学科专业评审组：环境与资源利用组
项目名称：复合地层等厚度水泥土帷幕截流关键技术及应用
提名单位： 陕西省科学技术厅
提名等级：三等奖
提名单位意见： 我国广泛分布第四系-风化岩复合地层，煤矿井筒渗漏涌水问题突出。传统注浆、旋喷桩及地连墙等工法因原理性缺陷，难以形成连续截水帷幕。本项目将TRD工法引入复合地层矿井截水领域，围绕“成墙理论—材料调控—施工控制—效果评价”全环节，取得四项创新成果： （1）揭示了复合地层切削粒料混合模式与四序成墙机理，创建了基于能量耗散的TRD工法切削力学模型，提出了切削比参数体系与“施工参数-混合均匀度-成墙性能”定量传递模型，填补了复合地层等厚度水泥土帷幕设计理论空白；（2）创立了基于“综合水灰比”的复合地层水泥土“水-固-化”多因素耦合性能调控理论与强度、渗透系数预测模型，研发了丙烯酰胺改性粉煤灰聚合增韧浆液材料，破解了地层天然含水率稀释导致室内配比与现场效果偏离的难题；（3）发明了“三阶段-五参数”多目标协同施工控制技术，实现了等厚度无接头复合地层连续墙的精细化动态控制；（4）构建了复合地层“水泥土材料—帷幕墙体—截水系统”三层级检验与截水效果四步评价方法，突破了传统单点取芯判定帷幕质量的局限。成果在骆驼山煤矿示范应用，实现了堵水率达90.51%，井筒周边原渗漏降水漏斗消失。取得了显著的社会、经济和生态效益。 成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术进步奖授奖条件。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖三等奖。
项目简介：
客观评价：
应用情况和效益：
主要知识产权和标准规范等目录：
主要完成人：
  1. 姓名：杨志斌
    排名：1
    行政职务：准旗工程所所长
    技术职称：研究员
    工作单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献：项目总负责人，对科技创新1、3做出创造性贡献。主持项目总体方案设计与组织实施，揭示了复合地层TRD工法四区循环粒料混合模式与四序成墙机理，创建了基于能量耗散的复合地层TRD切削力学模型与总功率方程，提出了切削比参数体系与“施工参数→混合均匀度→成墙性能”定量传递模型；发明了“三阶段-五参数”多目标协同施工控制技术。是发明专利1-1-1（第2发明人）、1-1-2（第3发明人）、1-1-3（第1发明人）、2-2-9（第1发明人），论文2-2-10（第1作者）、2-2-11（第2作者）、2-2-19（第2作者）、2-2-20（第3作者）、2-2-21（唯一作者）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：1.黄玉川井田奥灰水突水机理及防治技术研究，神华国神（神东电力）集团公司科技进步二等奖 2.陕北神南矿区水库旁烧变岩帷幕注浆采煤保水技术研究，中国煤炭工业协会科技进步一等奖 3.大型水体旁火烧区帷幕注浆采煤保水技术研究，中国职业安全健康协会科技进步一等奖 4.陕北煤炭基地多尺度矿井涌水分层动态预测与控制疏水防控，陕西省科技进步三等奖
  2. 姓名：王世东
    排名：2
    行政职务：副总经理
    技术职称：研究员
    工作单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献：项目探查技术负责人，对科技创新1做出创造性贡献。主持复合地层精细地质探查方案设计与实施，主导五步综合探查法应用，完成了“松散层—风化带—基岩”三元复合地层空间展布特征精准查明与地质模型构建，为帷幕结构参数设计与设备选型提供了地质依据。是发明专利1-1-1（第4发明人）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：1. 一种防渗与监测一体化的矿山防渗膜帷幕截水方法，第51届日内瓦国际发明金奖 2. 澄合矿区煤层底板多源异径充水模式与水害分区防控关键技术，2025年度中国煤炭工业协会科学技术二等奖 3. 陕蒙煤炭基地矿井涌水模式与时空防控关键技术，2024年度中国职业安全健康协会科学技术二等奖 4. 特厚煤层开采薄隔水底板岩溶水害防控关键技术，2023年度中国煤炭工业协会科学技术二等奖 5. 陕北神南矿区水库旁火烧区帷幕注浆采煤保水技术研究，2019年度中国煤炭工业协会科技进步一等奖 6. 大型水体旁火烧区帷幕注浆采煤保水技术研究，2019年度中国职业安全健康协会科技进步一等奖
  3. 姓名：袁克阔
    排名：3
    行政职务：所长
    技术职称：副研究员
    工作单位：西京学院
    对本项目技术创造性贡献：项目材料研究负责人，对科技创新2做出创造性贡献。主持完成了等厚度水泥土截水帷幕材料性能试验研究（技术服务合同1-2-3），建立了“水-固-化”多因素耦合性能调控理论框架，研发了浆液稳定性测定方法与装置，确定了复合地层最优配比参数。是发明专利2-2-8（第1发明人），实用新型2-2-12（第2发明人）、2-2-16（第2发明人）、2-2-17（第2发明人）、2-2-18（第2发明人），SCI论文2-2-23（第1作者）、2-2-24（第3作者）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：2026.8，强富水复合地层斜井涌水无接头连续防渗墙帷幕截水关键技术，第十二届国际发明展览会银奖，1/10，证书编号3602484。
  4. 姓名：王海
    排名：4
    行政职务：研发中心主任
    技术职称：研究员
