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河北省矿山地下水安全技术创新中心

中心简介
河北省矿山地下水安全技术创新中心,是以河北省科技厅为综合管理部门,以石家庄市科技局为归口管理部门,依托华北有色工程勘察院有限公司,以中国工程院院士武强为技术指导委员会主任,以国内权威专家技术指导委员会委员。开展矿山地下水涉及领域内的技术研究以及相关辅助设备研发,是华北有色工程勘察院有限公司技术集成、科技成果转移转化、技术服务、技术创新人才聚集培养,面向社会开放的技术创新基地。主要任务是:开展矿山地下水涉及领域的重大关键共性技术研发和先进技术集成,为产业化提供成熟、配套的技术、标准、工艺、装备和新产品;实行开放服务,承担委托的技术研究、设计、试验和成套技术服务业务;开展技术咨询和技术培训,推动技术扩散与科技成果转移转化;聚集高层次技术人才,培养专业化技术人才;加强与重点实验室等其他类型研发基地的协同创新,开展国际国内科技合作与交流。
该中心位于依托公司内,设有管理委员会、技术指导委员会、矿山水文地质勘探与评价技术研究室、矿山地下水灾害治理技术研究室、矿山地下水环境保护技术研究室、尾矿库渗漏治理技术研究室、中心实验室和综合管理办公室等机构。固定人员40人。
 
科研项目

序号
 
项目名称 简介及意义
矿山地下水绿色勘探与评价新方法
1 “蘑菇型”地下水系统构建及矿坑涌水量预测研究。 针对矿床上覆分布广、厚度大的松散岩类孔隙水含水层构成的地下含水体的特点,开展矿坑涌水量主要导水通道的研究。将矿床充水的主要充水水源作为“蘑菇头”。下部基岩构造裂隙含水带构成矿床充水的主要通道作为“蘑菇茎”。该项研究的重点对影响地下水进入矿坑的各种因素开展研究。提高矿山地下水系统物理模型的研究水平;提高矿坑涌水量预测精度,指导矿山生产实践;提出有效的矿山防治水措施。
其意义在于推动矿山水文地质勘探及防治水研究领域的重大突破,对充分挖掘矿产资源具有重要的现实意义。对海底矿山、河底矿山、湖底矿山的防治水也有一定的借鉴意义。
2 高水头差条件下的钻孔分层止水系统研究 通过对钻探、止水设备、材料和数据采集设施的研究改进,实现在一个钻孔内对揭露的多个含水层水位分别进行观测的技术。其意义在于可节省钻孔施工费用、减少施工工期,大大提高行业竞争力;并可以扩展到一个钻孔内分层抽水领域。
3 高承压、大涌水条件下的钻探技术研究 通过对高水头差条件下的钻探设备、材料和辅助装置等方面的改造或改进,提高钻探效率,安全风险和施工成本。课题为方法和手段类研究,可在煤炭、石油、有色等所有矿山的勘探中推广使用,具有广大的应用前景和良好的经济效益。
4 超深井、大流量、高承压条件下的水岩耦合研究 在认识论、系统论、信息论指导下,以矿区地下水及岩体为研究对象,利用计算机模拟方式对矿区进行水岩耦合数值模拟,用于研究高地应力及高承压、大流量地下水影响下巷道及采场顶底板围岩稳定性问题。为井巷、预留矿坑顶底板等工程设计提供依据,并立足实现矿区地下流场精准模拟和水量预测,以期实现矿山安全生产,并对临近及其他具有相似条件的矿区水害防治提供参考依据。
矿山地下水灾害治理与水资源保护技术
5 强岩溶高流速碳酸盐岩含水层注浆帷幕建造技术研究 通过综合技术措施的应用,有效查明矿区主要导水通道的位置及空间分布特征。研究适用于强岩溶高流速碳酸盐岩含水层帷幕注浆施工各种参数和措施,总结形成适于强动水条件下帷幕注浆的系统化技术体系。意义在于为同类型矿区水文地质条件的勘探及矿区地下水患的治理提供系统化的技术支持。
6 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备研究 通过对黏土膏浆材料及配比的研究,明确不同添加剂类型及掺入量对浆液性能的影响程度,确定适宜浆液材料和配比,提高地下水防治效率。针对工艺要求结合设备优化改进,形成完备的技术工艺操作流程。其意义在于为帷幕注浆膏体浆液的参数设计提供依据,减少设计的经验性和盲目性;研制适宜制浆设备,提高生产效率。
7 “鱼刺型”分支孔稳斜钻进工艺研究 通过改进柔性钻杆结构,优化配套工器具组合,进一步延长柔性钻杆的使用寿命,争取达到800小时。为硬度不均匀地层条件下的稳斜钻进提供设备支撑;其意义在于在现有基础上施工效率提高50%;提高分支孔成孔率达90%以上;总结编制出一套水平较高、适用性强的分支孔稳斜钻进工艺指导书。
8 室内岩溶管道动水注浆模拟试验装置及浆液抗冲刷性能研究 研发并建立室内岩溶管道动水注浆模拟试验装置,实现水流速、压力和岩溶管道形态按设计要求调节,并且可以实现模拟溶洞投料和注浆等技术工艺,同时具备相应的监控和观测功能。借助室内岩溶管道动水注浆模拟试验装置,实现不同流速条件下、不同类型岩溶管道中投料、注浆抗冲刷模型试验,获取不同类型骨料和浆液在动水冲刷条件下的留存和冲刷运移情况,判定投料与注浆材料和工艺适用性。
其意义在于为高流速岩溶含水层帷幕治水的材料类型和施工工艺选择提供技术依据。
矿山地下水环境监测与评价技术
9 地下水动态信息自动监测和信号自动收发系统在超深井矿山的应用 一套适用于超深井矿山全矿区深部地下水水位、水质、水温动态智能监测系统,有效克服供电可靠性差、供风能力弱、巷道互联能力弱、信号收发能力弱、潮湿井巷系统和高承压水等难题。为矿山突水安全预警及超深矿床地下水安全的安全评估提供参数;也可应用于矿山地下水监测和水患预警。
10 矿山地下水污染动态监测与量质耦合模拟技术研究 建立科学合理的地下水环境监测网络,通过计算机模拟技术对地下水环境进行量质耦合模拟研究,掌握污染物的迁移规律,选择合适的防治手段和治理方式。
11 渗漏尾矿库辅助防渗工艺研究 通过在浆液中加入粘度时变材料来实现降低原灌浆材料中水泥用量,在原材料强度不变的前提下原材料抗压强度基本不变的前提下,碱性组分含量降低。 达到抑制矿山注浆充填物中碱性物质溢出的目的,提高帷幕质量。
尾矿库渗漏治理技术
12 渗漏尾矿库治理效果评价方法研究 采用浅层地震反射波法、高密度电法、高精度重力勘探、氡气测量等多种地球物理方法进行综合物探的应用与研究,查明尾矿库渗漏的位置和范围并形成一套切实可行的探查技术和实施方法。为尾矿库渗漏治理方案提供依据。
13 尾矿库渗漏通道物探探查技术研究 针对场区基岩风化裂隙发育,第四系覆盖层较薄的特点,通过对对布孔和注浆参数进行研究和优化,总结出一套渗漏尾矿库基岩注浆工艺,提高治理效果,降低施工成本。该成果可应用于尾矿库渗漏治理工程,对环境保护的意义重大。
14 渗漏尾矿库基岩注浆工艺研究 通过对渗漏尾矿库空间立体防渗结构进行检测测试,对其综合防渗性能评价方法进行研究,建立渗漏尾矿库治理效果等效评价系统、渗漏尾矿库治理效果评价模型及防渗透等效评价系统。为尾矿库治理效果评价提供依据。

