本招標(biāo)項目名稱為：包頭能源李家壕煤礦采場圍巖變形全周期BOTDR監(jiān)測技術(shù)研究服務(wù)公開招標(biāo)， 本項目已具備招標(biāo)條件，現(xiàn)對該項目進(jìn)行國內(nèi)資格后審公開招標(biāo)。

2.項目概況與招標(biāo)范圍

    2.1 項目概況、招標(biāo)范圍及標(biāo)段（包）劃分：本項目共一個標(biāo)段。

 包頭能源有限責(zé)任公司李家壕煤礦（以下簡稱“李家壕煤礦”）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)東南， 采礦權(quán)面積67.5453km2，井田可采儲量531.73Mt，設(shè)計生產(chǎn)能力6.00Mt/a。根據(jù)鄂爾多斯市東勝區(qū)人民政府辦公室［2012］13號文，要求保留繞城公路以南、世紀(jì)大道以北的城市建設(shè)用地，同時保留世紀(jì)大道及南側(cè)電力走廊的用地。東勝城區(qū)規(guī)劃用地壓覆造成李家壕井田的可采面積及儲量大幅減少，可采面積為21.13km2，減小了68.7%，地質(zhì)資源量504.40Mt，減少了67.4%。

對于礦山安全開采的研究，現(xiàn)有的方法技術(shù)難以準(zhǔn)確、實時獲取煤層開采過程中上覆巖土體的變形和多場作用對井下巷道局部變形及地面沉陷的影響。因此，亟需突破煤層采動過程中地下變形場、溫度場海量時空連續(xù)信息感知的技術(shù)瓶頸，開展從覆巖變形破壞到地表沉陷發(fā)生發(fā)展演化全過程監(jiān)控研究，在此基礎(chǔ)上建立一套涵蓋感知-傳輸-處理-預(yù)警-決策的煤層采動一體化安全保障體系，以實現(xiàn)煤層開采災(zāi)害風(fēng)險的精準(zhǔn)評估和地表沉陷潛力的預(yù)測評價國土空間規(guī)劃方案。

研究內(nèi)容

（1）采場覆巖變形和三帶高度監(jiān)測

1) 以BOTDR光纖應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)，通過精準(zhǔn)定位（溫度刺激）、應(yīng)變測量范圍（漂移量）及溫度測量等一系列試驗，對幾種常用的礦用光纜性能進(jìn)行對比試驗研究，分析光纖護(hù)套效應(yīng)對監(jiān)測結(jié)果的影響，以解決使用BOTDR技術(shù)進(jìn)行采場覆巖變形和三帶高度監(jiān)測的光纜選型的問題。

2) 以BOTDR光纖監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)探究巖體與光纖之間的耦合性，從理論與試驗兩個方面進(jìn)行研究。通過巖層變形光纖響應(yīng)特性的力學(xué)分析，提出光纖-巖體的耦合性判據(jù)。之后建立巖層變形光纖監(jiān)測模型。通過水平埋設(shè)在物理相似模型內(nèi)部的傳感光纖，監(jiān)測不同開挖狀態(tài)下關(guān)鍵層的結(jié)構(gòu)性變形，并借助數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)對關(guān)鍵層進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)測，綜合分析覆巖變形特征及演化規(guī)律，并將2者監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比分析。通過光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)反演，獲得采動覆巖的變形范圍及特征，從而反映出光纖沿線巖層移動變形的位置，分析光纖-巖體之間力學(xué)響應(yīng)的變化規(guī)律。

3) 通過室內(nèi)采動覆巖物理模型試驗，研究冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶的變形過程與演化特征，構(gòu)采動覆巖“三帶”分布及其演化的動態(tài)模型，利用模型內(nèi)部橫向光纖應(yīng)變數(shù)據(jù)的突變點表征巖層冒落帶的位置，基于應(yīng)變數(shù)據(jù)的凸臺橫向長度表征“三帶”分布范圍。同時，聯(lián)合縱橫向光纖數(shù)據(jù)分析“三帶”在采動作用下的時空演化特征，以及巖層垮落破壞高度和強(qiáng)度。分析光纖頻移值和巖層工作面來壓及覆巖結(jié)構(gòu)演化的對應(yīng)關(guān)系，探究基于光纖頻移值的三帶發(fā)育、演化范圍的表征方法。通過光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)反演，分析采動覆巖的變形范圍及特征，探究光纖沿線巖層移動變形的位置及程度。

（2）底板變形和水害潛在風(fēng)險監(jiān)測

1) 為探究埋入式光纖與底板的耦合性能和傳遞規(guī)律，分別從理論與試驗兩個方面進(jìn)行研究。首先分析光纖、中間體和基體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析模型，進(jìn)行光纖應(yīng)變傳遞機(jī)制理論分析，計算光纖應(yīng)變傳遞效率，并與數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行對比，探究力學(xué)計算模型的準(zhǔn)確性。之后進(jìn)行室內(nèi)相似模型加載實驗，以位移控制的方式對模型中部位進(jìn)行單點多級加載，使用BOTDR技術(shù)對光纖進(jìn)行監(jiān)測。從試驗結(jié)果和感測光纖特性兩方面探究感測光纖、中間體、巖體的耦合性及三者之間的應(yīng)變傳遞規(guī)律。

