| 学科专业评审组： | 环境与资源利用组 | | 项目名称： | 采动覆岩结构压裂-注充协同调控关键技术及应用 |
| 提名单位： | 西安市人民政府 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 提名单位对完成单位提交材料进行了形式审查、公示，并形成了如下提名意见：陕西作为国家重要的能源基地，2025年原煤产量达到8.05亿t，占全国总产量的16.7%。然而，彬长、永陇、黄陵等矿区覆岩普遍存在累计厚度50m以上的厚硬结构关键层，其连续性与整体性强、强度高，采动过程中易形成大跨度悬顶并持续积聚弹性应变能，诱发大范围结构失稳、顶板大面积来压等动力灾害，严重影响煤矿的安全生产。项目面向国家能源安全的战略需求，围绕“多层厚硬结构关键层破断失稳致灾与结构调控防灾机理”这一关键科学问题，揭示了深部强采动覆岩结构关键层破断与动静载叠加致灾机制，建立了高位结构关键层压裂降载释能、中位裂隙带注浆承载缓冲、低位垮落带侧向充填支撑限位的“压-注-充”一体化防灾理论与技术体系，构建了融合力-震-电-液多源信息的覆岩结构调控效果实时监测与反馈优化方法，实现了深部煤炭资源的安全高效开采。项目依托国家重点研发计划、国家自然科学基金优青项目以及企业科技创新项目，实施期间累计授权国内外发明专利28件，实用新型专利7件，发表学术论文45篇。项目在陕西、宁夏、内蒙古等地10余个煤矿推广应用，主要应用单位累计新增原煤产量1255.00万t，新增产值86.00亿元、新增利润23.63亿元，为陕西乃至全国深部煤炭资源开采动力灾害防治提供理论基础和技术支撑。
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| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：黄艳利
排名：1
行政职务：院长
技术职称：教授
工作单位：中国矿业大学
对本项目技术创造性贡献：项目总负责人，项目总体策划与具体组织者，负责项目的总体规划、具体研究及组织实施，对创新点1、2、3、4作出了主要创造性贡献。具体体现为：开展了采动覆岩结构致灾机理与稳定控制研究，研发了井地联合压裂、裂隙带注浆承载和采空区充填限位技术，指导煤基固废注充材料性能调控及多源监测评价体系构建，负责关键技术集成与工程应用。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的80%以上。佐证材料为主要知识产权1和5。
曾获国家科技奖励情况：（1）第十六届中国青年科技奖，中国青年科技奖，2020；
（2）风蚀地貌干旱矿区水资源保护性开采与矿井水综合利用技术，新疆科技进步一等奖，2023。 - 姓名：李俊孟
排名：2
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：中国矿业大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、2、3作出了重要创造性贡献，具体体现为：开展了采动覆岩结构演化与致灾能量耦合机制研究，提出了高位致灾关键层判识流程及控制技术；参与了井地联合分段压裂、裂隙空间注浆与采空区充填技术研发，开展注充材料性能调控及监测评价模型研究。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的80%以上。佐证材料为主要知识产权1和5。
曾获国家科技奖励情况：（1）基于物联网的智慧矿山安全高效开采关键技术，宁夏回族自治区科技进步二等奖，2019；
（2）基于桌面无线远程操控智能开采关键技术研究与示范工程，宁夏回族自治区科技进步二等奖，2024。 - 姓名：刘成勇
排名：3
行政职务：所长
技术职称：教授级高工
工作单位：中煤能源研究院有限责任公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点2、3、4作出了重要创造性贡献。具体体现为：负责项目工程技术组织与成果推广，统筹高位压裂、中位注浆和低位充填工艺的工程衔接，组织煤基固废注充材料现场适配及施工参数优化，参与压裂与注浆充填监测数据分析、效果评价和工业试验，推动关键技术工程化应用。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的70%以上。佐证材料为主要知识产权2和4。
曾获国家科技奖励情况：无。 - 姓名：郭亚超
排名：4
行政职务：无
技术职称：讲师
工作单位：中国矿业大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点2、3、4作出了重要创造性贡献。具体体现为：研发了煤基固废注浆充填材料，参与了井地联合分段压裂及裂隙空间注浆技术研究，并构建了基于微震、应力等多源监测数据分析与协同调控效果评价模型。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的70%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）基于桌面无线远程操控智能开采关键技术研究与示范工程，宁夏回族自治区科技进步二等奖，2024。 - 姓名：宋天奇
排名：5
