学科专业评审组:环境与资源利用组
项目名称:千万吨级矿井煤矸石覆岩隔离充填零排放关键技术与示范
提名单位: 陕西省煤炭学会
提名等级:二等奖
提名单位意见: 项目通过系统的技术研究和工程实践,创新研发了千万吨级矿井煤矸石零排放绿色开采关键技术,取得了如下重要成果: (1)创建了侏罗白垩系地层注浆层位及稳定性控制方法,确保了注浆层位稳定。 (2)研发了消除采动覆岩卸荷膨胀累积效应及其抑制离层机制的压实注浆充填方法,确定了巨厚砂岩关键层条件下注采协同控制方法,解决了大量煤矸石连续稳定注浆减排的理论难题。 (3)创新了煤矸石覆岩隔离注浆充填参数设计及工艺系统布置方法,解决了大流量长距离连续制浆及注浆难题,大幅提高了煤矸石充填效率,保障了千万吨以上煤矿煤矸石注浆充填处置。 该项目成果已在大海则、葫芦素、石拉乌素、营盘壕等千万吨级矿井成功应用,并推广至门克庆、纳林河二矿等矿井。累计处理煤矸石超800万t,节省了大量的外排费用及水处理费,经济与社会效益显著。项目已按要求提名前公示。 经审核,提名材料真实有效,符合提名要求,同意提名。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。
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:智宝岩
    排名:1
    行政职务:总工程师
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中煤陕西能源化工集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。提出了主要研究思路和方法,研发了巨厚白垩系砂岩层下煤矸石覆岩隔离注浆充填技术模式,解决了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位确定技术难题,创新了巨厚白垩系岩层下百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填工艺,分析并评估了巨厚白垩系岩层下煤矸石注浆充填绿色开采实践效果。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年获得中国煤炭学会科学技术奖一、二等奖各一项;2、2023年获得中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖;3、2022年获得中国煤炭学会科学技术奖一、二等奖各一项。
  2. 姓名:马新青
    排名:2
    行政职务:生态科技公司总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中煤天津设计工程有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。提出了巨厚白垩系砂岩层下煤矸石覆岩隔离注浆充填技术模式,确定了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位,提出并创新了巨厚白垩系岩层下百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填工艺,分析并评估了巨厚白垩系岩层下煤矸石注浆充填绿色开采实践效果。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年度中国煤炭学会科学技术奖创新团队奖,中煤天津设计工程有限责任公司煤矸石覆岩隔离注浆充填团队(排名第2);2、2022-2023中国中煤科学技术进步奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第2);3、2025年中国煤炭工业科学技术奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第1)。
  3. 姓名:轩大洋
    排名:3
    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:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。聚焦巨厚砂岩地层注浆基础理论研究,系统揭示侏罗-白垩系覆岩运动与裂隙演化规律,建立地层可注性评价体系与“关键层判别-导高预计-隔离层校验”安全注浆层位判定方法,提出岩层交界面钻孔套管抗剪稳定控制理论,为项目奠定了地质安全与层位精准控制的核心理论基础。
    曾获国家科技奖励情况:1. 2019,安徽省科技进步奖,二等奖,淮北矿区覆岩隔离注浆充填绿色采矿技术与实践,排名第 2,J-2019-2-096-R2。 2. 2020,山西省科技进步奖,二等奖,铁路隧道下综放面覆岩隔离注浆充填减沉试验研究,排名第 2,2020-J-2-016。
  4. 姓名:郭庆华
    排名:4
    行政职务:董事长
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中煤天津设计工程有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。研究了侏罗白垩系地层可注性,确定了其安全注浆层位,解决了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位确定技术难题,创新了巨厚白垩系岩层下百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填工艺,创新了煤矸石覆岩隔离注浆充填系统,有力保障了百万吨以上煤矸石注浆充填处置。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年度中国煤炭学会科学技术奖创新团队奖,中煤天津设计工程有限责任公司煤矸石覆岩隔离注浆充填团队(排名第1);2、2022-2023中国中煤科学技术进步奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第4);3、中国煤炭工业科学技术奖二等奖(2024年度),“双碳”目标下煤矸石制备绿色建材关键技术研究与应用(排名第1)。
  5. 姓名:许家林
    排名:5
