水

3、源枯竭、水與生態(tài)環(huán)境的破壞。樹立治水與保水并重的理念一、重要立項(xiàng)背景研究不足針對中國煤礦開采面臨特別復(fù)雜的構(gòu)造地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，例如：奧陶系高承壓、強(qiáng)富水巖溶含水層底板，研究不深入。采動裂隙場演化規(guī)律、采動巖體滲流突變理論、預(yù)測預(yù)報(bào)理論等研究不足。控制礦井突水的水資源保護(hù)性采煤理論與方法等研究才起步。一、重要立項(xiàng)背景1、礦井突水的含導(dǎo)水構(gòu)造地質(zhì)特征及條件2、采動巖體結(jié)構(gòu)破壞與裂隙演化及滲流突變規(guī)律3、礦井突水預(yù)測與控制的基礎(chǔ)理論與方法擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題二、關(guān)鍵科學(xué)問題科學(xué)問題1：礦井突水的含導(dǎo)水構(gòu)造地質(zhì)

4、特征與條件我國大部分礦區(qū)水文地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)條件十分復(fù)雜，65%左右的礦井受嚴(yán)重突水危脅?，F(xiàn)有研究對陷落柱和斷層等導(dǎo)水構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律、地下水的賦存和運(yùn)移規(guī)律等認(rèn)識不足。二、關(guān)鍵科學(xué)問題陷落柱突水實(shí)例開灤范各莊煤礦2171工作面發(fā)生特大陷落柱突水,造成全礦被淹，最大突水量達(dá)2053m3/min，為目前世界上水量最大的突水。陷落柱富含水層工作面二、關(guān)鍵科學(xué)問題科學(xué)問題2：采動巖體結(jié)構(gòu)破壞與裂隙演化及滲流突變規(guī)律采動引起的應(yīng)力場和裂隙場變化是導(dǎo)通陷落柱和斷層，以及形成新的導(dǎo)水通道的前提條件。滲流突變是突水致災(zāi)的根源

5、，現(xiàn)有的基礎(chǔ)研究還不能揭示滲流突變的機(jī)理。二、關(guān)鍵科學(xué)問題采動裂隙直接導(dǎo)通含水層突水實(shí)例廣東興寧大興煤礦，下層煤開采時(shí)，采動裂隙擴(kuò)展破壞了上層煤開采所留設(shè)的防水煤柱，導(dǎo)致特大突水，死亡123人。二、關(guān)鍵科學(xué)問題科學(xué)問題3：礦井突水預(yù)測與控制的基礎(chǔ)理論與方法目前沒有建立針對不同突水類型的預(yù)測預(yù)報(bào)理論模型，還不能實(shí)現(xiàn)臨突預(yù)報(bào)。傳統(tǒng)采煤理論強(qiáng)調(diào)了礦井水的災(zāi)害性，忽視了水的資源性，并把水作為災(zāi)害的根源加以處理，“疏干”、“排水”等礦井防治水方法造成大量水資源浪費(fèi)。二、關(guān)鍵科學(xué)問題3、礦井突水的預(yù)測預(yù)報(bào)理論與方法4、

6、控制礦井突水的水資源保護(hù)性采煤理論與方法2、采動巖體破裂結(jié)構(gòu)運(yùn)動及滲流突變理論1、礦井突水的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及形成條件重點(diǎn)研究內(nèi)容三、主要研究內(nèi)容8個(gè)研究課題1、礦井突水的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模式及形成條件3、采動巖體裂隙演化及隔水關(guān)鍵層的形成條件6、礦井突水的水量預(yù)測理論與方法5、礦井突水的危險(xiǎn)性評價(jià)理論與方法7、突水前兆信息演化規(guī)律及實(shí)時(shí)監(jiān)測理論8、控制礦井突水的水資源保護(hù)性采煤理論與方法2、礦井突水的動力學(xué)特征及控制因素4、采動巖體滲流規(guī)律與突變機(jī)理三、主要研究內(nèi)容三、主要研究內(nèi)容課題設(shè)置課題編號課題名稱課題

7、負(fù)責(zé)人單位2007CB209401礦井突水的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模式及形成條件孫亞軍中國礦業(yè)大學(xué)①2007CB209402礦井突水的動力學(xué)特征及控制因素王家臣中國礦業(yè)大學(xué)（北京）①2007CB209403采動巖體裂隙演化及隔水關(guān)鍵層的形成條件許家林中國礦業(yè)大學(xué)①2007CB209404采動巖體滲流規(guī)律與突變機(jī)理唐春安大連理工大學(xué)①2007CB209405礦井突水的危險(xiǎn)性評價(jià)理論與方法孟召平中國礦業(yè)大學(xué)（北京）①2007CB209406礦井突水的水量預(yù)測理論與方法劉樹才中國礦業(yè)大學(xué)①2007CB209407突水前兆信

8、息演化規(guī)律及實(shí)時(shí)監(jiān)測理論李術(shù)才山東大學(xué)①2007CB209408控制礦井突水的水資源保護(hù)性采煤理論與方法繆協(xié)興中國礦業(yè)大學(xué)①煤礦突水機(jī)理與突水防治理論及工程實(shí)踐與應(yīng)用基地建設(shè)理論分析數(shù)值模擬物理模擬現(xiàn)場測試水文地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)采礦工程地球物理勘探礦井突水治理與水資源保護(hù)研究對象研究內(nèi)容研究方法涉及學(xué)科科學(xué)問題預(yù)期成果礦井突水的含導(dǎo)水構(gòu)造地質(zhì)特征及條件采動巖體結(jié)構(gòu)破壞與裂隙演化及滲流突變規(guī)律礦井突水預(yù)測與