山区缓倾煤层地下开采诱发斜坡变形破坏机理研究——以贵州煤洞坡变形体为例的任务书.docx

山区缓倾煤层地下开采诱发斜坡变形破坏机理研究——以贵州煤洞坡变形体为例的任务书
任务书
一、课题背景
山区煤炭资源普遍分布在崎岖山地之中，煤层从山顶向峡谷发育，坡度大、高度大、倾角陡峭，经济、技术、环境等因素制约了山区煤炭开采的发展。作为煤炭开采的危险区域，山区斜坡变形破坏引发了大量的研究。山区地质条件复杂，斜坡变形破坏机理多种多样，研究成果较少，缺少系统性。
贵州是山地地区典型代表，煤炭业发展快，煤炭矿区多，其中以遵义市为代表，煤层顶板多为悬顶或拱顶，岩盘稳定性较差，煤层地下开采后容易规模破坏和引发水土流失。现有研究针对煤矿安全监测、稳定性评价等领域，然而对于煤炭地下开采引发的斜坡变形破坏机理的研究较少，目前还缺乏基础性和综合性研究，对于破坏机理及发生机理没有更加深入的理解。因此，开展以贵州煤洞坡变形体为例的山区缓倾煤层地下开采诱发斜坡变形破坏机理研究，对于遵义市及山地煤炭区相关地区以及同类煤炭区域的规划、建设、开采和治理，有着重大的指导意义。
二、课题研究目的
1.掌握贵州煤洞坡变形体的地质、构造、地貌、气候、水文等综合情况，结合煤层信息明确变形体的形成机理和变形特征。
2.对煤洞采矿区域的变形规律进行现场实测，并将其与监测数据分析，明确变形体现场数据的特征，并整理并评价测量方法。
3.运用数值模拟方法，针对变形体的开采参数及岩性参数，定量分析变形体发育变化规律，探究变形机理。
4.结合已有文献，探讨煤炭采掘过程中的支护体系对于变形体的控制作用与稳定性影响，并在此基础上建立支护体系的优化设计。
三、研究内容
1.煤洞坡变形体的地质、构造、地貌、气候、水文等背景信息明确及采集。
2.煤洞采矿区域的实测闭合式水准网和监测系统建设。
3.煤洞变形体现场数据分析方法的开展。
4.运用数值模拟方法，对煤洞坡变形体的开采参数及岩性参数进行定量分析。
5.支护体系的稳定性评价，建立支护体系的优化设计。
四、研究方案
1.分析变形体的地质背景情况。地质工程地质勘察、采样、分析煤层信息，明确煤洞坡变形体的形成机制和变形特征，采集构造、地貌、气候、水文等信息。
2.煤洞采矿区域的实测闭合式水准网和监测系统建设。明确监测因素，建立闭合式水准网和监测系统。
3.煤洞变形体现场数据分析方法的开展。对煤洞采掘工程进行现场闭合式水准网建立及其监测，数据分析，整理测量方法及技术。
4.数值模拟方法的运用。以现有采掘模型为基础，考虑变形体的开采参数及岩性参数进行数学模拟和计算，定量分析变形体发育变化规律，探究变形机理。
5.支护体系的稳定性评价，优化支护体系。对变形体的支护体系进行分析，估算支护体系的稳定性，建立支护体系的优化设计。
五、研究成果
1.具体表述煤洞坡变形体形成的机理和变形特征。
2.具体表述煤洞采矿区域的实测闭合式水准网和监测系统建设。
3.具体表述煤洞变形体现场数据分析方法的方法及成果。
4.具体表述运用数值模拟方法，对煤洞坡变形体的开采参数及岩性参数进行定量分析的方法和成果。
5.具体表述支护体系的评价方法及优化设计的建立，对工程实施有实质性参考。
6.研究成果论文发表，研究报告汇总，科研项目档案完整，与煤炭资源开采、安全评价和支护体系设计有实质性联系。
六、预期收获
本课题拟通过实现煤洞坡变形体形成机理、变形特征以及支护体系优化设计的目标，探究山区缓倾煤层地下开采诱发斜坡变形破坏机理，结合已有文献，为遵义市及山地煤炭区相关地区以及同类煤炭区域的规划、建设、开采和治理提供科学依据，推动煤炭资源规划、开采、运输和利用的环境友好型和质量可靠型转型。