1.招標條件

本招標項目名稱為：包頭能源萬利礦區(qū)多煤層工作面疊加開采應力場空間分布演化規(guī)律及接續(xù)采掘工作面優(yōu)化研究服務公開招標，本項目已具備招標條件，現(xiàn)對該項目進行國內資格后審公開招標。

2.項目概況與招標范圍

2.1 項目概況、招標范圍及標段（包）劃分：2.1.1項目概況

我國煤層群賦存和開采所占比重較大，大多煤田、礦區(qū)都存在多煤層工作面疊加開采及采掘工作面接續(xù)布置優(yōu)化等問題，如萬利礦區(qū)、大同礦區(qū)、西山礦區(qū)、新汶礦區(qū)、平頂山礦區(qū)、淮南礦區(qū)、晉城礦區(qū)、寧武礦區(qū)等都存在此類問題。隨著煤礦開采強度的不斷增加，特別是近年來快速發(fā)展的安全高效技術，已經(jīng)使大部分礦區(qū)開采條件好的煤層在較短的服務年限內全部安全高效采出，隨著礦井開采向深部、構造復雜區(qū)域延伸，促使多煤層開采而帶來的一系列問題（如應力場的空間演化、采掘工作面快速接續(xù)與分區(qū)合理布置、應力疊加底鼓、經(jīng)濟支護等問題）迅速進入人們的視野，并引起高度關注與重視。顯然，要保持這些礦區(qū)安全高產高效和可持續(xù)綠色發(fā)展就必須解決多煤層開采面臨的一系列問題。對于多煤層開采而言，當上部煤層已經(jīng)開采完畢，下部煤層開采前頂板的完整程度己受上部煤層開采損傷影響，且上部煤層開采后殘留的區(qū)段煤柱在底板形成的集中應力，導致下部煤層開采區(qū)域的頂?shù)装褰Y構和應力環(huán)境發(fā)生變化，從而使下部煤層開采與單一煤層開采相比出現(xiàn)了許多新的礦山壓力現(xiàn)象，如礦壓顯現(xiàn)劇烈，易出現(xiàn)動載礦壓顯現(xiàn)及“壓架”事故、巷道維護成本高而效果不理想、部分順槽應力集中底鼓難以控制等問題。因此，多煤層開采的礦山壓力顯現(xiàn)特征、頂?shù)装蹇刂萍夹g等與普通單一煤層開采相比均具有特殊性，且有必要進行提前預測，決定采掘部署?，F(xiàn)有的煤層開采理論和技術不完全適用于多煤層開采。在煤礦生產過程中，多層采空區(qū)域的應力分布及傳遞規(guī)律不清，使得下部煤層開采面臨更加嚴峻的礦壓控制難題。

包頭能源有限責任公司李家壕煤礦（以下簡稱“李家壕煤礦”）位于內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)東南，采礦權面積67.5453km2，井田可采儲量531.73Mt，設計生產力6.00Mt/a。現(xiàn)階段李家壕煤礦進入5-1煤開采，上方2-2煤及3-1煤已開采完畢，上部煤層開采后遺留大量煤柱，且殘留煤柱交錯分布，導致整個多煤層開采空間應力場較為復雜。部分遺留煤柱應力相互疊加，在底板方向應力傳遞范圍較大，對于5-1煤回采，初始應力場較為復雜，如不合理優(yōu)化采掘布置并提前采取相應的方案，在回采期間容易引發(fā)明顯的礦壓顯現(xiàn)問題及安全事故等問題，不利于礦井安全高效生產，現(xiàn)階段5-1煤開采表明，部分巷道出現(xiàn)底鼓問題，反復起底，影響采掘接續(xù)。在獲取多煤層多工作面疊加開采應力場空間分布規(guī)律后，進一步獲取隨5-1煤工作面回采的應力演化規(guī)律，能夠指導5-1煤采掘布置，優(yōu)化現(xiàn)有的支護設計，并提前對高礦壓顯現(xiàn)區(qū)域進行預防及處理。因此本項目以李家壕煤礦5-1煤的開采區(qū)域為研究背景，全面系統(tǒng)的分析現(xiàn)階段整個井田范圍的應力環(huán)境，并對5-1煤采掘部署進行優(yōu)化，具有重要的現(xiàn)實意義。

