项目针对蒙陕地区深部侏罗系矿井大规模矸石、矿井水的处理及高强度开采对生态环境的损伤问题,揭示了蒙陕地区深部侏罗系沉积控水规律,构建了四种沉积控水模式划分方法,提出了一种以“减损-减压-控水”为主要目的的固液两相流高浓度浆体充填技术,其技术本质是以水为载体、以管路为通道、以泵为动力,创新运输方式,灵活充填区域,实现固废零排放,生态低损伤的开采模式。并针对深部典型矿井水文地质条件研究、深部侏罗系煤炭沉积控水规律、侏罗系含水层富水性预测方法、浆体充填所涉及的充填空间分布特征、浆体制备及输送参数确定方法、三位一体浆体充填技术手段与工艺等核心问题进行研究,最终形成一套以安全、高效、绿色的浆体充填技术体系。取得了如下创新性成果:
(1)揭示了蒙陕地区深部侏罗系沉积控水规律,划分了沉积控水模式,提出了基于层次分析-GIS多源信息融合法含水层富水性预测方法。
(2)揭示了浆体充填空间“三维”结构特征,建立了充填空间破碎岩体空隙分布特征模型,提出了浆体充填量的计算方法。
(3)提出了以“减损-减压-控水”为主要目的的固液两相流高浓度浆体充填技术,首次建立了以高位、邻位和低位为技术手段的三位一体、采充并行的浆体充填技术体系。
(4)揭示了矸石浆体充填减损-减压-控水机制,提出了深部侏罗系矿井“生态保水-生产控水”生产模式,实现矿井水-矸石协同处置,零废排放。