2021年河南省科技进步二等奖:水体下厚煤层开采致灾机制与源头防控关键技术及应用
供稿: 白二虎 | 时间: 2022-05-05 | 次数: |
该项目以我国厚煤层矿区水体下安全开采为研究目标,突破了水体下厚煤层安全开采技术瓶颈,揭示了水体下高强度开采“覆岩破坏-影响机制-地表响应”链式驱动机理,创新提出了水体下厚煤层安全开采的源头防控关键技术体系,实现了煤炭绿色开发与水域生态保护及高质量发展。主要创新成果如下:
(1)首次科学界定了“覆岩破坏充分采动程度”的定义,提出了覆岩采动程度的判别方法,厘清了覆岩采动程度与工作面尺寸、地表下沉系数的关系,准确判定了高强度开采覆岩破坏模式。
(2)阐明了高强度开采覆岩破坏传导过程,揭示了覆岩含水层采动影响机制,提出了基于覆岩破坏传递理论与量纲分析的导水裂缝带高度预测方法。
(3)明晰了厚煤层开采地表及库底变形破坏演化规律,构建了从煤层开采到地表破坏“三位一体”结构模型,揭示了高强度开采地表裂缝形成机理,建立了不同类型采动地裂缝预测模型。
(4)研发了水体下厚煤层开采“覆岩破坏-影响机制-地表响应-源头防控”一体化技术体系,突破了水体下厚煤层安全开采负外部影响的技术瓶颈,实现了煤矿安全生产和水资源主动保护。
已获知识产权20项(发明8项,实用新型9项,软件著作权3项),发表论文53篇(SCI/EI检索32篇),培养博士4人,硕士12人。研究成果在郑煤、焦煤、神火等集团得到了推广应用,近三年实现利润10.1亿元,应用前景广阔。