PDF《山东省科学技术奖项目公示内容提纲》

山东省科学技术奖项目公示内容提纲 科技进步奖

一、项目名称 富水矿山充填开采系统协调变形机制与防控关键技术

二、提名单位意见 富水矿山地质条件复杂,开采环境恶劣,矿山灾害事故频繁发生.

上述灾害不仅严重威 胁矿山作业人员的人身安全, 还给企业造成了巨大的经济损失. 项目针对富水地质条件下的 矿山开采探索建立可行、 科学的技术服务体系, 取得了一批达到国际先进水平的重大理论与 技术成果. 项目获得

14 项国家发明专利授权及

4 项软件著作权, 发表论文

40 余篇. 项目成果在莱 芜钢铁集团莱芜矿业有限公司、山东钢铁集团矿业公司得到了推广应用,为贯彻"十三五" 规划,支持和保障基础设施建设、能量资源基地建设,做出了重大贡献,具有广阔的应用前 景和重要的推广价值. 推荐单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料, 确认全部材料真实有效, 相关栏目均符 合山东省科学技术奖励项目的填写要求.对照山东省科学技术奖励办法,推荐该项目申报

2019 年度山东省科技进步奖二等奖或三等奖.

三、项目简介 针对富水矿山开采诱发的地质灾害,室内试验、数值仿真与工程现场相结合,对岩体渗 透破裂机理、六边形进路开采条件下应力转移机制、充填系统和充填料选定、微震监测预警 系统等方面进行探究,实现"机理探讨-地质重构-变形控制-监测预警"体系构建目标. (1) 通过与开挖路径相一致的岩石三轴加卸荷渗流-应力耦合破坏试验, 系统分析水力 耦合状态下岩石渗透率与变形的关联性, 阐释岩石的能量耗散机制与屈服面演化规律, 构建 岩体水力耦合破坏本构模型,提出岩体水力耦合破坏的力学判据. (2)基于现场地质勘探钻孔数据,建立矿山三维可视化地层及巷道工程仿真模型,真 实反映断裂构造、岩溶裂隙的空间分布形态,提出三维地质模型-计算模型转换方法,解译 六边形进路开采方法控制围岩变形的力学机理及适用条件. (3)自主研发室内注浆模拟试验系统,提出应用高炉水渣代替部分水泥全尾砂胶结充 填方法,提高充填料的抗压强度,降低充填成本,将充填体作为"充填体-围岩"系统的一 部分,有效控制围岩变形. (4)在对应力场、渗流场和帷幕注浆范围综合分析基础上,建立了矿山帷幕注浆堵水 系统, 对帷幕区域进行实时监测分析, 结合灰色理论自主开发围岩体稳定性监测动态预警模 型,实现监测系统的动态预警.

四、客观评价

2014 年06 月14 日,由山东省教育厅组织有关专家,对青岛理工大学承担的山东省科 技发展计划"大水矿山地下充填开采系统围岩稳定分析方法、参数优化及监测预报技术"进 行了成果鉴定,鉴定委员会听取了项目组汇报,审阅了鉴定资料,经质询和讨论,形成如下 鉴定意见:

1、该项目资料齐全、完整,符合鉴定要求.

2、本项目提出了基于强度折减及 BQ 修正的矿山岩体分级修正方法,探索了一套利用 SURPAC 软件建立了符合复杂多变开采环境三维建模精细化 FLAC3D 模型的方法,提出了 采用下向六边形进路充填开采方法解决矿石直接顶板稳定性差及加大矿房参数方法, 建立了 能实时监控开采区域注浆帷幕潜在的薄弱部位围岩动态稳定状态系统.

3、本项目提出方法经开采实践及现场监测证明能有效控制覆岩变形,减少开采期间围 岩地压活动, 进而解决因开采诱发的上覆顶板过大变形导致突水灾害问题, 据此优化的采场 结构参数及注浆加固参数,能确保注浆顶板安全且,达矿山安全、经济、可持续生产,经济 及安全效益显著.