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：中煤能源研究院有限责任公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点2、3、4作出了重要创造性贡献。具体体现为：参与了井地联合压裂、邻位注浆充填和裂隙空间注浆方案优化，开展煤基固废注充材料工程性能及配比适应性分析，并参与现场监测、施工参数反馈和综合效果评价。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的70%以上。佐证材料为主要知识产权2和4。
曾获国家科技奖励情况：（1）共青团中央人力资源社会保障部第十七届“振兴杯”金奖，2022；
（2）中国安全生产协会科技进步奖一等奖，2025。 - 姓名：高瑞
排名：6
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：太原理工大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、2作出了重要贡献，具体体现为：主要负责压裂相关研究。开展多层位坚硬顶板破裂、裂隙扩展及能量释放规律研究，参与建立压裂分段长度、分段间距与顶板破断尺度及释能效果之间的关系；负责井地联合分段压裂方案和关键施工参数优化，参与压裂层位、钻孔轨迹及分段工艺设计。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的60%以上。佐证材料为主要知识产权3、6和7。
曾获国家科技奖励情况：无。 - 姓名：安百富
排名：7
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：中国矿业大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、3作出了重要贡献。具体体现为：参与采动覆岩结构与注充体协同承载机理研究，重点分析低位充填体压密、载荷转移及关键块体回转限制规律；开展煤基固废注浆充填材料力学性能与浆岩作用特性研究，为注充材料性能设计及覆岩稳定控制提供理论依据。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的60%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）煤矿充填开采智能化关键技术及工程应用，中国煤炭学会科技创新一等奖，2025。 - 姓名：王辉
排名：8
行政职务：副总经理
技术职称：教授级高工
工作单位：中煤能源研究院有限责任公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、4作出了重要贡献。具体体现为：承担现场监测与测试数据分析，重点开展压裂前后矿压、裂隙发育、覆岩变形及能量响应特征对比分析，参与评价压裂卸压效果和覆岩结构稳定性，为协同调控效果评价方法的建立提供数据支撑。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的50%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）大柳矿井立井井筒通过松软富含水层施工综合技术研究，煤炭行业优秀工程咨询成果二等奖，2009；
（2）基于覆岩破断释能—释水叠合效应的采场涌水动态预报与立体防控，中国煤炭工业协会科学技术二等奖，2023。 - 姓名：王若帆
排名：9
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安科技大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点2、3作出了重要贡献。具体体现为：参与采动覆岩多层位协同调控技术研究，开展压裂、注浆和充填关键参数及工程方案优化；负责现场监测数据整理与协同分析，开发了采动覆岩裂隙空间注浆与泵送扩散协同充填技术，形成了基于离层特征和扩散半径的注浆层位与浆液用量设计方法。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的60%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）陕北风水复合侵蚀矿区新构土体生态修复技术创新与应用，陕西省科学技术进步二等奖，2025；
（2）大宗冶炼-煤基固废协同处置与全固废煤矿充填工程应用”，中国煤炭工业协会科学技术一等奖，2023。 - 姓名：马新根
排名：10
行政职务：副主任
技术职称：高级工程师
工作单位：华能煤炭技术研究有限公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点4作出了重要贡献。具体体现为：承担现场监测数据收集、整理及工程效果分析，参与压裂和注浆充填施工过程监测，结合矿压、覆岩变形及施工参数变化评价协同调控实施效果，为技术参数校核和工程应用评价提供数据支撑。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的40%以上。佐证材料为主要知识产权8、9和10。
曾获国家科技奖励情况：（1）宁正矿区深部冲击地压风险源头智能辨识与区域压裂综合防控关键技术，中国煤炭工业科学技术奖一等奖，2025;
