“深部煤炭資源賦存規(guī)律開采地質(zhì)條件與精細(xì)探測基礎(chǔ)研究”

1、“深部煤炭資源賦存規(guī)律、開采地質(zhì)條件與精細(xì)探測根底研究工程中評估會(huì)議在北京召開2008年1月9日下午，由國家科技部組織召開的“深部煤炭資源賦存規(guī)律、開采地質(zhì)條件與精細(xì)探測根底研究工程中評估會(huì)議在北京鐵道大廈舉行?？萍疾拷M織的2006年立項(xiàng)的973工程中評估會(huì)議，分領(lǐng)域進(jìn)行。參加能源領(lǐng)域組中評估會(huì)議的有：科技部根底研究管理中心的閆金定博士，徐益謙教授、黃素逸教授、彭蘇萍院士等十幾名專家；工程第一承當(dāng)單位的代表和工程組局部人員旁聽了會(huì)議。會(huì)議由徐益謙教授主持。虎維岳首席科學(xué)家匯報(bào)了“工程中期總結(jié)報(bào)告 和“工程研究方案調(diào)整方案。他按科技部的要求，在“工程中期總結(jié)報(bào)告匯報(bào)中重點(diǎn)報(bào)告了工程研究方案執(zhí)行情

2、況，總體研究水平和突出進(jìn)展；工程研究思路的創(chuàng)新性，研究工作的創(chuàng)新點(diǎn)；人才培養(yǎng)與學(xué)術(shù)交流情況；工程首席科學(xué)家和專家組的作用；工程內(nèi)部數(shù)據(jù)共享、學(xué)術(shù)交流與合作情況；國際學(xué)術(shù)交流與合作情況；工程中期總結(jié)情況，工程中期總結(jié)專家組的意見；對研究工作狀態(tài)、方案執(zhí)行情況和研究前景進(jìn)行了自我評價(jià)。在“工程研究方案調(diào)整方案匯報(bào)中重點(diǎn)匯報(bào)了調(diào)整的依據(jù)、思路；具體的調(diào)整方案；后三年的研究方案。評估專家對有關(guān)問題進(jìn)行了提問?；⒕S岳首席、何滿潮首席及黃文輝課題長等分別對專家的問題進(jìn)行了答復(fù)。最后，中期評估專家組對工程的情況進(jìn)行了討論和評議。在科技部對工程中評估的結(jié)論意見反應(yīng)后，工程首席科學(xué)家將根據(jù)中期評估結(jié)論，組織有關(guān)

3、課題人員編制工程方案任務(wù)書調(diào)整方案、課題任務(wù)書調(diào)整方案及后三年經(jīng)費(fèi)預(yù)算報(bào)告，編制要求及審批程序與工程立項(xiàng)階段相同。深部煤炭資源973方案工程中期評估反應(yīng)意見工程名稱：深部煤炭資源賦存規(guī)律、開采地質(zhì)條件與精細(xì)探測根底研究反應(yīng)意見：1、原那么同意工程方案任務(wù)調(diào)整方案，但不同意刪除深部煤層巖爆、沖擊地壓、瓦斯突出和突水的機(jī)理等研究內(nèi)容。2、 進(jìn)一步集中研究目標(biāo)，加強(qiáng)典型礦區(qū)淮南、開灤、徐州的解剖與應(yīng)用。3、 進(jìn)一步加強(qiáng)礦井井下探測技術(shù)的研究。深部煤炭資源973方案工程方案任務(wù)書調(diào)整方案摘錄1、調(diào)整依據(jù)和思路根據(jù)工程近兩年的執(zhí)行情況和工程中期總結(jié)結(jié)論，工程中期調(diào)整的依據(jù)和總體思路為：1工程研究的總體目

4、標(biāo)不變，重點(diǎn)進(jìn)一步突出深部資源狀態(tài)和賦存的相關(guān)地質(zhì)環(huán)境和條件。工程研究繼續(xù)緊扣我國華北東部地區(qū)煤炭工業(yè)可持續(xù)開展所面臨的淺部可開采資源枯竭問題，研究解決華北東部地區(qū)深部煤炭資源狀態(tài)、潛力、可開采性地質(zhì)條件和精細(xì)勘探問題。通過研究，重點(diǎn)答復(fù)華北東部地區(qū)深部煤炭資源的形成、演變、現(xiàn)今分布規(guī)律、埋藏狀態(tài)和資源開發(fā)潛力；答復(fù)華北東部地區(qū)深部煤炭資源開采地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害條件如可能誘發(fā)采煤動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害的深部高地應(yīng)力條件；可能誘發(fā)采煤瓦斯災(zāi)害的深部煤層瓦斯賦存及瓦斯地質(zhì)條件；可能誘發(fā)深部高壓水突出的深層巖溶水礦床水文地質(zhì)條件和可能誘發(fā)深部煤炭資源開發(fā)過程中礦井高溫?zé)岷Φ纳畈康責(zé)岬刭|(zhì)條件等。答復(fù)深部煤炭資源

