深部金属矿建井与提升关键技术
国家重点研发计划
 项目编号:2016YFC0600800

课题一:深竖井建井工程风险分析理论与优化设计方法


研究目标:

   针对金属矿深部地层岩石硬度大、应力高、地质条件复杂等特点,重点研究深部地层环境中地应力、多场、多相地质体分布特征、建井工程性能与建井工艺技术特征及其时空变异性、大埋深条件下井筒建设和服役过程中的风险特征等基础理论,建立深井建设风险分析理论与设计方法。


研究内容:

(1)深井建设区域地应力及“多场”精准探测理论与分析技术研究

   ①建井工程邻近区域褶皱、断层(潜在断裂)、矿脉及岩层厚度及倾角等构造特征和建井工程区域地质力学特征及其与区域构造环境的相关性; ②深部地层地应力与岩体结构及相关物理场探测机理; ③深部地层应力场与构造特征区域应力场的分布规律及其测量与反演分析; ④深部地层应力场、渗流场、温度场的测量理论与反演分析方法; ⑤深部构造影响区域应力场与多相场之间的分布规律与耦合机理。

(2)深部地层工程性能及其空间变异性特征研究

   ①深竖井建井工程区域地层岩体物理力学性能及其在深部的变异性; ②高应力及其与多场耦合条件下物理力学性能的变异性; ③深竖井井筒整体稳定性及其对震动响应敏感性; ④深部地层建井工程性能及科学表征方法。

(3)深部地层建井工艺性能及其工艺适宜性特征研究

   ①深竖井建井工艺性能、科学表征方法及指标体系; ②高应力及其与多场耦合条件下建井工艺性能的变异性; ③深部地层岩体的可注性、可爆性、可钻性等工艺性特征; ④深部地层建井工艺性能测试方法。

(4)金属矿深竖井建井风险特征与动态分析技术研究

   ①建井工程地质条件的不确定性与未知性及其工程风险; ②建井设计、施工、工艺等决策风险; ③深部地层中的特殊区域的工程可控性及其工程风险; ④开采扰动作用及深井工程风险; ⑤金属矿复杂服役条件及深井工程风险。

(5)基于风险控制的金属矿深竖井建井工程设计优化技术与方法研究

   ①基于风险源识别与控制的深竖井井筒设计优化技术; ②特殊地层预处理工程决策风险与控制技术; ③深竖井施工过程风险控制与施工参数优化; ④金属矿复杂环境中井筒服役安全风险控制与工程对策优化; ⑤基于全寿命风险控制的深竖井建井工程风险控制方法与技术对策。


课题承担单位:北京科技大学、中国恩菲工程技术有限公司、北京中煤矿山工程有限公司、山东黄金集团公司

课题负责人:纪洪广

主要学术骨干:蔡美峰、洪伯潜、任奋华、谭文辉、由爽、向鹏、韩斌、赵可广、谭杰、杜贵文