（2）全流程可追溯煤矿安全生产管控平台研发与应用，中国安全生产协会科技进步奖二等奖，2024;
（3）深井厚表土坚硬顶板诱冲机制及关键防治技术研究，中国安全生产协会科技进步奖三等奖，2024;
（4）露天矿拉斗铲倒堆工艺优化设计理论研究与实践，中国煤炭工业科学技术奖二等奖，2020。 - 姓名：姚文涛
排名：11
行政职务：董事长
技术职称：高级工程师
工作单位：中煤地生态环境科技有限公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点2作出了重要贡献，具体体现为：主要负责注浆充填相关技术研究与工程实施。参与“低位高浓度灌浆+高位低浓度邻位注浆”模块化充填方案优化，开展主辅孔布置、浆液浓度、注浆压力及注入量等施工参数设计，参与采动覆岩裂隙空间注浆和泵送扩散工艺优化，为裂隙带注浆承载与采空区充填限位工程应用提供支撑。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的40%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）采动覆岩离层注浆地表减沉技术与地下水环境影响评价研究，中国煤炭工业科学技术奖二等奖，2024；
（2）预压多层汇连缝注浆协同关键技术研究，中国煤炭工业科学技术奖二等奖，2022；
（3）平朔矿区井工三矿地质补勘报告，中国煤炭工业协会第十九届优质地质报告二等奖，2020。 - 姓名：潘博
排名：12
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：华能煤炭技术研究有限公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、2作出了重要贡献。具体体现为：参与采动覆岩多层位致灾机理与协同调控技术工程方案研究，重点开展压裂、注浆和充填施工参数匹配及工艺优化，结合现场试验结果对钻孔布置、压力控制和施工流程进行调整，为协同调控技术工程实施提供支撑。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的50%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）陇东千米深井冲击地压源头智能辨识与区域压裂综合防控关键技术，中国职业安全健康协会科学技术奖科技进步奖一等奖，2025;
（2）宁正矿区深部冲击地压风险源头智能辨识与区域压裂综合防控关键技术，中国煤炭工业科学技术奖一等奖，2025。 - 姓名：阮泽宇
排名：13
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：中煤地生态环境科技有限公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点3作出了重要贡献。具体体现为：研发了煤基固废充填材料，参与注浆和充填施工参数匹配及工艺优化，结合现场试验结果对钻孔布置、压力控制和施工流程进行调整，为协同调控技术工程实施提供支撑。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的50%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：（1）煤矸石超远距离规模化注浆充填及采空塌陷区综合治理关键技术，中国煤炭工业科学技术奖二等奖，2024;
（2）年百万吨煤矸石超远距离充填及采动区综合治理关键技术研究与应用，中关村绿色矿山产业联盟科技进步三等奖，2024。 - 姓名：芮溥呈
排名：14
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：中国矿业大学
对本项目技术创造性贡献：对创新点3作出了重要贡献。具体体现为：研发了煤基固废注浆充填材料，并构建了基于微震、应力等多源监测数据分析与协同调控效果评价模型。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的40%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：无。 - 姓名：赵海波
排名：15
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：陕西华彬煤业股份有限公司
对本项目技术创造性贡献：对创新点1、2、4作出了重要贡献。具体体现为：明确了压裂卸压、注浆承载和充填限位技术的现场实施条件；建立了井地联合分段压裂、模块化注浆充填及裂隙空间注浆现场实施工艺；建立了压裂、注浆和充填全过程现场监测与效果验证方法，构建了厚硬顶板矿井压裂的工程示范应用模式。投入项目研究工作时间占本人同期工作量的40%以上。佐证材料为其他附件2.2.8。
曾获国家科技奖励情况：无。
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：中煤能源研究院有限责任公司
单位贡献：中煤能源研究院有限责任公司作为第一完成单位，对创新点1、2、3、4均作出了重要贡献，具体体现在：
（1）构建了采动覆岩结构致灾与协同控制总体技术框架，明确了高位压裂释能、中位注浆承载和低位充填限位的分层协同控制路径。
（2）创建了“高位压裂卸压—中位注浆承载—低位充填限位”多层位协同调控技术体系，集成了井地联合分段压裂、模块化注浆充填和采动裂隙空间注浆等关键技术。
