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项目名称推荐单位意见-科技处
一、项目名称
矿山开采诱发滑移灾变识别关键技术及其高精度监测体系研发
二、推荐单位意见
矿山开采诱发滑移灾变识别关键技术及其高精度监测体系研发
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认申报材料真实有效,完成
人符合推荐资格,相关栏目均符合填写要求。
矿山开采诱发环境破坏与工程失稳是最重要的灾害问题之一。该项目经过系
统研究,在高边坡及露井联采下边坡稳定性评价领域创建了多扰动源复合采动效
应下高边坡风险辨识与安全控制体系,解决了开采优化设计关键技术难题。在井
工矿开采诱发覆岩破坏领域揭示了大采出空间覆岩的宏细观渐进破断机理,提出
了动态复合关键层理论计算方法,为大采出空间的围岩控制提供了理论与设计基
础。在动态监测设备研发方面,开发了具有集成自主知识产权体系的高精度北斗
/GNSS接收机板卡,建立了中长基线毫米级解算方法,解决了复杂环境下精度监
测的技术难题。同时在国内外首次研发了圆弧地基合成孔径干涉雷达监测系统,
其监测精度和扫描速度高于国外同类产品,实现了复杂地形的三维监测。
该项目在矿山、自然山体滑坡及水利水电等行业240多家企业或政府部门得
到了推广应用,经济和社会效益显著,获省部级科技进步一等奖7项、二等奖7
项;国家授权发明专利14项、实用新型专利33项、软件著作权64项、发表高水平
论文300余篇、出版专著10余部。
鉴定该项目突破了现有的形变风险评价理论,研发了新型高精度监测装备,
应用效益显著,推动了本领域的科技进步和学科发展,对照国家科学技术奖授奖
条件,推荐申报国家科技进步一等奖。
1
三、项目简介
目前全国有各类矿山10万多座,而矿山开采诱发的沉陷区破坏和边坡失稳是
最重要的灾害问题之一。目前每年仅煤炭开采所造成的沉陷区就达12.5万公顷左
右,再加上露天滑坡造成的巨大经济损失和社会影响,如何辨识开采诱发灾变问
题和动态预测预警亟待深化研究。本项目通过对国家973、863和科技支撑等项目
的系统研究,取得了如下创新性成果:
1、创建了具有自主知识产权的露井复合开采高边坡风险辨识与开采控制体
系。依据两者相对空间位置关系的三种工况,首次系统地揭示了其滑移机制及其
演变规律、以及井工矿转露天开采诱发老井工采区的二次活化及其叠加作用规
律。基于广义刚体极限平衡和有限元法等理论,创建了复杂工况条件下边坡稳定
性精细化评价体系及模糊评价与区划方法,提高了边坡稳定性评价精度,解决了
其优化设计问题。
2、基于试验、监测及理论研究,分析了覆岩移动及其影响因素与其敏感性,
揭示了大采出空间及其不同充填度对覆岩的宏细观渐进破断机理及其移动过程
中岩体关键层的形成是个动态演化过程、断裂带活化机理及其发生的条件;建立
了活化断距与相关参量之间的定量计算和动态复合关键层计算的理论方法;突破
了实时回采过程中大采出空间覆岩破断不连续模拟技术,开发了实时采矿不连续
数值计算(MDDA)软件体系。综合MDDA模拟及Surfer技术揭示了大采出空间采
动应力场-裂隙场-位移场时空动态演化规律及大采高空间周期性垮落步距正态
分布特征,为开采设计提供了理论基础。
3、开发了具有自主知识产权集成体系的高精度北斗/GNSS接收机板卡,该
板卡具有三系统八频点信号处理与解算功能,在多模卫星导航信号接收与处理、
单板定姿定态、长距离RTK、动态应用等方面突破了关键技术。基于CORS系统
的实时精密星历、精密钟差以及精密对流层模型,首次建立了具有集成自主知识
产权体系的中长基线毫米级解算方法,将水平与垂直距离测量误差由 1ppm降到
0.5ppm ,精度提高了1倍。同时开发了多系统组合解算(GPS\GLONASS\BDS)、
单系统解算(单:GPS、GLONASS、BDS )的实时毫米级变形监测技术,解决
了高大构筑物及山体等复杂环境因素对监测信号干扰及其对测量精度影响的关
2
键技术,提高了复杂环境下监测精度。
4、首次开发了小天线360º扫描及其在方位向进行孔径合成技术,突破了方
位分辨率高与扫描范围大的关键技术;首次采用了连续波扫描技术替代步进频率
连续波技术,大幅提升了扫描速度和监测效率。开发了大气相位补偿算法,大幅
度减小大气对监测精度的影响。同时研发了高精度、高效率的圆弧地基干涉雷达
保相成像算法,解决了高精度干涉应用的关键技术。采用自动升降平台与多基线
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