    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:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。聚焦覆岩注浆扩容机理与定量设计理论研究,阐明采动覆岩卸荷膨胀累积效应与离层发育抑制机制,原创“托上压下”压实注浆增容核心理论,构建注采比、岩体压实度定量计算模型与注浆空间分区调控方法,从理论层面破解了传统离层注浆处置规模不足的核心瓶颈。
    曾获国家科技奖励情况:1. 2019,安徽省科技进步奖,二等奖,淮北矿区覆岩隔离注浆充填绿色采矿技术与实践,排名第 4,J-2019-2-096-R4。 2. 2020,山西省科技进步奖,二等奖,铁路隧道下综放面覆岩隔离注浆充填减沉试验研究,排名第 4,2020-J-2-016。
  6. 姓名:李自雄
    排名:6
    行政职务:总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中煤陕西榆林能源化工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果2、3的主要完成人。根据项目所在地的地层特点和地质开采条件,对注浆充填钻孔的结构和层位进行研究,保障了注浆充填安全,并根据浆体的扩散规律,确定了注浆充填钻孔间距和布置,在实施过程中,管控施工质量、明确注浆时机、调控注浆参数,保障了注浆充填的顺利实施。
    曾获国家科技奖励情况:2025年度中国职业安全健康协会科技进步奖一等奖,蒙陕新建特大型深部矿井冲击地压防控关键技术研究与应用(排名第7),累计取得国家专利9项授权,公开发表学术论文16余篇。
  7. 姓名:卫中宽
    排名:7
    行政职务:副总经理
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中煤天津设计工程有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2的主要完成人。揭示了侏罗白垩系地层关键层位置及裂隙演化规律,确定了裂隙带高度及隔离层厚度,揭示了采动覆岩卸荷膨胀累积效应及其抑制离层机制。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年度中国煤炭学会科学技术奖创新团队奖,中煤天津设计工程有限责任公司煤矸石覆岩隔离注浆充填团队(排名第8);2、中国煤炭工业科学技术奖优秀创新团队奖(2024),中煤天津设计公司智能高效洗选关键技术装备研发创新团队(排名第1);3、2022-2023中国中煤科学技术进步奖二等奖,炼焦煤、焦炭高效智能精准采制样关键技术研发及应用(排名第2);4、煤炭工业科学技术奖二等奖(2022年度),中煤集团陕西公司选煤厂智能化研究与应用(排名第7)。
  8. 姓名:梁士昌
    排名:8
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中煤陕西榆林能源化工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2的主要完成人。揭示了侏罗白垩系地层覆岩运动及裂隙演化规律,得出巨厚砂岩层为典型关键层,其下方为隔离层厚度充足的可注浆层位,注浆充填安全性能够得到保证;得到了不同套管组合参数的抗剪切变形能力,确定了最佳套管结构,解决了富水巨厚砂岩层错动大易导致的套管破坏、钻孔导水等问题,确保了注浆层位稳定。
    曾获国家科技奖励情况:1、2024年度中国中煤能源集团有限公司科学技术进步奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第14);2、2025年中国煤炭工业科学技术奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第10)。
  9. 姓名:杜星
    排名:9
    行政职务:副经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中煤陕西榆林能源化工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果3的主要完成人。解决了富水巨厚砂岩层错动大易导致的套管破坏、钻孔导水等问题,确保了注浆层位稳定,负责注浆孔、岩移监测孔、试验孔等钻孔施工组织管理;负责一级站(制浆站)及一二站输浆管路运营组织管理;负责项目钻孔施工、管路敷设临时用地租赁及用地手续办理等组织管理;参与项目突发情况应对措施的制定和分管范围内应急措施的落实。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年中国煤炭工业科学技术奖一等奖,百万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填技术研究与应用(排名第13)。
  10. 姓名:武飞
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:该报奖项目创新成果1、2、3的主要完成人。参与巨厚白垩系砂岩层覆岩结构特征、注浆层位稳定性相关分析研究,协助完善百万吨煤矸石覆岩隔离注浆充填工艺方案;负责项目工业性试验现场组织管理、工艺现场调试与监测数据采集工作,跟踪现场开采工况,协助开展充填开采实践效果综合评估,为该技术模式现场落地应用提供有力支撑。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年度中国煤炭学会创新团队奖,《煤矸石覆岩隔离注浆充填团队》(排名第6)。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中煤陕西能源化工集团有限公司
    单位贡献:(1)该项目成果技术思路与方案主要提出及实施单位。 (2)创新成果1、2、3的主要完成单位,研发了巨厚白垩系砂岩层下煤矸石覆岩隔离注浆充填技术模式,解决了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位确定技术难题,创新了巨厚白垩系岩层下千万吨级煤矿矸石覆岩隔离注浆充填工艺,提出了注浆充填系统台阶立体布置方法,解决了大流量长距离连续制浆及注浆难题,该项目成功落地应用的负责单位,分析并评估了巨厚白垩系岩层下煤矸石注浆充填绿色开采实践效果,保障了百万吨以上矸石注浆充填处置。