2.1.2主要研究內容及預期目標：

2.1.2.1 研究內容

本項目為保證萬利礦區(qū)5-1煤安全經(jīng)濟高效開采，以李家壕煤礦5-1煤為工程背景，針對李家壕煤礦當前2-2煤及3-1煤已開采完畢及5-1煤開采的實際情況，基于多煤層開采存在的一系列問題，通過理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測、相似模擬、室內實驗等多種研究方法與手段，對萬利礦區(qū)多煤層工作面疊加開采應力場空間分布演化規(guī)律及接續(xù)采掘工作面優(yōu)化進行系統(tǒng)研究，揭示多煤層工作面疊加開采應力場空間分布規(guī)律，指導5-1煤采掘布置，優(yōu)化現(xiàn)有的支護設計，并提前對高礦壓顯現(xiàn)區(qū)域進行預防及處理，對已發(fā)生礦壓顯現(xiàn)導致變形嚴重的巷道提出治理措施，實現(xiàn)萬利礦區(qū)5-1煤安全高效開采，特制定以下主要研究內容。

（1）現(xiàn)階段礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)、觀測報告的收集及綜合分析

收集梳理現(xiàn)階段李家壕煤礦多年來科研及現(xiàn)場記錄得到的礦壓觀測報告，包括工作面、巷道礦壓監(jiān)測設備采集的數(shù)據(jù)、相關礦壓研究報告、地應力測試報告等。對現(xiàn)有獲取的礦壓規(guī)律進行分析總結，給出萬利礦區(qū)煤層賦存條件的一般礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及典型特征。

① 匯總李家壕煤礦近年來針對礦壓研究的基礎性參數(shù)測試報告，如煤巖物理力學參數(shù)測試報告，地應力測試報告、巷道圍巖變形監(jiān)測報告等，進行統(tǒng)計分析歸納梳理，給出符合一般性規(guī)律的巖石物理力學參數(shù)，總結地應力分布規(guī)律、明確巷道圍巖破壞類型。

② 全面梳理近年來李家壕煤礦礦壓規(guī)律研究報告，獲取工作面不同開采階段，初采、正?；夭?、末采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，總結李家壕煤礦礦壓顯現(xiàn)特征，并結合萬利礦區(qū)薄基巖層隨采隨冒及豎向裂隙發(fā)育的地質條件，總結礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，評價 5-1煤當前工作面及巷道布置的合理性。

（2）多煤層多工作面地應力及圍巖環(huán)境現(xiàn)場實測

分析總結與開展未受采動影響區(qū)5-1煤的地應力測試，明確礦井應力場特征和巖體應力分布規(guī)律，劃分高應力區(qū)、構造應力區(qū)、應力解放區(qū)，實測分析煤巖地質力學參數(shù)和圍巖結構特征，劃分圍巖類別；分析不同應力區(qū)對采掘工作面布置、礦壓顯現(xiàn)和礦井動力災害的影響，提出工作面開采與災害防治的分級、分區(qū)防治方案，為煤礦生產安全提供保障。

① 開展未受采動影響區(qū)5-1煤的地應力測試，明確礦井應力場分布特征，劃分礦井高應力區(qū)、應力解放區(qū)、構造應力區(qū)。分別在已開采的各煤層，選取代表性的位置，開展地應力測試，獲取未受采動影響前李家壕煤礦煤層初始地應力分布狀態(tài)，為后期數(shù)值模擬中初始地應力場的生成提供依據(jù)。

