| 学科专业评审组: | 环境与资源利用组 | | 项目名称: | 复杂地质条件高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控技术应用 |
| 提名单位: | 陕西省煤炭学会 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 冲击地压、瓦斯和煤自燃等多元灾害制约彬长矿区安全高效生产。针对冲击地压防治条件下多元灾害孕灾机理不清、信息感知不准及防控措施难以协同等难题,项目开展了多元灾害孕灾机理与预测、动态感知与分级预警、协同防控等关键技术研究。揭示了动静载作用下煤体累积损伤、裂隙演化与瓦斯异常涌出的响应机制,阐明了煤柱裂隙漏风、采空区“呼吸效应”及多场耦合作用规律,建立了瓦斯与煤自燃链式孕灾风险预测方法;开发了负压条件下多钻孔、多测点、多参数循环采样和一体化感知技术,研发了瓦斯抽采、密闭采空区多元信息智能监测预警系统,实现了灾害信息动态感知和分级预警;形成了卸压与瓦斯抽采协同、工作面火与瓦斯联动调控、老空区漏风封堵与惰化防火等成套技术装备,提升了复杂地质条件高瓦斯自燃煤层多元灾害协同防控能力。
研究成果授权发明专利25项,软著5项,出版专著4部,发表学术论文80余篇,在煤矿多元灾害协同防控技术和系统装备方面有重大创新,成果达到国际领先水平。在西科智安、徐州福安科技等公司进行了产业化成果转化,关键技术与系统装备已推广至陕西、山西、内蒙、甘肃等百余对煤矿,创造了显著的社会经济效益和生态环境效益,对推动煤矿多元灾害防治由单灾种治理向智能感知预警和协同防控转变,保障煤矿安全生产意义重大。
成果材料齐全,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术奖提名条件。 |
| 项目简介: | 

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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: |  |
| 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:马砺
排名:1 行政职务:处长 技术职称:教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:总体负责研究方案制定,揭示了煤矿冲击-瓦斯-煤火多元力灾害耦合致灾机理,提出了多元灾害信息智能感知与分级预警方法,指导了关键技术开发。
对创新点1、2、3做出贡献,旁证材料:附件1-1-1,1-1-2;附件2-2-1,2-2-4,2-2-5,2-2-9,2-2-10,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2010年,国家科技进步奖,二等奖,高瓦斯大倾角煤层开采自燃火灾防治技术研究,排名第10;
2021年,中国煤炭工业协会科学技术奖,一等奖,深井开采煤自燃预测及防控关键技术研究,排名第1。
- 姓名:王海宾
排名:2 行政职务:总工程师 技术职称:研究员 工作单位:山东能源集团西北矿业有限公司 对本项目技术创造性贡献:负责矿井多元灾害动态感知预警关键技术的研究与攻关应用,指导了灾害分级预警技术在山东能源西北矿业集团的现场试验,开展了多元灾害多模态信息监测预警与协同防控系统装备的现场试验与效果验证。
对创新点1、2、3做出了贡献。旁证材料:附件2-2-9,2-2-10,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2021年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,以精细化管理为核心的高效建井体系构建与实施,排名第3。 - 姓名:马衍坤
排名:3 行政职务:科研部副部长 技术职称:教授 工作单位:安徽理工大学 对本项目技术创造性贡献:负责矿井多元灾害动态感知、智能仿真与预警关键技术的研究与攻关,设计了煤矿多元灾害环境参数无线智能传感器与仿真平台设备,指导开发了灾害动态感知与分级预警系统。
对创新点1、2、3做出贡献,旁证材料:附件1-1-3;附件2-2-6,2-2-7,2-2-8,2-2-9,2-2-11,2-2-12,2-2-13。 曾获国家科技奖励情况:2025年,安徽省科学技术奖,二等奖,深部开采瓦斯动力灾害精准防控关键技术及应用,排名第2。
2025年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,复杂地质条件高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控技术研究,排名第2。 - 姓名:魏高明