5、快速精細(xì)勘探理論根底和工程技術(shù)體系問題。2工程研究擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題不變。根據(jù)工程研究的總體目標(biāo)和需要答復(fù)的核心問題，工程研究需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題仍然為深層煤礦床形成演化與賦存規(guī)律，旨在從地質(zhì)歷史演化的過程中弄清深層煤礦床的類型、形成演化機(jī)制、就位過程與方式以及分布、資源潛力等；深層煤礦床賦存的能量場以及多場疊加效應(yīng)，旨在從動(dòng)力地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)條件的形成、狀態(tài)與隨深度分布特征和主要控制影響因素方面弄清影響深部煤炭資源開發(fā)的現(xiàn)今能量場及其與采礦工程的耦合響應(yīng)特征；深層煤礦床流體來源、賦存運(yùn)移規(guī)律與多相介質(zhì)的耦合作用，旨在從礦床水文地質(zhì)和瓦斯地質(zhì)的角度需弄清深層巖溶含水層地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄

6、條件和瓦斯災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)條件隨深度的變化規(guī)律、變化特征與致災(zāi)機(jī)理。深層煤礦床多相介質(zhì)體的地球物理響應(yīng)和綜合勘探技術(shù)體系，旨在從深部煤巖介質(zhì)體對地球物理激發(fā)如地震、電磁法、測井及雷達(dá)等的響應(yīng)特征、深部含煤地質(zhì)體的層序判識標(biāo)志出發(fā)，形成適合深部煤炭資源及其相關(guān)開采地質(zhì)條件高效、快速、精細(xì)探查的理論與技術(shù)體系。3工程研究體系及研究課題的總體設(shè)置不變。目前工程的研究體系較好地反映了工程研究工作的根本特點(diǎn)，課題設(shè)置較為系統(tǒng)地覆蓋了主要研究內(nèi)容的重點(diǎn)，各個(gè)課題分別承當(dāng)了工程總體研究目標(biāo)和內(nèi)容中的關(guān)鍵局部，課題所研究內(nèi)容既有相對的獨(dú)立性和自身特色，同時(shí)，不同課題之間的研究工作又有密切的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。特別是該

7、工程主要研究內(nèi)容涉及的專業(yè)面較廣，涉及的研究人員專業(yè)差距較大，很難將其歸并或相互替代。4工程研究的目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)一步聚焦。根據(jù)工程中期總結(jié)中反映出來的問題發(fā)現(xiàn)，目前有些課題的研究工作有些偏離其應(yīng)該研究的內(nèi)容和研究目標(biāo)，其中最明顯的是局部研究課題將研究工作偏向深部煤炭資源開采中的科學(xué)問題，或偏向于煤炭資源的工業(yè)利用和煤化工方面，分散了工程研究的力量，影響了工程研究的總體目標(biāo)。5各課題研究工作的重點(diǎn)和對工程總體研究目標(biāo)的奉獻(xiàn)進(jìn)一步明確和具體化。根據(jù)工程目前研究工作的進(jìn)展情況，不同課題之間的研究工作存在交叉和重復(fù)的現(xiàn)象，如課題7與課題8、課題9之間存在研究內(nèi)容的重復(fù)，課題10與課題36之間存在研究內(nèi)容

8、的重復(fù)。通過本次方案調(diào)整，將進(jìn)一步明確不同課題的研究重點(diǎn)，加強(qiáng)課題間科學(xué)數(shù)據(jù)和研究成果的共享，防止重復(fù)性研究工作，使工程研究順利高效地進(jìn)行。6濃縮重點(diǎn)試驗(yàn)研究煤礦區(qū)，深化工程在重點(diǎn)試驗(yàn)研究區(qū)的解剖深度。華北東部地區(qū)地域范圍較大，不同課題在進(jìn)行研究時(shí)選擇的試驗(yàn)區(qū)不同，由于地質(zhì)條件的多變性和復(fù)雜性，不同煤礦區(qū)的不同研究成果很難進(jìn)行有機(jī)集成和課題間的相互利用，影響了對工程重點(diǎn)科學(xué)問題的研究深度，不利于形成有推廣使用價(jià)值科學(xué)研究成果。通過本次調(diào)整，將選擇和濃縮工程的重點(diǎn)試驗(yàn)研究區(qū)域，使不同課題盡量選擇相對集中的試驗(yàn)研究區(qū)，以形成有集成成果和工程指導(dǎo)意義的研究成果。7突出該工程的自身特色。將研究工作內(nèi)容

