[00111498]近松散层采掘水砂突涌机制及预测防治研究与安全开采

任务来源：国家自然科学基金项目“近松散层采煤水砂突涌机制及开采上限决策模型研究”（批准号40372123）、教育部新世纪优秀人才支持计划（批准号NCET-04-086）、济宁市科学技术委员会计划项目。项目所获得的近松散层采煤水砂突涌机理、模式、水砂突涌预测、防治以及开采上限决策模型，拓宽了传统认识，取得创新性成果。项目以工程地质理论和水土相互作用理论为基础，通过各种勘探手段查明上覆岩土体的工程地质条件、水文地质条件，建立覆岩变形破坏研究的工程地质模型，研究疏放水技术方案、覆岩破坏规律和第四系底部粘土层的保护作用，研究水砂突涌灾害发生的机理和过程，计算覆岩破坏带不发生溃砂的安全水头高度，经过试采验证，形成在疏放水条件下，厚松散层下煤层开采安全评价体系。通过水砂突涌的室内模拟试验，获得了采动裂隙上覆土层发生渗透变形破坏与土层性质的关系、与裂隙宽度的关系以及不同土层的临界抗渗坡度，并且对水砂突涌过程进行了研究，得出了涌出物的含砂量与时间的关系，与实际突砂情况吻合，对防治溃砂措施的选择有指导意义。建立了厚含水松散层下、疏放水条件下覆岩破坏和近松散层采煤水砂突涌防治与安全性研究的系统理论和方法，从工程地质学与采矿工程等多学科联合交叉的角度，解决了疏放水预测、井下地面联合疏降第四系底含孔隙水技术方法、水砂突涌机制、疏降水条件下安全开采评价与措施等科技难题，针对覆岩破坏状况提出防治水砂突涌的地质工程措施和安全技术措施。难疏降含水层疏降技术、疏放水预测、井下地面联合疏降水第四系底含孔隙水技术方法、水砂突涌机制、疏降水条件下安全开采评价与措施等研究具有重要的开拓意义。该项目在研究过程中已经在山东省济宁、兖州、枣庄等矿区得到应用，并取得显著的经济效益和社会效益，对于我国东部矿区的挖潜改造和煤炭资源的充分利用、促进煤炭事业的可持续发展具有重要的推动作用。项目组发表与该课题有关的学术论文18篇，主要成果获得国家安全生产监督局第二届国家安全科技成果奖三等奖、全国煤炭工业协会科技进步二等奖、山东省科技进步三等奖等。