② 基于實測的結果，給出李家壕煤礦應力場分布特征，并依據(jù)測試數(shù)據(jù)不同應力進行區(qū)劃，給出不同區(qū)域的應力分級特征，為開展巷道及工作面布置合理性評價提供基礎數(shù)據(jù)。

③ 基于地應力的區(qū)域劃分，對采掘布置合理性進行初步評價，針對礦壓規(guī)律總結分析中給出的李家壕煤礦可能發(fā)生的異常礦壓顯現(xiàn)問題，提出分級分區(qū)的控制方案。

（3）多煤層多工作面疊加開采應力場空間分布規(guī)律

給出煤礦采區(qū)三維應力重分布模擬方法，全面反映現(xiàn)階段開采的工作面及主要巷道分布情況，通過精細模型的構建，給出當前疊加工作面分布情況下5-1煤層開采區(qū)域的應力分布情況，評價5-1煤當前工作面及巷道布置位置的合理性。

①多煤層多工作面疊加開采數(shù)值模擬研究。基于現(xiàn)階段多煤層已采面空間分布關系，建立數(shù)值計算模型，并模擬已開采工作面的歷史開采過程，給出不同工作面在采動過程中對整個采場空間應力重分布的影響作用，最終得到2-2煤層及3-1煤層開采后，形成的遺留煤柱及采空區(qū)對5-1煤層初始應力場的影響作用，給出5-1煤層應力重分布規(guī)律。

②多煤層多工作面疊加開采相似材料模擬研究。選取典型的開采工作面，開展相似材料模擬實驗研究，重點對于疊加煤柱及錯位煤柱在工作面底板中應力的重分布規(guī)律進行研究，明確上覆工作面的遺留煤柱或疊加煤柱的應力傳遞過程。

③多煤層多工作面疊加開采應力分布理論計算研究。基于理論計算方法，給出單一煤柱及不同類型疊加煤柱集中應力在底板重分布的理論計算模型，并對模型進行簡化，便于現(xiàn)場工程技術人員使用。同時采用理論計算結果、相似材料模擬實驗及數(shù)值計算結果進行對比，確定該理論計算模型的可行性。

（4）多煤層多工作面疊加開采應力場空間演化規(guī)律及采掘優(yōu)化設計

基于建立的模型，進一步對5-1煤工作面開采進行模擬分析，給出疊加開采采場應力演化規(guī)律，分析巷道及工作面受力，并對5-1煤層巷道圍巖進行分級分類，優(yōu)化5-1煤層巷道支護參數(shù)，形成支護手冊，對已出現(xiàn)的5-1煤層工作面礦壓顯現(xiàn)及巷道變形問題提出治理方案。

① 5-1煤層現(xiàn)階段采掘布置應力演化規(guī)律研究。采用數(shù)值模擬，在上述數(shù)值模擬計算結果的基礎上，進一步按照當前采掘設計分步開挖5-1煤層工作面，給出5-1煤層工作面開采過程中超前支承壓力演化規(guī)律，對5-1煤層工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進行預測分析。

② 5-1煤層采掘布置合理性評價。對獲取的5-1煤層工作面推進過程中礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進行評價，給出不同的采掘布置方案，分別模擬并評述礦壓顯現(xiàn)特征，進行對比分析，最終優(yōu)選出適合的采掘布置方案。

③ 5-1煤工作面巷道經(jīng)濟支護方案優(yōu)化及大變形巷道治理。依據(jù)巷道圍巖載荷分布模擬結果，開展定向卸壓與錨網(wǎng)索支護參數(shù)設計，通過數(shù)值模擬給出不同間排距、錨桿錨索材料參數(shù)條件下的巷道圍巖變形量及塑性區(qū)分布特征，綜合對比給出巷道支護最優(yōu)方案。對已發(fā)生變形的5-1煤巷道提出圍巖控制方案，分析5-1煤巷道部分區(qū)段圍巖大變形機理，特別是對底鼓問題開展研究，明確底鼓類型，找出影響底鼓主控因素，并給出底鼓預防措施及治理方案，實現(xiàn)底鼓的高效經(jīng)濟控制。