9、和實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)聚焦于深部煤炭資源狀態(tài)、資源開發(fā)的地質(zhì)與災(zāi)害環(huán)境條件及其勘探方法上，減少對災(zāi)害成因、形成機(jī)理及具體防治方法的研究，以防止與已有的相關(guān)973方案研究工程如：預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的根底研究2005CB221500和煤礦突水機(jī)理與防治根底理論研究2007CB209400等研究內(nèi)容的重復(fù)。2、研究目標(biāo)的調(diào)整方案1揭示深層煤礦床形成演化的動(dòng)力學(xué)過程，確定其就位時(shí)間和方式；查明深層煤礦床的類型、賦存分布規(guī)律與資源潛力，答復(fù)中國東部深部有沒有煤炭資源，資源賦存狀態(tài)如何及開發(fā)利用的前景和潛力；2 弄清深層煤礦床賦存的應(yīng)力場、溫度場、瓦斯賦存狀態(tài)，地下水運(yùn)動(dòng)循環(huán)狀態(tài)等影響深部煤炭資源開發(fā)的地質(zhì)條件及

10、其隨深度的變化規(guī)律和主要控制因素；3 查明深層煤礦床煤巖體對多種地球物理勘探激發(fā)的響應(yīng)特征，建立深部煤炭資源精細(xì)、快速勘探的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及工程技術(shù)體系，形成深部煤炭資源有利勘探區(qū)與優(yōu)先勘探開發(fā)區(qū)塊的預(yù)測理論體系。4形成研究深層煤礦床的科學(xué)家群體和從事深層煤礦床勘探開發(fā)的高層次、復(fù)合型科技隊(duì)伍；5發(fā)表SCI和EI收錄論文50篇以上，國內(nèi)核心期刊論文130篇以上，出版系列專著和相關(guān)研究成果。和工程原有的研究目標(biāo)相比，本次調(diào)整去掉了“深層煤礦床瓦斯突出機(jī)理和巖溶水的突水機(jī)理的研究內(nèi)容，主要是防止和其他973工程?預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的根底研究2005CB221500和煤礦突水機(jī)理與防治根底理論研究20

11、07CB209400?在研究內(nèi)容上的重復(fù)。3、研究內(nèi)容及課題設(shè)置的調(diào)整方案根據(jù)工程調(diào)整依據(jù)和思路，對各課題所承當(dāng)研究內(nèi)容和課題名稱進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的課題設(shè)置及課題名稱為：課題設(shè)置對工程研究總體目標(biāo)的奉獻(xiàn)深部煤炭資源狀態(tài)課題1：深部煤炭資源形成演化與賦存狀態(tài) 課題2：深部煤炭資源綜合地質(zhì)評價(jià)理論與方法課題3：深部煤巖體應(yīng)力場與采動(dòng)疊加效應(yīng)課題4：深部煤礦床瓦斯賦存特征及評價(jià)方法深部煤炭資源開發(fā)地質(zhì)條件課題5：深部巖溶水賦存運(yùn)動(dòng)規(guī)律課題6：深部煤巖體溫度場特征及熱害防治對策課題7：深部煤巖體多相介質(zhì)體的地球物理響應(yīng)深部煤炭資源勘探技術(shù)體系課題8：深部煤礦床快速綜合探測體系課題9：深部礦井工作面地

12、質(zhì)條件精細(xì)探測深部煤炭資源開采災(zāi)害預(yù)測課題10：深礦井開采工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測調(diào)整后各課題的主要研究內(nèi)容為：課題1：研究華北地臺(tái)晚古生代煤盆地或煤田的形成、演化的區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景，弄清深層煤礦床演化過程與不同地質(zhì)動(dòng)力的相互作用結(jié)果，掌握深部煤炭資源成煤地質(zhì)條件及環(huán)境演化規(guī)律，研究不同成煤構(gòu)造型式及形成機(jī)制，著重研究深層煤礦床就位的關(guān)鍵時(shí)間、方式及其主要影響因素，建立深層煤礦床形成-改造-就位之間的時(shí)-空動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及就位模式；研究深層煤礦床含煤序列的沉積背景、相組合、層序地層模式與成煤沉積體系；分析不同類型煤田深層煤礦床的賦存特點(diǎn)、分布規(guī)律和主控因素；為深入研究和揭示深層煤礦床的形成機(jī)制和賦存規(guī)律以