    工作单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献：项目技术负责人，对科技创新2、3做出创造性贡献。主导研发了丙烯酰胺改性粉煤灰聚合增韧浆液材料和高韧性吸水膨胀性复合注浆材料，创立了“水-固-化”多因素耦合性能调控方法；参与研发了“三阶段-五参数”施工控制技术。是发明专利1-1-2（第1发明人）、2-2-6（第2发明人）、2-2-7（第3发明人），论文2-2-10（第3作者）、2-2-11（第4作者）、2-2-19（第3作者）、2-2-22（第3作者）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：1.2026年，国家技术发明二等奖：露天煤矿开采地下水资源保护关键技术及应用，排名第6，证书编号2025-F-303-2-03-R06。 2.2025年，第六届安全科学技术二等奖：隐伏火烧区烧变岩水害防治关键技术及应用，排名第3，证书编号2025SSTPA-2-118-R03。 3.2025年，中国专利优秀奖：用于阻水帷幕的防渗膜垂直叠覆铺设密封装置及方法，排名第2，证书编号ZL202010348779.1。 4.2023年，中国煤炭工业科学技术二等奖：煤矿悬顶采空区长期稳定性评价与控制充填治理技术，排名第8，证书编号2023-251-R08。
  5. 姓名：李文平
    排名：5
    行政职务：副总工程师
    技术职称：工程师
    工作单位：国能 (乌海) 能源有限公司‌
    对本项目技术创造性贡献：项目现场实施与协调骨干，对科技创新1、3做出创造性贡献。作为委托方技术负责人，组织示范工程现场施工与生产协调，参与三步施工法工艺参数现场优化验证；组织井筒涌水量监测、帷幕内外水位观测及堵水率量化评估工作。是发明专利1-1-1（第3发明人），论文2-2-10（第4作者）、2-2-11（第3作者）、2-2-19（第4作者）、2-2-20（第1作者）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：无。
  6. 姓名：张跃宏
    排名：6
    行政职务：无
    技术职称：助理研究员
    工作单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献：项目材料研发骨干，对科技创新2做出创造性贡献。主导研发了无机有机复合注浆止水材料和高韧性吸水膨胀性复合注浆材料，揭示了材料组成与注浆性能之间的内在关联及多因素耦合影响规律；参与了丙烯酰胺改性粉煤灰聚合增韧注浆材料的试验研究与性能优化工作。是发明专利2-2-6（第1发明人）、2-2-7（第1发明人），论文2-2-20（第2作者）、2-2-22（第1作者）的作者。
    曾获国家科技奖励情况：1.2026年，十二届国际发明展览会·“一带一路”暨金砖国家技能发展与技术创新大赛银奖：强富水复合地层斜井涌水无接头连续防渗墙帷幕截水关键技术，排名第7，证书编号3602484。
  7. 姓名：张雁
    排名：7
    行政职务：分院副院长
    技术职称：研究员
    工作单位：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献：项目质量控制负责人，对科技创新1、4做出创造性贡献。参与依托工程整体技术方案审核与质量把控，主导“水泥土材料性能—连续墙体质量—帷幕系统截水效果”三层级综合检验与效果评价方法构建，主持了复合地层精细地质探查与岩石力学参数测试成果的质量评定与审核工作。
    曾获国家科技奖励情况：1. 2022年，中国专利年度奖一等奖：用于阻水帷幕的防渗膜垂直叠覆铺设密封装置及方法，排名第8，证书编号：ZL20220010； 2. 2022年，集团公司科技成果奖二等奖：草原湿地区露天煤矿帷幕截水关键技术研究与应用，排名第4，证书编号CG-2022-202-R04； 3. 2023年，中国煤炭工业科学技术奖三等奖：露天煤矿帷幕截水关键技术，排名第6，证书编号：2023-3135-R06； 4. 2026年，第十二届国际发明展览会金奖，矿山高效截水帷幕关键成套技术及工程应用，排名第4，证书编号：3601302。
主要完成单位及创新推广贡献：
  1. 单位名称：中煤科工西安研究院(集团)有限公司
    单位贡献：本项目的主要完成单位，主要贡献为： （1）负责项目总体技术方案的制定，负责项目的组织实施； （2）提出了复合地层无接头连续防渗墙帷幕技术设想和主体路线，研究创建了复合地层无接头连续防渗墙帷幕设计理论，贡献创新点1； （3）开发了TRD多目标协同施工控制技术，确定先行挖掘速度、回撤搅拌速度、成墙搅拌速度、水泥浆液注入量等最优参数组合，贡献创新点3； （4）研发了三层级、四步骤的无接头连续防渗墙检验与防渗效果评价技术，贡献创新点4； （5）将研究成果推广应用至骆驼山煤矿等富水复合地层矿井渗漏灾害防治。

  2. 单位名称：西京学院
    单位贡献：项目重要参与单位，主要贡献有： （1）负责理论分析和室内试验测试工作； （2）通过系统室内试验，揭示了不同水泥掺量、水灰比和养护龄期对不同土体等厚度水泥土截水帷幕强度和抗渗能力的影响机制，获得了缓坡斜井截水帷幕的最优材料配比参数； （3）建立了强触变性工程浆料流变特性表征模型及其稳定性测定方法。 主要贡献创新成果1、2。

  3. 单位名称：国能 (乌海) 能源有限公司‌
    单位贡献：本项目的第3完成单位，提供本项目现场试验和示范，对创新点1、3、4具有贡献： （1）依托公司下属的骆驼山煤矿对本项目现场试验和示范，立项科研项目和示范工程，提供工程应用场景与现场试验验证条件； （2）参与揭示了富水复合地层煤矿斜井井筒涌水机理，参与提出了基于等厚度水泥土帷幕的斜井井筒水治理技术方案； （3）负责落实示范工程试验场地、施工条件与生产组织协调； （4）组织井筒涌水量监测、帷幕内外水位观测及堵水率量化评估工作。

完成人合作关系说明： 完成人合作关系说明：1
陕西省科技厅成果处