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中煤能源研究院在“矿区环境保护与矿压协同治理研究”方向取得重要进展
日期:2020-07-27 

 

中煤能源研究院以母杜柴登煤矿为主要研究对象,开展“沙漠区深部矿井采空区地表沉降的环境优化效应与矿压联合显现规律研究”,已取得了一系列重要研究成果。一是在对深部侏罗系煤田地质、水文地质和采动条件研究的基础之上,结合3S(GPS、GIS、RS)技术,进行了长时间、大尺度的地表海子和优良绿色植被的演化发育情况回顾分析,发现了沉降区的环境优化效应。二是采用了有限元FLAC3D和离散元PFC3D进行耦合建模和采动模拟,通过耦合地表沉降和水位埋深变化,建立了任一点的潜水水位埋深变化模型,预测了矿区的水位埋深变化对地表生态的影响,阐释了沉降区环境优化的内在动力。三是通过相关分析、灰色关联度分析等手段,分析了地表下沉与煤矿井下矿压显现等之间的时滞特征,并以地表松散颗粒为研究对象,研究其受力状态、下伏岩层的动态破断情况和颗粒的运动特征,从机理上揭示了地表沉降与矿压现象之间的关联规律。

上述研究项目在母杜柴登煤矿的实施中,大幅减轻了煤矿面临的环保压力,减少了矿山环境恢复治理费用支出,降低生产成本。同时,揭示了沉降加速对矿压显现的时滞特征和地表回弹的超前预警作用,合理预测了矿井的矿压显现,保障了矿井安全生产。该项目研究形成了以地表沉降为核心,地表生态环境保护与矿压防治协同研究的关键技术,发现了沉降区的环境优化效应。经专家鉴定,本项目成果达到国内领先水平,可有效指导相关矿井的安全、绿色、高效生产,推动蒙陕矿区的可持续性发展。