礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)及對(duì)策研究現(xiàn)狀及對(duì)策探討

礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀及對(duì)策探討隋旺華資源與地球科學(xué)學(xué)院

水文地質(zhì)局部專(zhuān)題一.我國(guó)水害壓煤超過(guò)100億噸。礦井水害造成的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為沉重。2000年以來(lái)煤礦重特大突水事故2000200120022003200420052004年發(fā)生水害事故86起，死亡500人，2005年發(fā)生水害事故104起，死亡593人，事故數(shù)和死亡人數(shù)同比增加20.9%和18.6%.?國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃綱要?〔2006-2021〕重點(diǎn)領(lǐng)域1能源2水和礦產(chǎn)資源10公共安全一次能源消費(fèi)以煤為主，化石能的大量消耗造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。大力發(fā)展煤炭潔凈、高效、安全開(kāi)發(fā)和利用技術(shù)，并力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。水和礦產(chǎn)等資源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)水和礦產(chǎn)等資源嚴(yán)重緊缺。水資源優(yōu)化配置與綜合開(kāi)發(fā)利用。優(yōu)先主題（58）：重大生產(chǎn)事故預(yù)警與救援。重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)礦井瓦斯、突水、動(dòng)力性災(zāi)害預(yù)警與防控技術(shù)…。.國(guó)家?平安生產(chǎn)科技開(kāi)展規(guī)劃－煤炭領(lǐng)域研究報(bào)告〔2004-2021〕?基礎(chǔ)研究重點(diǎn)科技攻關(guān)示范工程（11）新的采礦方式和采礦環(huán)境下，煤礦水害突發(fā)機(jī)理、條件及關(guān)鍵控制因素的研究。（16）原位動(dòng)態(tài)地質(zhì)及誘發(fā)水害相關(guān)信息的適時(shí)監(jiān)測(cè)、快速處理與災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)與裝備；（18）防范和控制災(zāi)害性突水事故的導(dǎo)水通道高效精細(xì)探查技術(shù)。水害防治示范工程.國(guó)家?平安生產(chǎn)“十一五〞規(guī)劃〔2006-2021〕?首要任務(wù)：遏制煤礦重特大事故——煤礦百萬(wàn)噸死亡率下降25%以上，一次死亡10人以上特大事故起數(shù)下降20％以上。加強(qiáng)對(duì)煤與瓦斯突出、礦井火災(zāi)、水害等主要災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治。建設(shè)國(guó)家、省級(jí)事故預(yù)防與技術(shù)分析鑒定中心和平安生產(chǎn)技術(shù)根底研究中心，以及一批重點(diǎn)平安設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)基地。礦山瓦斯粉塵災(zāi)害技術(shù)根底研究實(shí)驗(yàn)室礦山水害防治技術(shù)根底研究實(shí)驗(yàn)室.匯報(bào)提綱一、礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)先開(kāi)展方向二、我校在水害防治研究方面的根底三、“十一五〞期間礦井水害防治研究的建議.匯報(bào)提綱一、礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)先開(kāi)展方向二、我校在水害防治研究方面的根底三、“十一五〞期間礦井水害防治研究的建議.1.礦井水害防治根底理論華北型重點(diǎn)水害區(qū)寒武系、奧陶系灰?guī)r等深部巖溶發(fā)育規(guī)律和特征深部開(kāi)采條件下高承壓含水層上開(kāi)采的突水控制因素及水害形成機(jī)理復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)條件下底板隔水層阻水能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)突水形成過(guò)程中應(yīng)力場(chǎng)、滲流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的演變規(guī)律及其自動(dòng)監(jiān)測(cè)前兆因素的理論研究礦井水害防治、地下水資源利用及其生態(tài)環(huán)境影響的綜合演化效應(yīng).2.礦井水害中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法建立基于GIS平臺(tái)和多元信息復(fù)合技術(shù)的礦井水害中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法和系統(tǒng)，建立針對(duì)不同地區(qū)、不同成因機(jī)制的礦井突水預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)礦井水害的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，為礦井水害的臨突預(yù)報(bào)提供根底和重點(diǎn)目標(biāo)。.3.礦井水害自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)直接從礦井突水的前兆因素入手，利用現(xiàn)代信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸和模型識(shí)別技術(shù)，建立礦井水害自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)裝備，實(shí)現(xiàn)礦井水害的臨突預(yù)報(bào)，提高對(duì)大型礦井突水〔Qmax>600m3/h〕的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。.4.礦井突水通道快速與精細(xì)探測(cè)