排名:4 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:提出了冲击-瓦斯-煤火耦合致灾危险性预测方法,构建了多元灾害多场耦合模型,确定了灾变前兆耦合致灾因子及临界条件,为煤矿多元灾害预测提供了理论基础。
对创新点1、2、3做出贡献,旁证材料:附件1-1-1,1-1-2;附件2-2-1,2-2-5,2-2-9,2-2-10,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2021年,中国煤炭工业协会科学技术进步奖,一等奖,深井开采煤自燃预测及防控关键技术研究,排名第8;
2025年,中国安全生产协会科学技术进步奖,一等奖,兖州矿区煤自燃防治技术与治理关键技术,排名第10。 - 姓名:李敏
排名:5 行政职务:总工程师 技术职称:高级工程师 工作单位:陕西长武亭南煤业有限责任公司 对本项目技术创造性贡献:指导了多元灾害动态感知及预警技术在山东能源集团西北矿业有限公司的现场示范应用,开展了瓦斯-煤自燃多参数监测传感器、微震监测等装备的现场试验与效果验证。
对创新点2、3做出贡献,旁证材料:附件2-2-9。 曾获国家科技奖励情况:2025年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,复杂地质条件高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控技术研究,排名第7。 - 姓名:张亚潮
排名:6 行政职务:副总经理 技术职称:高级工程师 工作单位:陕西彬长矿业集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:指导了矿井冲击-瓦斯-煤火多元灾害动态感知与分级预警技术在彬长矿业集团小庄、胡家河、孟村等矿井的现场应用,开展了灾害信息动态感知和分级预警的现场试验与效果验证。
对创新点2、3做出贡献,旁证材料:附件2-2-2。
曾获国家科技奖励情况:2025年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,彬长矿区煤巷冲击变形破坏机理及高强防蚀主动支护技术研究与应用,排名第8。 - 姓名:冯俊军
排名:7 行政职务:系副主任 技术职称:副教授 工作单位:安徽工业大学 对本项目技术创造性贡献:开展了煤矿冲击地压-瓦斯灾害孕灾机理与链式互馈机理研究,开展了冲击-瓦斯灾害风险多模态信息监测预警与协同防控系统装备的研发与现场试验。
对创新点2、3做出了贡献。旁证材料:附件2-2-3,2-2-6。 曾获国家科技奖励情况:2024年,中国职业安全健康协会,科技进步一等奖,基于应力波作用机理和监测大数据的冲击地压智能预警关键技术,排名第7;
2021年,中国职业安全健康协会,科技进步一等奖,冲击地压致灾风险动态管控理论与方法,排名第7。 - 姓名:刘尚明
排名:8 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:开展了矿井“卸压-抽采-控氧”灾害防控技术与应急调控装备研发,研究了煤层开采“冲击-煤火、瓦斯-煤火”多元灾害叠加孕灾模型。
对创新点2、3做出了贡献,旁证材料:附件1-1-1;附件2-2-1,2-2-5,2-2-9,2-2-10,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2021年,中国煤炭工业协会科学技术奖,一等奖,深井开采煤自燃预测及防控关键技术研究,排名第14。 - 姓名:焦彪
排名:9 行政职务:总工程师 技术职称:高级工程师 工作单位:陕西彬长胡家河矿业有限公司 对本项目技术创造性贡献:参与了矿井多元灾害多元信息动态感知与分级预警系统装备在陕西彬长矿业有限公司的应用示范,制定了瓦斯与煤火灾害信息动态感知与分级预警系统的实施方案,开展了现场试验与验证。
对创新点2、3做出贡献,旁证材料:附件2-2-2,2-2-8,2-2-12。 曾获国家科技奖励情况:2025年,中国安全生产协会科学技术奖,二等奖,深部巷道动静载自适应调控动力灾变防控理论与关键技术,排名第7。 - 姓名:赵敖寒
排名:10 行政职务:无 技术职称:实验师 工作单位:安徽理工大学 对本项目技术创造性贡献:参与多元灾害信息数据库融合的安全态势分析方法研究,实验测试了矿井瓦斯爆炸、煤火等复杂条件下灾害的演化过程及影响范围。
对创新点2做出贡献,旁证材料:附件2-2-8,2-2-9,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2025年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,复杂地质条件高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控技术研究,排名第13;
