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科技创新

《千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》 荣获山东省煤炭工业科学技术二等奖

分类:
科技动态
作者:
佟爱君
来源:
2020/01/20 09:58
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测量工作传来好消息!山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿与山东科技大学合作开发的《千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》项目,在2019年山东省煤炭工业科学技术项目评比中,荣获山东省煤炭工业科学技术二等奖。

星村煤矿属于千米深井,由于地质构造极其复杂,断层星罗棋布,不仅需要留设的断层煤柱多,而且断煤交面线之间的无煤区多,这些地质条件决定了采煤工作面不能进行连续布置,无法实现大面积开采,只能在断层的缝隙里布置小工作面。

13年的开采过程中,为取得第一手实测资料,早在200512月星村煤矿地测人员就对地面岩移观测进行设计,并建立了地表岩移观测站。并采用多种测量技术手段对开采过程中的地表移动变形进行观测。通过多年连续跟踪观测,通过对实测资料的分析、研究发现:星村煤矿特殊的地质条件下采用的特定的开采方式,对地表的影响甚微,若采用周边矿井的地表岩移参数进行沉陷预计,与星村煤矿的实测数据相差悬殊,不符合星村煤矿的开采实际。由于周边矿井没有类似的情况,而星村煤矿的岩层移动参数还不完善,这将对后续开采设计工作带来很多不利。针对这种现状,同时结合《山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》和《星村煤矿矿山地质环境监测工程设计》编制与实施及《绿色矿山建设实施方案》编制与验收工作提供的有效技术支撑的需要,星村煤矿在进行地表岩移观测的同时,采取了与山东科技大学联合攻关《千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》的研究方式,对星村煤矿的条带开采地表与覆岩移动规律进行了深入系统的研究工作,获取了一套符合星村煤矿开采实际,并且得到相关专家认可的地表岩移参数。

《千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》项目是以星村煤矿已开采的330333083302E3105E3202五个条带开采地表变形观测数据为基础,研究煤层开采后三维空间分布及岩移参数变形规律;再利用FLAC3D数值模拟软件,以星村矿区五个条带工作面地质采矿条件为依据,研究了深部条带开采地表移动规律。通过对本项目的研究,获取了一套符合星村煤矿开采实际的岩层移动参数,并深化了相关问题的研究,为地表建筑物安全损害评定提供了依据。其成果不仅为合理安排开采布局,提高经济效益提供有效的科学依据,提高煤炭资源回采率提供了技术保障,也为绿色矿山编制和日后的验收工作提供了有力的理论基础。同时对今后其它类似矿井的开采布置及深井开采设计也有着指导作用。

2019427日,山东煤炭学会组织有关专家对山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿与山东科技大学合作完成的《千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》项目进行了技术鉴定,鉴定现场,专家组在仔细审查了研究成果全部资料、并认真听取课题组的专项汇报,经各位专家经质疑提问和热烈讨论,最终确定该研究成果达到了较好水平。

千米深井条带开采地表与覆岩移动规律及多源监测技术》项目具有如下创新点:

创新一:根据星村煤矿深部条带开采地表变形实测数据,确定了深部开采条带开采地表岩移参数,建立地表岩移参数演变模型;

创新二:基于MapinfoMatlabSurferCad等软件系统,研发了“地表岩移数据处理与预测”软件,并在本项目中得到应用,实现岩移观测数据图表输出及岩移参数计算的自动化、可视化;

创新三:基于D-InSar技术,利用EnviSARscape软件对已有的雷达影像进行差分干涉处理,得到矿区的D-InSar监测结果,并分析已有开采面的下沉情况;

创新四:根据地表变形实测数据,及中间岩体变形Flac3d模拟数据,按条带区域,建立了岩体内部变形演变的数学模型;

创新五:根据星村煤矿条带开采深度、采空面积、采厚、松散层厚度等因素确定了它们对地表变形影响规律,分类建立它们对地表岩移参数影响模型;

创新六:根据济宁地区部分矿井条带开采地表变形观测数据,求得它们的岩移参数,并确定下沉系数、水平移动、拐点偏移距及最大下沉角的演变模型。