江苏省矿山地震监测工程实验室
运行成效总结报告
自2016年7月江苏省发展改革委批准建设以来,江苏省矿震地震监测工程实验室围绕矿山产业发展中的矿山地震诱发冲击地压灾害等公共安全问题,针对矿山地震监测、灾害预警防控技术的迫切需求,建设了矿山地震致灾机制与风险评估、矿山地震监测技术与装备、采空区塌陷监测与预警技术、矿山地震灾害防控技术研究平台,开展了矿山地震远程监测和灾害试验模拟及预警防控的关键技术研究,突破了信息传输、灾害危险预警、灾害防控等关键技术,极大提升了产业创新能力,并对促进区域经济发展注入活力。
平台建设成效:
自批准建设以来,实验室成立了“矿山地震远程监测预警”、“矿山地震监测技术与装备研发”、“矿震灾害防控研究”和“矿震致灾机理研究实验”四个研究部室。目前,实验室固定科研人员43人,博士学位占比88%,高级职称占比86%,45岁以下人员占比85%,兼职研究人员5人,总计研发投入5800余万元,新增固定资产投资716万元,场地面积1900m2,新增研发项目数123项,新增专利89项,获得省部级奖励25项,主持修订国家标准3项,发表高水平论文50余篇,5人次获省部级人才称号(荣誉)。建成“矿山地震监测工程示范基地”、“矿山地震监测工程共建基地”2家,与安徽理工大学共建了冲击地压防治工程研究中心,与澳大利亚、波兰等高校和研究机构建立了经常性的学术交流和人才联合培养机制。实验室分别于2017年和2019年在南京和徐州主办“全国冲击地压防治研讨会”,来自全国50余家企业260余人参会,协办6次国内外采矿学术会议,目前在国内外冲击地压防治领域逐渐形成了较大影响力。
平台对行业的促进作用:
针对当前的矿山地震灾害形式,建设的矿山地震灾害远程在线监测平台,可借助网络平台充分发挥微震监测系统的灾害危险监测功能,并建立了成熟的矿山地震灾害的监测预警技术,为具有灾害危险的矿井制定防御、减轻和控制矿山地震灾害提供科学依据,并为同类工程科学问题的研究提供有益借鉴,这将对矿工的生命安全和采煤工业的健康发展提供安全保障。
通过产业化建设,平台所形成的产品已成功应用于甘肃华亭煤电、山东兖矿集团等矿业企业20余个矿井工作面,对矿井强矿震监测、分析预警、提高工效,避免或降低人员伤亡和经济损失起到了积极作用,使得煤矿安全生产效率大幅度提升。
平台的代表性成果:
(1)提出了冲击地压灾害的动静载叠加诱发机理。研究揭示了煤矿采动过程动静载特征及其叠加效应规律,构建了动静载叠加诱冲理论模型和判别准则,得出了动静载作用下煤岩体能量积聚释放、应力演化与微震响应规律,实现了对冲击地压灾害发生机理的深刻揭示,为灾害监测预警奠定了基础。
(2)攻克了冲击地压危险动静载区域监测方法与技术。研究揭示了动静载载荷与震动波波速、冲击能量等关键参量的时空耦合关系,开发了冲击地压灾变时空过程监测的微震与双源震动波主被动CT反演方法。发明了基于动静载形态判识冲击地压危险的技术与方法,实现了区域“应力场-震动场”多参量时空耦合监测。
(3)研发了冲击地压灾变区域化、高分辨率监测技术与装备。基于“应力场-震动场”的双源震动波信号生成机制,发明了震动波信号的主被动一体化监测方法。研发了高可靠、抗干扰能力强的冲击地压微震信号处理电路,低功耗煤岩破裂微震传感器及信号预处理技术,研制了高精度矿用拾震传感器、矿用微震分站等系统装备,进行了产业化推广应用。
(4)研发了冲击地压远程在线综合监测预警系统。发明了双源震动波一体化反演预警技术,建立了煤岩冲击危险“应力场-震动场”的多参量预测与时空监测预警体系,实现了冲击危险分析预测与实时监测预警相结合、区域到局部逐级筛查的聚焦式预警,构建了冲击地压灾害的微震远程监控云服务平台。
总之,实验室在各级主管部门的正确领导下,在全体成员的不懈努力下,已按时完成既定建设目标。实验室依托和整合中国矿业大学等共建单位的优势技术和人才资源,目标明确,运行规范有序,研究队伍稳定,人员结构进一步合理,人才梯队初步形成。