13、及為在華北地區(qū)深部煤層中尋找更多的優(yōu)質(zhì)煤炭資源提供理論依據(jù)。課題2：研究區(qū)域成煤構(gòu)造背景、詳細(xì)劃分成煤構(gòu)造單元，重點(diǎn)研究不同構(gòu)造單元的不同類型深層煤礦床的空間建造屬性，建立三維煤炭資源地質(zhì)模型。研究深層煤礦床的區(qū)域賦存分布規(guī)律以及區(qū)域構(gòu)造格架對深層煤礦床的控制作用，研究其煤質(zhì)特點(diǎn)、資源規(guī)模、合理利用途徑以及勘探和開發(fā)潛力，建立深部煤炭資源預(yù)測的地質(zhì)模型，研究深部煤炭資源平安經(jīng)濟(jì)開發(fā)地質(zhì)綜合評價(jià)理論和方法，弄清深部煤礦床的煤炭資源規(guī)模，指出優(yōu)先勘查方向和有利勘探區(qū)塊。課題3：研究深層煤礦床地應(yīng)力測量、計(jì)算、模擬和解釋系統(tǒng)；研究區(qū)域應(yīng)力場背景和深層煤礦床的古、今構(gòu)造應(yīng)力場的演化關(guān)系，重點(diǎn)研究深層煤

14、礦床的應(yīng)力臨界深度，探討深層煤礦床現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的空間非均勻結(jié)構(gòu)特征；研究深層煤巖體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)特征及其影響因素，深層煤礦床的現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場與采動(dòng)應(yīng)力場的關(guān)系，深部巖體力學(xué)特征和采開工程響應(yīng)；重點(diǎn)研究高地應(yīng)力場作用下巖體持續(xù)流變與破壞的機(jī)理、巖體不連續(xù)變形及動(dòng)力響應(yīng)的突變性、深層開采空間圍巖大變形與失穩(wěn)機(jī)理。揭示礦井深部地應(yīng)力場的形成和演化規(guī)律，探討深層煤礦床的現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場對采動(dòng)應(yīng)力的控制及其疊加效應(yīng)，掌握深部高應(yīng)力條件下煤巖體對高應(yīng)力的敏感特性。課題4：研究深部煤層的微觀結(jié)構(gòu)、裂隙、孔隙系統(tǒng)特征及其對瓦斯吸附的影響，劃分不同深層煤礦床的瓦斯成因類型，重建深層煤礦床瓦斯生成、逃逸、聚集的動(dòng)力學(xué)

15、過程，探討地質(zhì)動(dòng)力、構(gòu)造樣式對深層煤礦床瓦斯賦存的控制作用，完善勘查階段深部煤層的瓦斯含量測定方法。探討深部煤層瓦斯含量分布規(guī)律、影響因素，建立多場耦合體系內(nèi)深層煤礦床瓦斯賦存動(dòng)力學(xué)模型，揭示瓦斯賦存的地質(zhì)條件及其在低滲、高溫、高壓煤層中的運(yùn)移規(guī)律。提出深層煤礦床瓦斯地質(zhì)條件評價(jià)方法及在不同地質(zhì)條件下瓦斯的賦存特征。課題5：研究華北型煤礦床深部古巖溶的形態(tài)類型、結(jié)構(gòu)類型、垂向發(fā)育及其形成條件、主控因素；古巖溶與現(xiàn)代巖溶作用的繼承性；探討深部巖溶形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)理和形成、演化歷程；研究深部巖溶水系統(tǒng)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄的循環(huán)特征和水文地球化學(xué)及同位素水文地質(zhì)學(xué)特征，建立滲流場、地應(yīng)力場、溫度場的

16、耦合模型，滲流場的多重介質(zhì)模型，地下水流系統(tǒng)的經(jīng)典隨機(jī)模型；分析深部巖溶水系統(tǒng)的循環(huán)特征和徑流模式，探討其富集規(guī)律和運(yùn)動(dòng)特征。著重研究深部巖溶水的突水條件，探討巖溶化巖層、構(gòu)造、不同深度巖溶類型包括陷落柱、深部巖溶垂向發(fā)育與礦井突水的內(nèi)在聯(lián)系及其在采礦擾動(dòng)條件下地下水動(dòng)力學(xué)條件的響應(yīng)特征；通過數(shù)學(xué)和物理模擬，說明高水壓條件下，煤層底板隔水層的防突水效應(yīng)，揭示深部在多層多巖性復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)條件下的煤層底板隔水層阻水能力的評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。課題6：重點(diǎn)研究我國典型深部高溫礦井深部煤巖體的溫度場分布規(guī)律、成因類型，在對全國典型礦區(qū)深部煤巖體地質(zhì)條件進(jìn)行分析的根底上，總結(jié)典型礦區(qū)地溫場的分布規(guī)律并

