东北大学在矿山工程技术及矿山安全研究领域取得突破

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中煤远大讯: 近日，以资源与土木工程学院朱万成教授为代表的东北大学研究团队主持完成了“采动诱发围岩突冒突涌分析方法与监测技术研究”，项目成果成功揭示了矿山采动围岩突冒突涌破坏机理，提出了切实可行的突冒突涌灾害分析预测、预警方法和监测技术，并结合矿山生产实践开展了现场突冒突涌灾害的防治，具有重要的理论价值和工程实际意义。

当前，我国矿产资源的短缺已成为制约国民经济稳定发展的瓶颈，铁、铜矿石高度依赖进口，同时，随着矿山开采逐渐向深部转移，开采所面临的地质环境不断恶化，采动诱发围岩突然冒落或突然涌水(突冒突涌)灾害日趋严重，对矿山生产安全和效益的提升造成了严重影响。因此，“采动诱发围岩突冒突涌”研究成了岩石力学与采矿工程领域的重要课题。

此前，虽然岩石力学数值模拟方法和微震监测等技术都已用于矿山突冒突涌灾害的分析预测，然而数值模拟在工程问题研究中的计算结果可信度很低，并且难以有效地描述流-固耦合条件下采动岩体的损伤与破裂过程，微震监测等技术获得的海量监测数据解读也缺乏充分的理论依据，很难获得有效的灾害前兆信息。矿山突冒突涌灾害的分析预测仍然是一个没有解决的技术难题。

“采动诱发围岩突冒突涌分析方法与监测技术研究”项目团队历经多年探索，终于在相关研究领域取得了突破性进展。

在理论层面，充分考虑了围岩所处的流-固耦合环境和开采引起的扰动效应，提出了围岩变形与破裂过程的渗流-应力-损伤耦合模型，研发了灾害分析预测的数值模拟系统，并对灾害孕育和发生过程机理进行了分析，同时还借助于数值模拟方法，揭示了复杂地质条件对围岩突冒突涌灾害的控制作用机理;

在技术方法层面，发展了基于数字图像处理技术的岩体参数表征方法，提出了监测数据和数值模拟相结合的围岩突冒突涌预测分析方法，建立了基于微震监测、大规模数值计算和三维虚拟现实可视化技术的围岩失稳实时监测及预测综合集成系统，在提高矿山区域数值模拟结果可信度的同时，也为微震监测数据的解读提供了理论依据，实现了灾害的预测分析;

在工程应用方面，项目团队将以上研究成果分别用于石人沟铁矿和张马屯铁矿的实际生产中，提出了基于注浆加固、疏水降压以及采场与回采工艺优化相结合的防治突冒突涌控制技术，并在矿山开采实践中得以成功应用，解决了一直困扰上述矿山安全生产的重大技术难题，创造了可观的经济效益和社会效益。

项目团队在《Int. J. Rock Mech. Min. Sci.》《Rock Mech. Rock Eng.》和《岩石力学与工程学报》等国内外期刊上发表论文共计400余篇，其中被SCI检索100余篇，EI检索350余篇，论文SCI他引400余篇次，获国家发明专利2项，出版专著4部，获冶金科学技术二等奖1项，得到了国内外同行专家的高度评价。

(来源:辽宁新闻网 供稿：陶赛 编辑：王钰博 审校：骆庆生)