2) 采用分布式光纖傳感技術(shù)中的BOTDR，通過施工煤層底板鉆孔并將傳感光纖植入到鉆孔中，注漿封孔后對回采工作面底板巖體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，分析底板破壞規(guī)律并確定底板采動破壞帶的深度，并對潛在水害進(jìn)行預(yù)測。

（3）巷道大面積沉降變形監(jiān)測和智能預(yù)警

1) 為實現(xiàn)精確、實時監(jiān)測巷道沉降變化，對光纖的傳統(tǒng)布設(shè)方式進(jìn)行改進(jìn)。沿巷道縱向鉛垂平面的重要節(jié)點將光纖進(jìn)行鋸齒狀布設(shè)（光纖形狀如鋸齒），布設(shè)方式由直線式改變?yōu)殇忼X狀布設(shè)，并構(gòu)建相應(yīng)的鋸齒狀計算模型，給出具體的布設(shè)參數(shù)，獲得了基于AV6419型號的光纖應(yīng)變測試儀的監(jiān)測精度和量測范圍，提高光纖應(yīng)用于巷道大規(guī)模沉降的測量精度。

2) 構(gòu)建巷道沉降變形物理相似試驗?zāi)Ｐ?/span>，設(shè)計相應(yīng)的光纖系統(tǒng)集成方案，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析巷道頂板沉降變形規(guī)律；并按照實際煤礦的地質(zhì)和生產(chǎn)條件，通過FLAC3D模擬巷道沉降變形情況，驗證BOTDR分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果。

3) 開展基于BOTDR技術(shù)的煤巷頂板沉降變形的現(xiàn)場監(jiān)測試驗。基于光纖應(yīng)變和頂板變形的理論研究，采用將光纖鋸齒狀布設(shè)于順槽頂板的方式，進(jìn)行井下工作面順槽在工作面回采前、后的頂板變形監(jiān)測；引進(jìn)統(tǒng)計分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)構(gòu)建光纖智能感知與預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)集實時感知、可靠傳輸、智能處理、即時預(yù)警和應(yīng)急決策五大功能為一體，并對系統(tǒng)進(jìn)行測試、調(diào)試、試運行、交付。

預(yù)期目標(biāo)

本項目提交研究成果報告，預(yù)期獲得以下研究成果：

（1）構(gòu)建感知采場覆巖運移、底板破壞、巷道頂板沉降的分布式光纖監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，空間分辨率≤1m，監(jiān)測精度±25mm ，光纜布設(shè)巷道監(jiān)測長度≥2km。

（2）基于分布式光纖監(jiān)測技術(shù)，根據(jù)覆巖變形特征及演化規(guī)律，確定覆巖三帶高度、底板變形、巷道頂板沉降規(guī)律和范圍，并出具報告。

（3）申報國家發(fā)明專利4項，發(fā)表中文核心論文4篇。

（4）形成智能監(jiān)測預(yù)警及防控系統(tǒng)，在李家壕煤礦巷道推廣應(yīng)用，形成項目示范效應(yīng)。

（5）完成項目研究成果行業(yè)科技評級或鑒定，完成科技成果登記。

項目總工期：項目研究時間24個月，自技術(shù)開發(fā)合同生效之日起計算。

項目地點： 包頭能源有限責(zé)任公司李家壕煤礦

    2.2 其他：/

    2.3 主要研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)：見第一章

    2.4 項目總工期：見第一章

3.投標(biāo)人資格要求

    3.1 資質(zhì)條件和業(yè)績要求：

    【1】資質(zhì)要求：投標(biāo)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(wù)要求：/

    【3】業(yè)績要求：2019年11月至投標(biāo)截止日內(nèi)（以合同簽訂時間為準(zhǔn)），投標(biāo)人須至少具有煤礦采場圍巖光纖監(jiān)測技術(shù)研究（或技術(shù)服務(wù)）的合同業(yè)績1份。投標(biāo)人須提供能證明本次招標(biāo)業(yè)績要求的合同掃描件（或計劃任務(wù)書）和每份業(yè)績對應(yīng)的任意一張增值稅發(fā)票掃描件（若提供計劃任務(wù)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(guān)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，否則按無效認(rèn)定。

    【4】信譽(yù)要求：/

    【5】項目負(fù)責(zé)人的資格要求：/

    【6】其他主要人員要求：/

    【7】科研設(shè)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(biāo)。 /

4.招標(biāo)文件的獲取

    4.1 招標(biāo)文件開始購買時間2024-12-03 16:00:00，招標(biāo)文件購買截止時間2024-12-09 16:00:00。