（5）工程應用

選取代表點開展現(xiàn)場圍巖應力實測，驗證大模型計算得到的空間應力場的正確性，同時開展工作面礦壓及巷道圍巖變形觀測，確定優(yōu)化后采掘布置及支護方案的可行性。

2.1.2.2 預期目標

根據(jù)李家壕煤礦的資源條件、開發(fā)現(xiàn)狀、生產技術等條件，開展萬利礦區(qū)多煤層工作面疊加開采應力場空間分布演化規(guī)律及接續(xù)采掘工作面優(yōu)化研究，主要預期目標如下：

（1）給出李家壕煤礦多煤層空間應力分布規(guī)律，包括遺留煤柱集中應力對5-1煤層開采的影響。總結萬利礦區(qū)多煤層工作面疊加開采一般性礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，建立基于李家壕煤礦地質條件的煤柱影響范圍理論計算公式，提交萬利礦區(qū)地質條件特征礦壓分析總結報告。

（2）進行5-1煤巖地質力學參數(shù)測試與分析，開展未受采動影響區(qū)地應力測試，揭示多煤層工作面疊加開采采場空間應力演化規(guī)律，預測5-1煤層開采過程中應力演化過程，對當前采掘布置做出評價并提出優(yōu)化布置方案，提出“小煤柱”開采設計方案。

（3）給出5-1煤層巷道經(jīng)濟支護方法，建立5-1煤層巷道經(jīng)濟支護體系，基于應力場分布規(guī)律優(yōu)化支護設計，提交不同應力區(qū)巷道支護方案，形成支護手冊。

（4）針對現(xiàn)有5-1煤層開采過程中已發(fā)生的巷道圍巖大變形及工作面礦壓顯現(xiàn)問題，提出治理措施并進行效果驗證。

（5）提交“李家壕煤礦多煤層多工作面疊加開采應力場空間分布演化規(guī)律及接續(xù)采掘工作面優(yōu)化”報告。

（6）發(fā)表中文核心論文4篇，申報發(fā)明專利4項，申報中國煤炭工業(yè)協(xié)會等省部級科技獎勵1項。

2.1.3項目總工期、項目地點：

項目研究時間24個月，自技術開發(fā)合同生效之日起計算。

項目地點： 包頭能源萬利礦區(qū)。

2.2 其他：/

2.3 主要研究內容及預期目標：見第一章

2.4 項目總工期：見第一章

3.投標人資格要求

3.1 資質條件和業(yè)績要求：

【1】資質要求：（1）投標人須為依法注冊的獨立法人或其他組織，須提供有效的證明文件。

【2】財務要求：/

【3】業(yè)績要求：2019年12月至投標截止日(以合同簽訂時間為準)，投標人須至少具有多煤層開采研究或巷道支護研究合同業(yè)績1份。投標人須提供能證明本次招標業(yè)績要求的合同掃描件（或計劃任務書）和每份業(yè)績對應的任意一張增值稅發(fā)票（若提供計劃任務書可不提供發(fā)票掃描件），合同掃描件須至少包含：合同買賣雙方蓋章頁、合同簽訂時間和業(yè)績要求中的關鍵信息頁；增值稅發(fā)票的發(fā)票代碼、發(fā)票號碼、開票日期、不含稅金額須清晰可查。

【4】信譽要求：/

【5】項目負責人的資格要求：/

【6】其他主要人員要求：/

【7】科研設施及裝備要求：/

【8】其他要求：/

3.2 本項目不接受聯(lián)合體投標。

4.招標文件的獲取

 招標文件開始購買時間2024-12-03 14:00:00，招標文件購買截止時間2024-12-09 16:00:00。

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