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1、973项目研究内容目研究内容汇报首席科学家：缪协兴二二八年十二月七日八年十二月七日立立 项项 概概 况况国家重点基础研究发展计划（国家重点基础研究发展计划（9732007CB209400）1973项目研究内容目研究内容汇报汇汇 报报 提提 纲纲一、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2973项目研究内容目研究内容汇报v 煤矿突水造成重特大事故十分严重煤矿突水造成重特大事故十分严重p我我国国煤煤矿矿生生产产中中的的重重特特大大事事故故仍仍然然十十分分严严重重，突突水水列列瓦瓦斯斯灾灾害害之后排第二位。之后排第二位。p我我国国60%的的矿矿区区为为石石碳碳二
2、二叠叠系系含含煤煤地地层层,其其中中80%受受到到严严重重的的突水危险。突水危险。一、重要立项背景一、重要立项背景3973项目研究内容目研究内容汇报v 20002007年间煤矿重特大突水事故统计年间煤矿重特大突水事故统计年份年份事故次数事故次数死亡及失踪人数死亡及失踪人数20009982001381762002933872003924242004612542005104593200638267200738423总计总计4732622一、重要立项背景一、重要立项背景4973项目研究内容目研究内容汇报v 煤矿水灾对企业造成严重的经济损失煤矿水灾对企业造成严重的经济损失p过过去去20年年间间，有有2
3、50多多对对矿矿井井被被水水淹淹没没，直直接接经经济济损损失失高高达达350多多亿亿元元。突突水水造造成成的的煤煤矿矿经经济济损损失失列列各类事故之首。各类事故之首。一、重要立项背景一、重要立项背景5973项目研究内容目研究内容汇报p近近年年来来，矿矿井井突突水水灾灾害害呈呈不不断断上上升升趋趋势势，近近5年年所所发发生生的的矿矿井井突突水水事事故故比比前前10年的总和还多。年的总和还多。p随随着着矿矿井井水水文文地地质质条条件件的的复复杂杂化化，突突水水事事故故还还会会越越来来越越严重。严重。v 近年来矿井突水灾害越来越严重近年来矿井突水灾害越来越严重一、重要立项背景一、重要立项背景6973
4、项目研究内容目研究内容汇报p传传统统治治水水忽忽视视了了水水的的资资源源性性，主主要要采采用用“排排水水降降压压”、“疏疏干干”等方法。等方法。p现现在在，我我国国每每年年排排出出矿矿井井水水60亿亿m3左左右右，只只利利用用25%左左右右，造造成成矿矿区区水水源源枯枯竭竭、水水与生态环境的破坏。与生态环境的破坏。v 树立治水与保水并重的理念树立治水与保水并重的理念一、重要立项背景一、重要立项背景7973项目研究内容目研究内容汇报v 研究不足研究不足p针针对对中中国国煤煤矿矿开开采采面面临临特特别别复复杂杂的的构构造造地地质质与与水水文文地地质质条条件件，例例如如：奥奥陶陶系系高高承承压压、强
5、强富水岩溶含水层底板，研究不深入。富水岩溶含水层底板，研究不深入。p采采动动裂裂隙隙场场演演化化规规律律、采采动动岩岩体体渗渗流流突突变变理理论、预测预报理论等研究不足。论、预测预报理论等研究不足。p控控制制矿矿井井突突水水的的水水资资源源保保护护性性采采煤煤理理论论与与方方法等研究才起步。法等研究才起步。一、重要立项背景一、重要立项背景8973项目研究内容目研究内容汇报二、关键科学问题二、关键科学问题9973项目研究内容目研究内容汇报v 科学问题科学问题1 ： 矿井突水的含导水构造矿井突水的含导水构造 地质特征与条件地质特征与条件p我我国国大大部部分分矿矿区区水水文文地地质质与与构构造造地地
6、质质条条件件十十分分复复杂杂，65%左左右右的的矿矿井井受受严严重重突突水危胁。水危胁。p现现有有研研究究对对陷陷落落柱柱和和断断层层等等导导水水构构造造的的发发育育规规律律、地地下下水水的的赋赋存存和和运运移移规规律律等等认识不足。认识不足。二、关键科学问题二、关键科学问题10973项目研究内容目研究内容汇报v 陷落柱突水实例陷落柱突水实例 开开滦滦范范各各庄庄煤煤矿矿2171 工工作作面面发发生生特特大大陷陷落落柱柱突突水水, 造造成成全全矿矿被被淹淹，最最大大突突水水量量达达2053 m3/min，为为目目前前世世界界上上水水量量最最大的突水。大的突水。陷落柱富含水层工作面二、关键科学问
