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研究方向
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研究方向

时间:2020-08-06 16:04:36  作者:教科办  浏览次数:

矿业工程研究方向:

原位改性流体化采矿:本方向以多场耦合作用的孔裂隙介质传输理论为基础,借助相关领域科学技术,对矿产资源进行地下原位物理、化学与力学特性的改造,从而实现地下矿产资源与能源(包括伴生资源)的安全、高效、绿色开采与利用。主要研究煤层气、页岩油气、地热等新型能源开采理论与技术。围绕新型能源绿色高效开采,进行固---传质多场耦合作用机理及开采技术研究。依托原位改性采矿教育部重点实验室平台,自主研发系列仪器设备,产出系列高水平成果。

煤炭绿色高效开采:本方向围绕厚及特厚煤层、特殊难采煤层等开采领域的前沿理论、关键技术与工程问题进行研究与攻关,以生态环境小损害、微损害甚至零损害为目标,主要研究放顶煤开采、残采、充填开采、侵入煤层开采等开采理论与技术及其相应的安全保障技术。依托山西省绿色矿山工程技术研究中心,立足产学研合作优势,产出系列高水平成果,培养该方向领域的高水平人才。 

煤炭高效分选与综合利用:本方向以煤炭洗选为重点,兼顾金属矿选矿,注重煤化学与煤炭洗选提质的交叉与融合,涵盖矿物加工工程二级学科的基本内容。形成了以复合力场分选理论与设备、界面分选理论与设备、矿物加工检测控制与优化、煤加工利用化学、矿物材料为特色的研究方向。研制出旋流重选柱、流态化浮选机等分选设备,开发出煤泥高效浮选药剂和煤散料储运过程中的固化抑尘剂,形成了煤泥水高效处理技术和“两化融合”的选煤厂自动监控成套技术。

煤层气高效开采与矿井安全:本方向针对高瓦斯煤层、低渗透煤层、煤层气开发、甲烷冰合成储运等煤层气开采和矿井瓦斯防治领域的前沿性理论、技术与工程问题,系统地进行了一系列开拓性研究。提出了低渗透煤层水力割缝强化瓦斯抽采的方法,形成了“低渗透煤层高压水力割缝强化瓦斯抽采的成套技术与装备”的系统技术发明,获国家技术发明奖。

矿山压力与岩层控制:本方向研究领域:大采高采场岩层控制理论与技术、深部开采巷道围岩支护与控制技术、近距煤层开采岩层控制理论以及中厚煤层沿空留巷设计理论与技术。开展了浅埋薄基岩特厚煤层大采高超长工作面的矿压控制与理论研究和千米深井巷道围岩控制及快速建设模式研究,提出“三千矿井建设模式”;在晋西北多煤层矿区,承担了多项极近距煤层安全开采岩层控制技术研究项目;在潞安、晋城等矿区,开展了砌筑砼墙沿空留巷、采空区切顶护巷的科技攻关研究项目。

地质资源与地质工程研究方向:

含煤系统地质学:含煤系统是经历复杂的成煤(矿、藏)作用,含有煤、镓、锗、锂等“三稀”元素、高岭土、煤层气、煤系页岩气、致密砂岩气等多种矿产的自然系统;阐明各种矿产的分布赋存规律,揭示其在地质演化过程中的相互关系,实现多种矿产资源的共探共采和高效洁净利用是本方向的基本任务。本方向围绕着“煤超分子结构及其形成演化的地球化学机制”、“煤中微量元素的赋存规律及相互作用”、“煤层气储层细--微观特征及其对煤层气非均质性分布的控制”等主题开展了持续的研究,试图揭示煤与其它矿产(气藏)之间的相互关系,为煤的高效洁净利用及煤层气高效开发提供基础理论支撑,形成了煤微观结构-有益元素成矿-煤层气与煤相互作用物理化学机制的学术链。

煤与煤层气精细地质勘探工程:煤矿采煤工作面的布置、工艺选择及煤层气地面抽采井的井网布置及抽采工艺取决于地质因素的探明程度。传统的以钻探为核心的煤与煤层气地质勘探工程对于影响煤矿安全高效开采的地质因素(如落差小于5米的小断层、陷落柱、采空区等)以及煤层气富集高产区勘探精度低而且成本高。本学科基于这一现状,开展了“陷落柱形成机理及分布规律”、“煤矿构造与火区测氡探测技术”、“采空(积水)区综合地球物理探测及数据处理与解译技术”、“构造煤的测井-地震响应及联合探测技术”、“含煤系统岩性的地震响应及探测技术”等方面的研究,形成了针对影响煤炭资源安全高效开采、煤层气富集高产区以及煤层气地面抽采的地质因素的多维度、多手段联合探测技术,取得了显著的经济与社会效益。

黄土-煤矿区地质环境演化机理与防控:由于大规模的煤炭资源开采,采空区面积占山西全省国土面积的5%以上,由此而引发了大范围的地下水与生态破坏以及地表沉陷、滑坡、泥石流等地质灾害,导致生态环境日益恶化,经济可持续发展及人民生命财产受到极大危害。本学科基于这一现状,开展了“煤矿区地质环境演变过程及地质因素”、“黄土-采空区复合型地质灾害形成机理及防治”、“采煤沉陷区治理技术与工程”等方面的研究,形成了具有明显地域特色的黄土-煤矿区地质环境与地质灾害演变规律及防治工程学科方向,取得了显著的社会效益,为《山西省深化采煤沉陷区治理规划(2014-2017年)》(晋政办发〔201522)的出台提供了大量的基础数据和政策建议。

测绘科学与技术研究方向:

地球空间信息集成理论和技术:本方向建立了多源多尺度空间目标综合计算理论和方法,成果已应用到数字矿山集成多尺度空间数据库建设;提出了在矿山范围内建立一个统一的矿山空间信息模型;构建具有企业级GIS服务的数字矿山集成空间信息服务平台;构建了具有国际领先水平的矿山地表沉降、边坡和土场稳定性和建筑物形变监测地学传感网系统。主要成果已在多个大型矿山推广应用,丰富了数字矿山理论和应用成果,在国际国内具有较好的学术声誉和影响力。

现代测绘技术和测量数据处理:在现代测绘技术和方法、现代测量数据处理理论与方法、空间数据挖掘和数据分析、测量综合数据处理软件系统等领域形成了重要优势和特色,开发了煤矿数字成图与管理系统和测量控制网精细解算的软件系统,并于2007年获山西省科技进步二等奖。

遥感技术与应用:遥感影像数据已成为地理信息服务的重要数据源,通过影像解译算法可提取对国民经济各领域具有重要意义的空间信息和专业信息,遥感信息服务平台是实现遥感信息服务的重要技术手段,多年来本学科在遥感影像数据处理和应用、合成孔径雷达用于形变监测的应用、GIS和遥感应用集成服务系统等领域形成研究特色。

矿区地面沉陷与生态恢复:矿山开采沉陷预计和地理国情监测在矿区沉陷监测等方面具有重要影响,并在开采沉陷机理和地表移动规律研究、开采沉陷监测与数据处理、采动损害与沉陷治理、矿区土地复垦等方向取得了一系列研究成果。在土地利用动态监测、生态环境演变、地质灾害高精度动态监测、地形地貌单元划分等方面的研究取得了成果,并已服务于地方经济建设。



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