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煤炭人訊：日前，韓城礦業(yè)公司與中國礦業(yè)大學(xué)課題組，經(jīng)過一年半時間研究的“全礦井應(yīng)力場數(shù)字孿生同化反演技術(shù)”，在韓城礦業(yè)桑樹坪礦取得突破，并成功繪制了國內(nèi)首張全礦井“地應(yīng)力-瓦斯”綜合等值線圖。

據(jù)課題組負(fù)責(zé)人介紹，地應(yīng)力、瓦斯和煤體強(qiáng)度是激發(fā)煤與瓦斯突出（以下簡稱“突出”）的最主要因素，地應(yīng)力探測難度大、探測效率低，繪制全礦井大尺度應(yīng)力場分布圖更是世界性的難題。目前，國內(nèi)外的防突參數(shù)主要基于瓦斯和煤體力學(xué)參數(shù)，存在很大缺陷。該技術(shù)通過和礦井瓦斯地質(zhì)圖的有機(jī)融合，實現(xiàn)了地應(yīng)力、瓦斯地質(zhì)信息在一張圖上的充分體現(xiàn)，為煤與瓦斯突出礦井防突設(shè)計，規(guī)避采掘擾動應(yīng)力集中，從整體上降低礦井突出風(fēng)險等提供了重要依據(jù)。

2021年上半年，韓城礦業(yè)公司與中國礦業(yè)大學(xué)楊威教授課題組，攜手組建礦井地應(yīng)力場分布規(guī)律科研攻堅小組，針對桑樹坪礦作為典型的地應(yīng)力主導(dǎo)型突出礦井實際情況，開展了“韓城礦區(qū)全時空采掘應(yīng)力場同化反演技術(shù)研究”，建成了桑樹坪礦全礦井等比例數(shù)字孿生模型，最終成功繪制了首張全礦井“地應(yīng)力-瓦斯”綜合等值線圖，填補(bǔ)了全礦井大尺度采掘應(yīng)力場研究的空白。

據(jù)韓城礦業(yè)公司通風(fēng)副總師介紹：“為了繪制全礦井‘地應(yīng)力-瓦斯’綜合等值線圖，課題組在國內(nèi)首次提出了建立全礦井大尺度等比例數(shù)字孿生模型的新思路，準(zhǔn)確還原了礦井煤層、巖層、地表、地質(zhì)構(gòu)造等的分布特征。同時，結(jié)合礦井采掘接替平面圖，在數(shù)字孿生模型中再現(xiàn)了礦井從建井開始，至今后數(shù)年內(nèi)的采掘接替過程，獲取了礦井歷史上及今后的應(yīng)力演化過程。通過井下原巖地應(yīng)力、采掘擾動應(yīng)力實測及地表巖層移動數(shù)據(jù)觀測，驗證了礦井應(yīng)力場數(shù)字孿生結(jié)果的準(zhǔn)確性。”

值得一提的是，課題組還以桑樹坪礦歷次突出地點分布規(guī)律及突出點三向地應(yīng)力演化規(guī)律為基礎(chǔ)，闡明了擾動地應(yīng)力與突出風(fēng)險的耦合規(guī)律，提出了將采掘工作面沿最大主應(yīng)力方向布置降低突出風(fēng)險的新方法。同時，結(jié)合桑樹坪礦突出地點三向擾動應(yīng)力演化過程，進(jìn)一步闡明了多采面聯(lián)合開采對地應(yīng)力的擾動規(guī)律，為礦井防突設(shè)計提供了更多的維度信息。