7、题二、关键科学问题11973项目研究内容目研究内容汇报v 科学问题科学问题2：采动岩体结构破坏与裂隙采动岩体结构破坏与裂隙 演化及渗流突变规律演化及渗流突变规律p采动引起的应力场和裂隙场变化是导通采动引起的应力场和裂隙场变化是导通陷落柱和断层，以及形成新的导水通道陷落柱和断层，以及形成新的导水通道的前提条件。的前提条件。p渗流突变是突水致灾的根源，现有的基渗流突变是突水致灾的根源，现有的基础研究还不能揭示渗流突变的机理。础研究还不能揭示渗流突变的机理。二、关键科学问题二、关键科学问题12973项目研究内容目研究内容汇报v 采动裂隙直接导通含水层突水实例采动裂隙直接导通含水层突水实例 广广东东兴
8、兴宁宁大大兴兴煤煤矿矿，下下层层煤煤开开采采时时，采采动动裂裂隙隙扩扩展展破破坏坏了了上上层层煤煤开开采采所所留留设设的的防防水水煤煤柱柱，导导致致特特大大突突水水，死死亡亡123人。人。二、关键科学问题二、关键科学问题13973项目研究内容目研究内容汇报v 科学问题科学问题3：矿井突水预测与控制的：矿井突水预测与控制的 基础理论与方法基础理论与方法p目目前前没没有有建建立立针针对对不不同同突突水水类类型型的的预预测测预预报理论模型，还不能实现临突预报。报理论模型，还不能实现临突预报。p传传统统采采煤煤理理论论强强调调了了矿矿井井水水的的灾灾害害性性，忽忽视视了了水水的的资资源源性性，并并把把
9、水水作作为为灾灾害害的的根根源源加加以以处处理理，“疏疏干干”、“排排水水”等等矿矿井井防防治水方法造成大量水资源浪费。治水方法造成大量水资源浪费。二、关键科学问题二、关键科学问题14973项目研究内容目研究内容汇报三、主要研究内容三、主要研究内容15973项目研究内容目研究内容汇报8个个研研究究课课题题1、矿井突水的水文地质结构模式及形成条件、矿井突水的水文地质结构模式及形成条件 3、采动岩体裂隙演化及隔水关键层的形成条件、采动岩体裂隙演化及隔水关键层的形成条件 6、矿井突水的水量预测理论与方法、矿井突水的水量预测理论与方法 5、矿井突水的危险性评价理论与方法、矿井突水的危险性评价理论与方法
10、 7、突水前兆信息演化规律及实时监测理论、突水前兆信息演化规律及实时监测理论 8、控制矿井突水的水资源保护性采煤理论与方法、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及控制因素、矿井突水的动力学特征及控制因素 4、采动岩体渗流规律与突变机理、采动岩体渗流规律与突变机理 三、主要研究内容三、主要研究内容16973项目研究内容目研究内容汇报三、主要研究内容三、主要研究内容课题设置课题编号课题名称课题负责人单 位2007CB209401矿井突水的水文地质结构模式及形成条件孙亚军中国矿业大学2007CB209402矿井突水的动力学特征及控制因素王家臣中国矿业大学（北京）2007
11、CB209403采动岩体裂隙演化及隔水关键层的形成条件许家林中国矿业大学2007CB209404采动岩体渗流规律与突变机理唐春安大连理工大学2007CB209405矿井突水的危险性评价理论与方法孟召平中国矿业大学（北京）2007CB209406矿井突水的水量预测理论与方法刘树才中国矿业大学2007CB209407突水前兆信息演化规律及实时监测理论李术才山东大学2007CB209408控制矿井突水的水资源保护性采煤理论与方法缪协兴中国矿业大学17973项目研究内容目研究内容汇报煤矿突水机理与突水防治理论煤矿突水机理与突水防治理论及工程实践与应用基地建设及工程实践与应用基地建设理理论分析论分析数值
12、数值模拟模拟物理物理模拟模拟现场测试现场测试水文地水文地质学质学工程地工程地质学质学构造地构造地质学质学采矿采矿工程工程地球物地球物理勘探理勘探矿井突水治理与水资源保护矿井突水治理与水资源保护研究对象研究对象研究内容研究内容研究方法研究方法涉及学科涉及学科科学问题科学问题预期成果预期成果矿井突水的含导矿井突水的含导水构造地质特征水构造地质特征及条件及条件采动岩体结构破坏采动岩体结构破坏与裂隙演化及渗流与裂隙演化及渗流突变规律突变规律矿井突水预测与矿井突水预测与控制的基础理论控制的基础理论与方法与方法矿井突水的矿井突水的水文地质结水文地质结构特征及形构特征及形成条件成条件采动岩体破裂采动岩体破裂
