[01398952]多水源威胁煤层采动水-岩耦合致灾机理与控水开采应用研究

本项目属采矿业水害防治与安全绿色开采领域。聚焦国家资源-环境-绿色-可持续发展的重大需求—高效开发利用宝贵煤炭资源,解放大量呆滞防水煤柱和保护水资源。针对近含水层下、高承压水上和断层密集区等开采难题,依托国家自然科学基金、国家发改委示范项目、省科技攻关项目和企业产学研创新研发基金,历经10年产、学、研协同创新和技术集成、工程实践与示范,系统研究了区域水文地质结构模式及突水的形成条件,采动岩体结构破坏与裂隙时空演化规律,断层构造裂隙的采动活化机理,控水关键层形成条件及控制机理。形成了具有自主知识产权的控水安全开采核心技术体系。获得的创新成果与特点如下： 1、创建了近含水层下动态调控开采技术：针对近含水层下开采留设超大煤柱丢煤、缩小煤柱出水压架频发等问题,首次提出了近含水层下控水开采的新理念和新技术,创新了水害防治与采矿设计、支架选型、工作面管理的协同耦合机制。改革了巷道布置方式及开采顺序,实施了短大快流、采动裂隙疏放水等技术措施,取得了综采面留设17.1m,炮采面留设11.6m和综放面留设15.0m的重大技术突破,形成了“危险区域预测—巷道布置与开采顺序工程设计—高阻力支架选型—采动裂隙疏放—水文实时监测与推进速度动态调控”为技术核心的含水层下开采技术。 2、创新了近距离高承压灰岩水上治控开采技术：针对综采采动底板破坏深度大,开采煤层距灰岩近,灰岩水压高、不均一等问题,提出了承压水上治控开采新理念,创新治控工程实施的新方法,采用新型钻探与注浆新装备,实施了地面与井下协同、长顺层与短穿层钻孔立体疏堵技术,形成了“定量疏放、疏-堵-控-用”结合的承压水上高效治控开采技术。 3、攻克了巷道穿越深大断层、缩小断层大煤柱防控采支技术：针对巷道穿越深大断层难和断层大煤柱呆滞资源量大等问题,提出了穿越深大断层与回收呆滞资源探控新思路,利用新型物探、钻探新装备,采用井上下、巷孔多维度探查、探治一体,实施了区域科学选择、区块工程控制、区间支护强化新方法,形成了“精准探查、定点穿越、资源回收”防控采支技术。 4、研发了控水开采物探装备与预测预警系统：针对井下物探精度不高、开采过程监控技术手段单一等问题,研发了物探新设备,并授权制定了相应国家能源行业标准;开发了预测软件,建立了预警系统、为控水开采提供了技术保障。 项目自2005年在皖北矿区实施以来,取得的上述研究成果已在两淮矿区得到推广应用。获得国家授权发明专利3项、实用新型专利6项,授权起草国家能源行业标准6部（已颁布）,出版专著3部,发表相关论文26篇;培训基层水害防治技术与管理人员306人,安全采出呆滞煤量共计3155.6余万吨,延长矿井服务年限5～10年,创直接经济效益158.26亿元,使科研成果直接转化成现实生产力,实现了效益最大化。