（3）研发了煤基固废功能性注浆材料及井下充填材料，建立了煤矸石活性评价和注充材料性能预测调控方法，完善了煤基固废注充材料工程应用体系。
（4）建立了压裂与注浆充填协同监测评价体系，集成了项目关键技术与工程工艺并进行现场应用。
（5）授权发明专利7项，实用新型专利2项，发表学术论文4篇。
- 单位名称：中国矿业大学
单位贡献：中国矿业大学作为第二完成单位，对创新点1、2、3、4均作出了重要贡献，具体体现在：
（1）构建了静动载叠加作用下采动覆岩结构致灾力学模型，揭示了覆岩结构演化与致灾能量耦合机制，建立了高位致灾关键层判定流程，确定了不同条件下的致灾主导因子。
（2）阐明了裂隙参数对岩体强度、脆性及破坏模式的作用规律，建立了井地协同压裂参数与顶板破断尺度及源头释能效果的关系模型，揭示了多层位裂缝贯通驱动顶板分段渐进破断的释能机制。
（3）研发了功能性注浆材料和固废基井下充填材料，开发了注充材料性能预测与目标性能反演方法。
（4）创建了高位压裂实时监测、注浆充填多维监测和多源数据融合评价方法，形成了“力—震—电—液”联合的协同调控效果评价技术。
（5）授权发明专利6项，发表学术论文12篇，实用新型专利2件。
- 单位名称：陕西华彬煤业股份有限公司
单位贡献：陕西华彬煤业股份有限公司作为第三完成单位，对创新点1、2、4作出了重要贡献，具体体现在：
（1）明确了压裂卸压、注浆承载和充填限位技术的现场实施条件。
（2）建立了井地联合分段压裂、模块化注浆充填及裂隙空间注浆现场实施工艺，实现了高位厚硬岩层卸压、采空区充填限位和关键层承载恢复的工业性验证。
（3）建立了压裂、注浆和充填全过程现场监测与效果验证方法，构建了厚硬顶板矿井压裂的工程示范应用模式。
（4）授权发明专利3项，发表学术论文4篇。
- 单位名称：华能煤炭技术研究有限公司
单位贡献：华能煤炭技术研究有限公司作为第四完成单位，重点围绕坚硬顶板压裂卸压技术开展研究，对创新点1、2、4作出了重要贡献，具体体现在：
（1）揭示了分段压裂条件下坚硬顶板裂隙扩展、结构弱化及能量释放规律，阐明了分段压裂对多层坚硬顶板渐进破断的调控机制。
（2）研发了井下定向长钻孔分段压裂技术，提出了针对地面区域压裂未覆盖区域的井下精准补裂方法，完善了井地联合分段压裂技术体系。
（3）形成了随钻测量动态纠偏、跨式双封隔器快速坐封及孔底向孔口逐段倒退式压裂等关键工艺，提升了长钻孔分段压裂的精准性和施工效率。
（4）建立了压裂层位、分段长度、分段间距及施工参数优化方法，实现了高位厚硬岩层区域压裂与未覆盖区精准补裂协同控制。
（5）授权发明专利4项，发表学术论文5篇。
- 单位名称：西安科技大学
单位贡献：西安科技大学作为第五完成单位，重点围绕注浆充填与覆岩稳定控制开展研究，对创新点2、3作出了重要贡献，具体体现在：
（1）构建了考虑等效充实率与阈值压力的关键块体—低位充填体协同承载模型，阐明了充填体受载压密、接触增阻及载荷转移过程，揭示了低位充填限制关键块体回转下沉的稳定控顶机制。
（2）明确了注浆压力、裂隙率与浆液扩散范围的互馈关系，建立了裂隙带裂隙空间注浆稳定控制方法。
（3）提出了“低位高浓度灌浆+高位低浓度邻位注浆”模块化充填方法，创立了主、辅助孔上下邻位布置及不同浓度浆液分层协同注入方式。
（4）开发了采动覆岩裂隙空间注浆与泵送扩散协同充填技术，形成了基于离层特征和扩散半径的注浆层位与浆液用量设计方法。
（5）授权发明专利3项，发表学术论文6篇。
- 单位名称：太原理工大学
单位贡献：太原理工大学作为第六完成单位，重点围绕坚硬顶板压裂卸压开展研究，对创新点1、2作出了重要贡献，具体体现在：
（1）明晰了裂隙参数对岩体强度、脆性及破坏模式的非单调控制规律，揭示了人工裂隙对坚硬岩层结构弱化和破断行为的作用机制。
（2）建立了井地协同压裂分段长度、分段间距与顶板破断尺度及源头释能效果之间的关系模型，确定了分段压裂关键参数及优化准则。
（3）阐明了多层位裂缝贯通驱动坚硬顶板由整体突发破断向分段渐进破断转化的释能机理，明确了高位厚硬顶板区域压裂源头减能机制。
（4）提出了基于地面L型水平井的高位厚硬岩层区域分级压裂方法，实现了高位坚硬顶板区域裂缝改造与能量弱化。
（5）获发明专利3项，实用新型专利2项，发表学术论文10篇。
- 单位名称：中煤地生态环境科技有限公司
单位贡献：中煤地生态环境科技有限公司作为第七完成单位，重点围绕采空区注浆充填技术开展研究，对创新点2、3作出了重要贡献，具体体现在：
（1）提出了“低位高浓度灌浆+高位低浓度邻位注浆”模块化充填方法，确立了主、辅助孔上下邻位布置及不同浓度煤基固废浆液协同注入工艺。
（2）建立了不同级配料浆超远距离可输浓度梯度判定方法，确定了0.82～1.5 MPa稳压注充、超过2 MPa减量或停注的参数控制方法。
（3）开发了采动覆岩裂隙空间注浆与泵送扩散协同充填技术，建立了基于离层特征与浆液扩散范围的注浆层位和浆液用量工程设计方法。
（4）研发了适应采空区注浆充填需求的多源固废充填材料，形成了材料制备、浆液输送、泵送注入与采空区充填相衔接的工程应用技术。
（5）获发明专利2项，实用新型专利1项，发表学术论文4篇。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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