煤矿突水机理与防治基础理论研究(缪协兴).ppt

主任科学家：缪协兴，二八年十二月七日，煤矿突水机理与防治基础理论研究，立项概况，国家重点基础研究发展规划(973项目2007CB209400 )，报告纲要，一，重要立项背景二，关键科学问题三，主要研究内容四，主要研究思路五，主要研究目标，煤矿突水引起的重大事故十分严重，我国煤矿我国60%的矿区是煤双系含煤地层，其中80%面临严重突水的危险。 一、重要立项背景、20002007年煤矿重大突水事故统计、一、重要立项背景、煤矿水灾给企业带来严重经济损失，过去20年，250组矿山被淹，直接经济损失达350亿元。 突水引起的煤矿经济损失是各类事故的首要。 一、重要立项背景是近年来矿井突水灾害不断上升，近5年来发生的矿井突水事故多于前10年的总和。 随着矿山水文地质条件的复杂化，突水事故越来越严重。 近年来矿井突水灾害越来越严重，一、在重要立项背景下，传统治水忽视了水资源性，主要采用“排水降压”、“疏干”等方法。 目前，我国每年排放矿山水60亿m3左右，仅利用25%左右，矿区水源枯竭，水和生态环境受到破坏。 确立治水与保水并存的理念，一是重要的立项背景、研究不足，对我国煤矿开采面临特别复杂的构造地质和水文地质条件，如奥陶系高受压、强富水岩溶带水层底板，研究不深。 采动裂隙场演化规律、采动岩体渗流突变理论、预测预报理论等研究不足。 控制矿井突水的水资源保护性采煤理论与方法等研究初探。 一、重要立项背景，一、矿井突水的导水构造地质特征和条件，二、采岩体构造破坏和裂缝演变和渗透突变规律，三、矿井突水预测和控制的基础理论和方法，正在解决的关键科学问题，二、关键科学问题，科学问题1 :矿井突水的导水构造地质特征和条件，我国大部分矿区水文地质和构造地质条件十分复杂，65 目前对塌陷柱、断层等导水结构的发育规律、地下水的储存和运输规律等缺乏认识。 二、关键科学问题，塌陷柱突水例，开滦范各庄煤矿2171工作面发生特大塌陷柱突水，全矿浸水，最大突水量达2053m3/min，是当前世界水量最多的突水。 陷落柱、富含水层、工作面、二、重要科学问题、科学问题2 :采用岩体构造破坏、裂隙演化和渗流突变规律，采用应力场和裂隙场的变化是使陷落柱与断层导通，形成新的导水道的前提条件。 渗流突变是突水灾害的根源，目前的基础研究还不能阐明渗流突变的机理。 二、关键科学问题，采动裂隙直接引起含水层突水例，广东兴宁大兴煤矿、下层采煤时，采动裂隙破坏上层采煤厂留下的防水煤柱，引起特大突水，造成123人死亡。 二、关键科学问题、科学问题3 :矿山突水预测与控制的基础理论和方法，目前尚未建立不同突水类型的预测预报理论模型，尚不能实现临水预报。 传统采煤理论强调矿井水灾害性，忽视水资源性，以水为灾害根源处理，“疏干”、“排水”等矿井水治理方法浪费了大量水资源。二、关键科学问题，三、矿井突水的预测预报理论和方法，四、控制矿井突水的水资源保护性采煤理论和方法，二、采矿岩体破裂构造运动和渗流突变理论，一、矿井突水的水文地质构造特征和形成条件，三、采矿岩体裂隙演化和隔水的重要层形成条件，六、矿井突水的水量预测理论和方法，五、 矿井突水危险性评价理论与方法7、突水前兆信息演化规律与实时监测理论8、控制矿井突水的水资源保护性采煤理论与方法2、矿井突水的动力学特征与控制因素4、采矿岩体渗流规律与突变机制3、主要研究内容有：、 煤矿突水机理与防突水理论与工程实践与应用基地建设、理论分析、数值、模拟、物理、模拟、现场测试、水文地、地质学、工程地、地质学、构造地、地质学、采矿、工程、地球物理勘探、矿井突水管理与水资源保护、 研究对象、研究内容、研究方法、学科、科学问题、预期成果、水结构地质特征、条件、开采岩体结构破坏、裂隙演化与渗透、突变规律、矿井突水预测与控制基础理论、方法、突水的水文地质耦合结构特征与形状、形成条件、采石岩体破裂、结构运动与采石、动岩体渗流突变、变化理论、矿井突水、 预测预报理论、论和方法、矿井突进、水资源、保护性采煤、理论和方法、岩石、力学、渗流、理论、信息、科学、安全、工程、突水通道、内容1地质结构特征和条件、内容2裂隙演变和渗流突变、内容3预测预报理论和方法、内容4控制突水采煤方法、四、主要研究思路、 内容1地质构造特征和条件，内容2裂隙演化与渗流突变，内容3预测预报理论和方法，内容4为突水采煤方法，突水、水源、隔水重要层、天然构造，采煤裂隙突水通道为四大研究思路，(1)通过对煤矿突水水源、通道和隔水重要层的地质构造分析，建立包括不同导水地质构造在内的矿井突水模式。 (2)采用岩体裂隙渗流突变研究，揭示了矿井突水的受害机理。 (3)通过研究矿井突水信息演化规律，建立突水预报理论。 (4)根据隔水关键层原理，建立了控制煤矿突水事故的水资源保护性采煤理论和方法。 四、主要研究思路、总体目标：针对我国当前煤矿开采中突水事故的主要特征，以控制大型、特大矿山突水事故为目的，根据不同水文地质和开采条件下的突水类型，构建相应的矿井突水理论模型，研究和掌握形成矿井突水的含水层、通道、挡水关键层等结构特征和演化规律， 探索矿井突水预测预报的有效途径，建立水资源保护性采煤理论，发展完善矿井突水预防的理论体系。 五、主要