日前，韓城礦業公司與中國礦業大學課題組，經過一年半時間研究的「全礦井應力場數字孿生同化反演技術」，在韓城礦業桑樹坪礦取得突破，並成功繪製了國內首張全礦井「地應力-瓦斯」綜合等值線圖。

據課題組負責人介紹，地應力、瓦斯和煤體強度是激發煤與瓦斯突出（以下簡稱「突出」）的最主要因素，地應力探測難度大、探測效率低，繪製全礦井大尺度應力場分佈圖更是世界性的難題。目前，國內外的防突參數主要基於瓦斯和煤體力學參數，存在很大缺陷。該技術通過和礦井瓦斯地質圖的有機融合，實現了地應力、瓦斯地質信息在一張圖上的充分體現，為煤與瓦斯突出礦井防突設計，規避採掘擾動應力集中，從整體上降低礦井突出風險等提供了重要依據。

2021年上半年，韓城礦業公司與中國礦業大學楊威教授課題組，攜手組建礦井地應力場分佈規律科研攻堅小組，針對桑樹坪礦作為典型的地應力主導型突出礦井實際情況，開展了「韓城礦區全時空採掘應力場同化反演技術研究」，建成了桑樹坪礦全礦井等比例數字孿生模型，最終成功繪製了首張全礦井「地應力-瓦斯」綜合等值線圖，填補了全礦井大尺度採掘應力場研究的空白。

據韓城礦業公司通風副總師介紹：「為了繪製全礦井『地應力-瓦斯』綜合等值線圖，課題組在國內首次提出了建立全礦井大尺度等比例數字孿生模型的新思路，準確還原了礦井煤層、岩層、地表、地質構造等的分佈特徵。同時，結合礦井採掘接替平面圖，在數字孿生模型中再現了礦井從建井開始，至今後數年內的採掘接替過程，獲取了礦井歷史上及今後的應力演化過程。通過井下原岩地應力、採掘擾動應力實測及地表岩層移動數據觀測，驗證了礦井應力場數字孿生結果的準確性。」

值得一提的是，課題組還以桑樹坪礦歷次突出地點分佈規律及突出點三向地應力演化規律為基礎，闡明了擾動地應力與突出風險的耦合規律，提出了將採掘工作面沿最大主應力方向佈置降低突出風險的新方法。同時，結合桑樹坪礦突出地點三向擾動應力演化過程，進一步闡明了多采面聯合開採對地應力的擾動規律，為礦井防突設計提供了更多的維度信息。（王建利 陳鳳鳴）