13、结构运动及采结构运动及采动岩体渗流突动岩体渗流突变理论变理论矿井突水的矿井突水的预测预报理预测预报理论与方法论与方法控制矿井突控制矿井突水的水资源水的水资源保护性采煤保护性采煤理论与方法理论与方法岩石岩石力学力学渗流渗流理论理论信息信息科学科学安全安全工程工程四、主要研究思路四、主要研究思路18973项目研究内容目研究内容汇报突水水源水源隔水关键层隔水关键层天天然然构构造造采采动动裂裂隙隙突水通道突水通道内容内容1 1地质结地质结构特征构特征与条件与条件内容内容2 2裂隙演裂隙演化与渗化与渗流突变流突变内容内容3 3预测预预测预报理论报理论与方法与方法内容内容4 4控制突控制突水的采水的采煤方
14、法煤方法四、主要研究思路四、主要研究思路19973项目研究内容目研究内容汇报内容内容1 1地质结地质结构特征构特征与条件与条件内容内容2 2裂隙演裂隙演化与渗化与渗流突变流突变内容内容3 3预测预预测预报理论报理论与方法与方法内容内容4 4控制突控制突水的采水的采煤方法煤方法突水水源水源隔水关键层隔水关键层天天然然构构造造采采动动裂裂隙隙突水通道突水通道课题课题8 8保保水水采采煤煤与与煤水共采煤水共采课题课题5 5危危险险评评价价理理论与方法论与方法课题课题6 6水水量量预预测测理理论与方法论与方法课题课题7 7前前兆兆信信息息与与临突预报临突预报课题课题1 1地地质质结结构构模模式及条件式
15、及条件 课题课题2 2地地质质动动力力学学及控制因素及控制因素课题课题3 3隔隔水水关关键键层层与裂隙演化与裂隙演化课题课题4 4采采动动裂裂隙隙渗渗流与突变流与突变四、主要研究思路四、主要研究思路20973项目研究内容目研究内容汇报（1）通通过过煤煤矿矿突突水水水水源源、通通道道和和隔隔水水关关键键层层的的地地质质结结构构分分析析，建建立立不不同同含含导导水水地地质质结结构构的矿井突水模式。的矿井突水模式。（2）通通过过采采动动岩岩体体裂裂隙隙渗渗流流突突变变研研究究，揭揭示矿井突水的成灾机理。示矿井突水的成灾机理。（3）通通过过矿矿井井突突水水信信息息演演化化规规律律研研究究，建建立突水预
16、报理论。立突水预报理论。（4）基基于于隔隔水水关关键键层层原原理理，建建立立控控制制煤煤矿矿突水事故的水资源保护性采煤理论和方法。突水事故的水资源保护性采煤理论和方法。 四、主要研究思路四、主要研究思路21973项目研究内容目研究内容汇报 总总体体目目标标：针针对对我我国国目目前前煤煤矿矿开开采采中中突突水水事事故故的的主主要要特特点点，以以控控制制大大型型、特特大大型型矿矿井井突突水水事事故故为为目目的的，根根据据不不同同水水文文地地质质及及开开采采条条件件下下的的突突水水类类型型，建建立立相相应应的的矿矿井井突突水水理理论论模模型型，研研究究和和掌掌握握形形成成矿矿井井突突水水的的含含水水
17、层层、通通道道、隔隔水水关关键键层层等等结结构构特特点点和和演演化化规规律律，探探索索矿矿井井突突水水预预测测预预报报的的有有效效方方法法，建建立立水水资资源源保保护护性性采采煤煤理理论论，发发展展完完善善矿矿井井突突水防治的理论体系。水防治的理论体系。 五、主要研究目标五、主要研究目标22973项目研究内容目研究内容汇报 本本项项目目紧紧紧紧围围绕绕煤煤矿矿突突水水基基础础研研究究的的3个个关关键键科科学学问问题题，开开展展4个个方方面面的的重重点点研研究究，形形成成4个个创创新新点点，并并将将取取得得一一批批具具有有国国际际影影响响的的研研究究成成果果，培培养养本本领领域域的的优优秀秀科科学学家家及及创创新新团团队队，建建立立具具有有国国际际水水平平的的矿矿井井突突水水防防治治研研究究平平台台，相相关关成成果果要要在在实实践践中中得得到验证和应用。到验证和应用。 五、主要研究目标五、主要研究目标23973项目研究内容目研究内容汇报谢谢大家！24