〔物探、化探〕技術(shù)著重開(kāi)展利用地面三維地震、礦井直流電法、礦井瞬變電磁法、同位素、微生物地球化學(xué)勘察技術(shù)，為礦山水害事故的水源及通道快速判定提供技術(shù)支持。.5.礦井水害救災(zāi)快速反響指揮系統(tǒng)建立井下監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合井下水文地質(zhì)參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和GIS空間信息技術(shù)，建立救災(zāi)指揮系統(tǒng)。在發(fā)生礦井淹井事故等災(zāi)害時(shí)，將井下水量、水位、淹沒(méi)范圍等有關(guān)數(shù)據(jù)及圖像信號(hào)傳回控制中心，以便救災(zāi)指揮部及時(shí)了解災(zāi)情，作出正確的搶險(xiǎn)救災(zāi)決策。.6.高壓高溫條件下?lián)跛Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及防滲材料性能為高溫高壓下?lián)跛Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工提供理論依據(jù)。針對(duì)深部巖溶水及擋水結(jié)構(gòu)的防滲、突水點(diǎn)快速封堵、隔水層改造等大量使用防治水工程，通過(guò)注漿材料的防滲性能研究，為開(kāi)發(fā)可注性好、可控性好、高強(qiáng)度、低本錢(qián)的高性能注漿材料和注漿工藝奠定理論根底。.7.特殊礦井水害問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)近松散層采煤水砂突涌大型水體下采煤平安開(kāi)采上限高承壓含水層上帶壓開(kāi)采缺水地區(qū)水資源保護(hù)性采煤廢棄礦井水害及對(duì)地下水污染.8.礦井水害綜合防治理論技術(shù)體系研究研究建立從礦井水文地質(zhì)條件多手段結(jié)合綜合探查、礦井水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、礦井水害預(yù)防、突水后被淹礦井恢復(fù)救災(zāi)的關(guān)鍵技術(shù)等完善的綜合防治水理論和技術(shù)體系。.匯報(bào)提綱一、礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)先開(kāi)展方向二、我校在水害防治研究方面的根底三、“十一五〞期間礦井水害防治研究的建議.“九五〞標(biāo)志性成果：

礦井巖溶水綜合防治及西部保水采煤地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與技術(shù)完善了華北地區(qū)煤礦巖溶水綜合防治理論與方法提出了西部煤炭開(kāi)發(fā)水資源保護(hù)及生態(tài)環(huán)境維護(hù)的宏觀決策依據(jù)建立了水資源綜合優(yōu)化調(diào)度模式及“燒變巖帶建立淺排水源地概念〞獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，部級(jí)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。.“十五〞標(biāo)志性成果：

煤田地震巖性解釋與礦井水害綜合治理技術(shù)煤田地震勘探從構(gòu)造勘探階段進(jìn)入巖性勘探階段。建立了煤礦水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的物探技術(shù)體系。建成多元地學(xué)信息集成實(shí)驗(yàn)室。應(yīng)用GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合處理的能力，頂?shù)装逋凰A(yù)測(cè)模型，初步研究了礦井突水的前兆因素及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的可行性。深井微裂隙巖體防滲注漿化學(xué)新材料和新工藝。.沿層彩色切片巖性地震勘探解釋第四系底部地層的含、隔水性，煤層頂?shù)装宓膸r性分布，巖漿巖侵入帶的分布范圍、沖刷帶邊界、斷層、陷落柱沿層彩色切片.礦井水害探測(cè)礦井瞬變電磁法探測(cè)煤礦工作面頂板、底板及巷道掘進(jìn)前方的隱伏突水構(gòu)造瞬變電磁儀在井下工作SD-Ⅲ礦用瞬變電磁儀.多元地質(zhì)信息集成系統(tǒng)

