第一章 公开招标

1.招标条件

本招标项目名称为：神东煤炭神东矿区规模化开采含水层保护和水土保持关键技术研究与应用公开招标，项目招标编号为：CEZB240211513，招标人为中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，项目单位为：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，资金来源为自筹。招标代理机构为国家能源集团国际工程咨询有限公司。本项目已具备招标条件，现对该项目进行国内资格后审公开招标。

2.项目概况与招标范围

2.1 项目概况、招标范围及标段（包）划分：2.1.1 项目概况、招标范围及标段（包）划分

（1）项目概况

煤炭开采引起的覆岩运动及裂隙发育是导致地下水流失和生态破坏的主要原因，长期规模化采煤造成地层结构破坏严重，导致裂隙发育、水土流失，尤其是对浅层具有生态供水意义的萨拉乌苏组含水层影响突出，这直接引发地表植被生境受损、生态系统退化，导致水土资源和土地生产力破坏与损失，从而影响生态环境。神东矿区现有地下水库保水技术虽有效解决了矿区用水和保水难题，但这种转移储存水资源的方式尚难实现含水层的生态功能恢复，对地表土壤-植被系统也难以发挥生态补给作用。

因此，有必要研究规模化开采对含水层破坏的影响机制，研究含水层状态、生态水位与土壤含水量及生态的影响关系，研发含水层保护与水土保持综合技术，形成地下含水层与地表生态一体化减损与修复的理论及技术体系，从而为探索大型煤炭基地水土保持高质量发展模式、构筑黄河流域能源走廊绿色生态屏障、助推流域生态保护和高质量发展提供支撑。

（2）招标范围

研究内容

1）煤矿区水土保持综合一体化监测设备研制与可视化平台研发

针对矿区地形地貌复杂、水土流失作用因子多样、一体化监测设备及管理平台缺乏的难题，须研制水土保持水土气植要素的一体化综合监测设备，构建煤矿区水土保持基础数据库及综合管理与可视化平台。

①水土保持基础数据库：包括对基础要素的分类、数据加工、数据存储、数据更新等，为神东矿区规模化开采含水层保护和水土保持提供基础数据库。

②水土保持综合要素一体化监测设备：集成多功能气象参数监测传感器、地表径流等传感器，研制矿区水土保持综合要素一体化的同时空高效监测设备，实现矿区复杂环境下水、土、气、植等水土保持关键要素的几何和物理信息的高效采集、传输与存储。

③水土保持综合管理与可视化平台：研究多源异构数据的组织、高性能存储和可视化技术，实现数据的共享管理和快速浏览。

2）规模化开采覆岩裂隙量化表征与致损机制

针对神东矿区浅埋规模化开采覆岩-地表裂隙发育及其引起的岩、土、水、植损伤问题，采用现场实测、相似模拟和数值模拟等手段获得覆岩-地表裂隙演化与地层运移的联动规律，形成浅埋规模化开采诱发岩-土-水-植损伤的预测模型。

①覆岩裂隙量化表征与全过程推演：研究不同开采工艺参数、不同煤层赋存与地形特征下，煤炭开采覆岩裂隙场发育演化规律，量化表征覆岩裂隙场。基于岩土体物理力学性质与自修复特征，揭示岩土体损伤触发机理，实现覆岩运移与裂隙演化的全过程推演。

②地表裂缝发育规律与预测模型：揭示西部矿区规模化开采引起的地表裂缝几何尺寸、分布特征和时空演化规律。研究采动裂缝显现与工作面开采参数及采深等基本地质条件之间的关系。研究地形起伏对地表裂缝特征的影响规律，建立地表采动裂缝带发育预测模型。

③损伤覆岩-地表跨界面传导机理：研究煤炭开采近场覆岩分层破断、远场围岩弯曲变形过程中的采场围岩能量释放规律，揭示开采扰动应力对覆岩损伤传导的驱动机制。研究煤层开采释放能量在非均质岩土层中的传导耗散特征，构建采动损伤传导能量耗散模型。

3）规模化开采对地下-近地表水影响规律与评价方法

针对神东矿区规模化开采含水层和近地表水（土壤水和地表水）响应，全面摸清神东矿区水文、地质、地貌、气候、开采活动、水土流失与生态环境等基础信息，分析含水层损伤和自修复规律、近地表水土流失规律，建立大气降水、地表水、土壤水、地下水转化关系，形成神东沟壑区煤炭开采水土流失评价方法。