  2. 单位名称:中煤天津设计工程有限责任公司
    单位贡献:(1)该项目成果依托的技术思路与方案的提出单位及主要实施应用单位。 (2)创新成果1、2、3的主要完成单位。研发了巨厚白垩系砂岩层下煤矸石覆岩隔离注浆充填技术模式,解决了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位确定技术难题,创新了巨厚白垩系岩层下千万吨级煤矸石覆岩隔离注浆充填工艺,该项目成功落地应用的负责单位,分析并评估了巨厚白垩系岩层下煤矸石注浆充填绿色开采实践效果。

  3. 单位名称:中国矿业大学
    单位贡献:(1)该项目成果依托的技术思路与方案的提出单位。 (2)创新成果1、2、3的主要完成单位,系统开展侏罗白垩系巨厚砂岩地层采动覆岩运动与裂隙演化机理研究,综合运用关键层理论、原位钻孔监测、数值模拟等技术手段,揭示双系地层不协调运动机制与采动裂隙时空演化规律,明确白垩系巨厚砂岩的主关键层控制作用,量化导水裂隙带发育高度与可注空间分布特征,系统论证了巨厚覆岩条件下的地层可注性与安全边界,奠定了项目整套技术的核心理论基础。

  4. 单位名称:中煤陕西榆林能源化工有限公司
    单位贡献:(1)该项目成果依托的技术思路与方案的应用及实施单位。 (2)创新成果1、3的主要完成单位,研发了巨厚白垩系砂岩层下煤矸石覆岩隔离注浆充填技术模式,解决了巨厚白垩系岩层下关键层判别与安全注浆层位确定技术难题,研究确定了适宜的注浆钻孔结构,为解决巨厚砂岩层错动导致的套管破坏等问题提供了新方法。

  5. 单位名称:中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司
    单位贡献:(1)该项目成果依托的技术思路与方案的提出单位及主要实施应用单位。 (2)创新成果2、3的主要完成单位,揭示了矸石粉浆材粒径、注浆压力、裂隙开度对浆液扩散半径的影响规律,确定了适宜的浆材尺寸,测定了煤矸石浆液稳定性、流动性、固结压实性,为注浆充填设计提供了基础,进行了千万吨级煤矸石注浆充填系统设备选型与优化布置,分析并评估了巨厚白垩系岩层下煤矸石注浆充填绿色开采实践效果。

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