组织机构

 

 
人员简介
技术指导委员会主任武强
武强,男,1959年生,汉族,内蒙古呼和浩特市人。中国工程院院士,现任中国矿业大学(北京)教授,国家煤矿水害防治工程技术研究中心主任,国际矿山水协会(IMWA)副主席,国际矿山水协会(IMWA)中国国家委员会主席,国家煤矿安全监察局“水文地质”专家组组长,《Mine Water and the Environment》副主编,中国科学技术协会全国委员会委员,国家安全生产监督管理总局技术委员会委员,中国煤炭学会和中国地质学会常务理事等职。长期从事矿山水防治与资源化利用教学和科研工作,曾作为国务院特别重大透水事故调查专家组组长,先后负责了多次特别重大透水矿难现场抢险救援或调查研究工作,取得了多项重要成果。他出版中英文专著13部,发表学术论文300余篇,SCI检索60余篇,获国家科技进步二等奖3项,省部级一等奖10项,获美国、中国香港和国家授权发明专利近50项,国家授权软件著作权26项,主编国家技术标准和工具书多项。荣获中国首届十位“优秀博士后奖”、“李四光地质科技奖”和“全国优秀教师”等。他负责带领的科研团队荣获教育部优秀创新团队和中国科协矿山安全团队。
管理委员会主任袁胜超
袁胜超,男,1981年11月生,2004年本科毕业于石家庄经济学院,土木工程专业,2016年毕业于中国地质大学,工商管理专业硕士研究生,2018年11月起,担任华北有色工程勘察院有限公司执行董事、总经理。
中心主任韩贵雷简介
韩贵雷,男,1980年9月生,硕士研究生学历,高级工程师职称,天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人选(2018年度),河北省优秀勘察设计青年。国家注册岩土工程师、国家注册一级建造师(建筑工程、水利水电工程)、国家注册咨询工程师。先后发表论文10篇,其中核心期刊论文6篇,获得有色金属工业协会科学技术一等奖一项(江西城门山铜矿帷幕堵水改性湖泥注浆技术研究)、二等奖两项(中关铁矿帷幕注浆技术研究、有色金属矿山水文地质勘探与防治水规范研究),获批国家发明专利4项、实用新型专利5项、软件著作权1项,有色工业部级工法3项,出版著作1部;2012-2015年,主持起草编制《矿山帷幕注浆规范》(DZ/T 0285-2015);2016-2017年,作为主要的牵头人,主持实施《“鱼刺型”钻探技术在矿山帷幕注浆中的应用》及《注浆材料高压固结实验平台研究》研究工作并取得丰硕技术成果。