①地下-近地表水影响因素与权重分析：开展矿区高精度水土参数高频次监测，研究含水层、近地表水与地表变形、裂缝、地形因子、气象条件、土壤条件等的协同演化规律，分析煤炭开采对地下-近地表水的影响规律与主要影响因素并量化影响权重。

②覆岩含水层损伤与自修复机理：研究不同开采扰动下裂隙岩土体的水岩耦合效应和导水渗流特征，揭示规模化开采含水层物理、力学、化学自修复机理。建立覆岩地质条件、开采工艺、开采参数与覆岩含水层损伤及其自修复能力之间的关系，揭示规模化开采含水层失水响应机制。

③开采扰动下四水转化规律：分析不同开采条件下含水层状态、近地表水、植被参数变化规律，依次建立含水层状态、生态水位与地表土壤含水量以及植被参数的定量关系模型。研究近地表土壤水分流失规律，揭示神东典型风积沙及黄土区域大气降水、地表水、土壤水、地下水转化机理。

④近地表水土影响评价方法：借助多模态信息融合技术评价不同作用因子的独立与组合影响程度，重点评价规模化煤炭开采活动对近地表水土影响的时空分布特征，形成神东沟壑区规模化开采下的水土影响评价方法。

4）浅埋规模化开采含水层保护与地表水土保持技术

针对浅埋规模化开采含水层保护与地表水保持等问题，基于覆岩裂隙发育规律和损伤传导模型，水土流失影响规律与评价方法，开发含水层源头保护-过程控制-末端修复技术模式，靶向注浆与定点致裂技术的拱壳结构控制技术和水土流失治理措施。

①源头减损与分区分时控损技术：构建基于覆岩地质条件、开采工艺、开采参数与覆岩-含水层-地表采动损伤场的量化关系，进行源头开采工艺布局优化，并配合采动隔水层裂隙封堵、垮落带和离层裂隙带注浆等覆岩分区分时控损技术，实现含水层的原位保护。

②基于覆岩裂隙集中释放-区域治理的含水层修复技术：研究基于覆岩注浆充填的含水层动态保护技术和基于导水裂隙物理、力学、化学封堵的含水层修复技术，实现覆岩结构裂隙场、大变形区域控制和集中释放，进而采用注浆、封堵等技术手段对损伤集中释放区开展定点治理，最终实现覆岩整体减损和含水层保护。

③浅埋规模化开采水土流失治理技术：结合矿山开采新技术的优化，探究工程治理措施、水土保持林草措施、保土耕作措施一体的新型综合治理方法，贯穿于矿山开采与修复全过程，实现矿区浅埋规模化开采含水层保护与地表水土流失治理工作。

5）神东矿区采动含水层保护和水土保持技术应用与示范

遵循神东煤炭浅埋规模化开采损伤的基本机理与规律，集成矿区水土保持综合要素一体化监测设备、开采裂隙场致损机理、近地表水土影响规律，规模化开采水土流失机理等理论和技术，开展采动损伤与含水层失水评价试验、采动地表水土流失评价试验、典型矿井规模化开采隔水层修复与含水层保护工程试验、水土保持综合防治工程试验，形成关键技术成果示范，在神东矿区开展含水层保护和50亩水土流失治理示范区建设，并持续进行含水层保护与水土保持技术应用效果监测与评价，为神东矿区煤炭资源科学开发和高质量可持续发展提供科技支撑。

研究目标

1）研制煤矿区水土保持综合要素一体化监测设备和信息管理可视化平台，实现矿区水土保持环境的同时空高精度综合监测与展示；

2）创建规模化沟壑开采区生态型减损开采与系统修复水土保持技术体系；

3）编制神东风积沙及黄土两类土体条件下水土流失现状调查报告；

4）创建浅埋规模化开采损伤传导理论；

5）创建神东沟壑区规模化开采含水层保护与水土保持理论；

6）研发神东沟壑区规模化开采含水层原位保护与水土保持技术；

7）提出神东沟壑区煤炭开采水土影响评价方法；

8）开展含水层保护示范，建设水土保持示范区50亩；

9）授权发明专利12件，发表核心期刊论文12篇。

提交成果

1）提交项目研究报告10份；

2）提交煤矿区水土保持综合要素一体化监测设备1套；

3）提交煤矿区水土保持基础信息库及管理可视化平台1套；

表 水土保持综合要素一体化监测设备清单表