17、進(jìn)行熱異常區(qū)帶劃分，建立深部地層溫度分布模式，研究深層煤礦床地溫場的主控因素以及高地溫的賦存機(jī)理，探討現(xiàn)今地溫場與深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系和熱傳遞機(jī)制，建立深部煤巖體地溫場預(yù)測模型。通過深部煤礦床區(qū)域地溫場熱動(dòng)力學(xué)形成與傳播機(jī)制研究，掌握采動(dòng)影響下深層煤礦床礦井微氣候的變化規(guī)律，研究深部礦井微氣候環(huán)境評價(jià)方法。通過對不同條件下地層溫度場與流體溫度場的耦合作用分析，建立深井降溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，建立以礦井用水作為冷源的降溫控制對策，并進(jìn)行礦井熱害控制配套技術(shù)及裝備的示范研究。課題7：研究深層煤礦床多相介質(zhì)的地球物理測井響應(yīng)，重點(diǎn)研究深鉆井的巖石和煤層的非均質(zhì)性特征對電、磁、聲波的響應(yīng)特征，進(jìn)而獲

18、得密度、孔隙度、含水性、滲透性以及煤體結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、瓦斯含量響應(yīng)參數(shù)；研究深層煤礦床關(guān)鍵地質(zhì)體的高分辨率地震探測響應(yīng)，分析煤礦井下層狀介質(zhì)中全空間彈性波場特征，建立深層煤礦床三維地震勘探地學(xué)模型和三維三分量勘探各向異性反演模型；研究深部地質(zhì)體和多相介質(zhì)主要是水和瓦斯對電磁波的響應(yīng)特征，低阻層對電磁場屏蔽的平滑異常響應(yīng)，著重研究含煤地層低電性差異介質(zhì)中的全空間電磁波場的時(shí)頻特性。課題8：研究深層煤礦床的地質(zhì)-地球物理綜合判識標(biāo)志體系，重點(diǎn)研究深層煤礦床的地層、構(gòu)造、特殊巖體或標(biāo)志層、煤層、地下水、瓦斯、應(yīng)力、地溫的地球物理電、磁、震、測井等判識標(biāo)志，優(yōu)選不同地質(zhì)體的不同判識標(biāo)志系列，為指導(dǎo)深層煤礦

19、床的精細(xì)、快速、綜合勘探提供依據(jù)。研究深層煤礦床綜合勘探類型及其量化標(biāo)準(zhǔn)體系，分別研究深層煤礦床的煤層穩(wěn)定程度類型、構(gòu)造復(fù)雜程度類型、礦床開采地質(zhì)條件，提出深層煤礦床煤炭資源/儲(chǔ)量計(jì)估。算原那么、標(biāo)準(zhǔn)與方法；研究深層煤礦床的勘查原那么，組構(gòu)深層煤礦床精細(xì)、快速探測方法最正確組合，分析不同類型勘探目標(biāo)探測精度，建立相應(yīng)的深層煤礦床綜合勘查模式，建立深層煤礦床的勘查標(biāo)準(zhǔn)。課題9：研究利用井下空間對礦井生產(chǎn)地質(zhì)條件進(jìn)行探測的高精度地球物理及其綜合方法，研究井下深部煤炭資源精細(xì)構(gòu)造高分辨三維地震勘探技術(shù)與方法體系，重點(diǎn)研究深部精細(xì)構(gòu)造高精度偏移成像、深部煤層厚度變化的高精度地震解釋、煤層頂?shù)装鍘r性橫向變化及其物理力學(xué)參數(shù)提取等理論與技術(shù)。探討井下地球物理勘探中各種特性的煤層與巖層構(gòu)成的反射界面的反射特征和節(jié)理、裂隙、煤層厚度、頂?shù)装鍘r性對反射特征的影響。建立瓦斯富集煤層和富水構(gòu)造的反射振幅差異識別模型。研究礦井多波地震法、礦井瞬變電磁法和高密度電阻率成像法在礦井突水條件探測中的地質(zhì)響應(yīng)，分析富水地層