利用GIS工程地質(zhì)決策模型在含水層下平安開(kāi)采決策.化學(xué)注漿技術(shù)唐口千米立井化學(xué)灌漿防滲三河尖礦8.32MPa水閘墻施工現(xiàn)場(chǎng).工程與獲獎(jiǎng)十五期間承擔(dān)國(guó)家級(jí)工程11項(xiàng)“采區(qū)高分辨三維地震勘探應(yīng)用與推廣〞獲2002年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)“廢棄礦井高強(qiáng)滲流水害綜合治理技術(shù)與礦井平安生產(chǎn)〞2004年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)9項(xiàng)省部級(jí)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)?！懊旱V地震數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)〞獲得國(guó)家軟件版權(quán)。.采區(qū)高分辨三維地震勘探應(yīng)用與推廣廢棄礦井高強(qiáng)滲流水害綜合治理技術(shù)與礦井平安生產(chǎn).正在承擔(dān)的主要工程國(guó)家自然科學(xué)基金近松散層采煤水砂突涌機(jī)制及開(kāi)采上限決策模型研究空間時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)礦井突水機(jī)理研究國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣方案工程礦井物探技術(shù)在煤礦防治水中的應(yīng)用企業(yè)合作工程鄭州嶝槽集團(tuán)金嶺煤礦高承壓含水層上平安開(kāi)采研究河南新安煤礦小浪底水庫(kù)下開(kāi)采和底板水防治技術(shù)研究永煤集團(tuán)底板巖溶水害預(yù)警與控制技術(shù)及工程示范兗州濟(jì)寧礦區(qū)近松散層開(kāi)采平安上限研究………….匯報(bào)提綱一、礦井水害防治關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)先開(kāi)展方向二、我校在水害防治研究方面的根底三、“十一五〞期間礦井水害防治研究的建議.開(kāi)展設(shè)想－對(duì)接“十一五〞1.平臺(tái)建設(shè)－國(guó)家級(jí)水害防治原始創(chuàng)新研究基地和成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家平安生產(chǎn)技術(shù)根底研究中心礦山水害防治技術(shù)根底研究實(shí)驗(yàn)室地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、采礦工程、巖土工程等博士點(diǎn)申報(bào)水文學(xué)與水資源博士點(diǎn)2.根底研究國(guó)家“973〞方案工程國(guó)家自然科學(xué)基金重大工程和重點(diǎn)工程面上工程.開(kāi)展設(shè)想－對(duì)接“十一五〞3.關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家科技“十一五〞攻關(guān)工程：礦井水害綜合防治技術(shù)與裝備研究4.有效組織加大組織力度，重點(diǎn)分工，協(xié)同攻關(guān)，積極爭(zhēng)取縱向工程整合橫向工程，培育重大成果建立與煤炭企業(yè)人才交流機(jī)制，利用共建博士后工作站等培養(yǎng)創(chuàng)新型人才積極參加水害防治示范工程的設(shè)計(jì)和施工研究，解決水害防治的關(guān)鍵和共性技術(shù)。.開(kāi)展設(shè)想－對(duì)接“十一五〞重點(diǎn)研究復(fù)雜水文地質(zhì)條件下大水礦區(qū)不同類(lèi)型水害形成機(jī)理等根底理論開(kāi)發(fā)研制基于突水前兆因素參數(shù)變化的礦井水害自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)研究建立中長(zhǎng)期礦井水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究開(kāi)發(fā)礦