2025年,中国安全生产协会科学技术奖,二等奖,彬长矿区高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控关键技术及应用,排名第10。 - 姓名:郭睿智
排名:11 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:参与了矿井多元灾害信息动态感知技术装备的研发,开展了矿井通风多参数传感器、瓦斯与煤火的红外激光束管等设备现场试验与验证。
对创新点2、3做出了贡献,旁证材料:附件1-1-1;附件2-2-4,2-2-9,2-2-10,2-2-11。
曾获国家科技奖励情况:2025年,中国安全生产协会科学技术奖,一等奖,兖州矿区煤自燃防治技术与治理关键技术,排名第8。 - 姓名:郭召顺
排名:12 行政职务:通防副总工程师 技术职称:研究员 工作单位:山东能源集团西北矿业有限公司 对本项目技术创造性贡献:参与煤矿多元灾害智能协同防控技术的研究,研究了多元灾害协同防控关键技术及装备,开展了现场试验验证。
对创新点1、3做出贡献,佐证材料:附件2-2-9,2-2-10,2-2-11。 曾获国家科技奖励情况:2023年,山东省煤炭学会科学技术奖,一等奖,煤柱裂隙时空演化诱发煤自燃机制及堵漏防灭火技术,排名第9。
2018年,陕西省煤炭生产安全监督管理局科技创新奖,三等奖,高瓦斯特厚煤层大采高工作面底板千米定向钻孔瓦斯抽采技术,排名第5。 - 姓名:郭宇鸣
排名:13 行政职务:无 技术职称:助理研究员 工作单位:中国矿业大学 对本项目技术创造性贡献:参与了多元灾害监测预警与智能管控技术装备及系统平台的现场应用,开展了多参数感知装备和动力灾害信息多参数无线感知装备的工业性试验。
对创新点3做出了贡献。旁证材料:附件2-2-8,2-2-12,2-2-13。 曾获国家科技奖励情况:2023年,中国煤炭工业协会科学技术奖,二等奖,沿空掘巷巷道超前消突保障巷道快速掘进技术研究,排名第11。 - 姓名:杨瑞斌
排名:14 行政职务:通风防尘部副部长 技术职称:高级工程师 工作单位:山东能源集团西北矿业有限公司 对本项目技术创造性贡献:参与矿井多元灾害监测预警及主动防控技术及装备在山东能源集团西北矿业有限公司的现场试验,开展了灾情信息监测、常态化管控和应急处置的现场应用试验,验证了技术装备在矿井复杂地质环境中的稳定性与可靠性。
对创新点3做出了贡献,旁证材料:附件2-2-9,2-2-11。。 曾获国家科技奖励情况:2025年,中国安全生产协会科学技术奖,二等奖,彬长矿区高瓦斯自燃煤层多元灾害孕灾机理与防控关键技术及应用,排名第9。 - 姓名:黄勤豪
排名:15 行政职务:无 技术职称:无 工作单位:安徽理工大学 对本项目技术创造性贡献:参与煤矿冲击-瓦斯复合灾害孕灾机理及链式互馈演变规律、风险性预测模型及主动预防技术研发工作,揭示了煤层采动冲击-裂隙瓦斯运移、漏风诱导煤自燃的多灾害空间叠加孕灾机理和链式互馈规律。
对创新点3做出了贡献,旁证材料:附件2-2-6,2-2-7,2-2-9,2-2-11。 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:西安科技大学
单位贡献:西安科技大学全面负责项目研究方案的制定与组织实施,针对煤矿冲击-瓦斯-煤火多元灾害防控关键技术,揭示了多元灾害耦合孕灾机理及链式互馈规律,构建了多元灾害信息融合、智能感知及动态感预警技术,提出了多元灾害“卸-抽-控”协同防控方法。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、制定了项目技术路线、技术方案、现场实施方案,负责项目总体实施管理。
2、研究了煤矿复杂开采地质条件冲击-瓦斯-煤火多元灾害孕灾机理,建立了多元灾害耦合致灾模型,提出了灾害危险性辨识、前兆智能感知与预警方法。
3、揭示了煤层开采“冲击-瓦斯-煤火”多元灾害链式演化态势及规律,研发了全断面超声波风速多参数无线传感器、煤火与瓦斯等多参数无线监测传感器,基于动态信息对灾害进行场景式分析,提出了多元灾害征兆识别、智能感知和分级预警方法。
4、提出了采空区漏风通道、瓦斯及煤自燃复合危险三区划分方法,实现了采空区瓦斯与煤火复合危险区域精准划分;研发了瓦斯与煤火协同防控技术与工艺装备,实现了瓦斯与煤火复合灾害主动预兆和应急控制。
5、构建了基于控氧、控温、控时间三方协同的“注惰堵漏”防控方法,优化抽采负压与配风量参数,实现了监测点位布置、控风措施与注惰封堵提供依据。
- 单位名称:山东能源集团西北矿业有限公司
单位贡献:山东能源集团西北矿业有限公司在矿井环境信息动态感知、智能决策辅助平台建设及现场应用试验方面开展了相关研究工作,积极推动了项目立项、组织、实施。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、参与项目实施方案的制定,组织开展现场工业性试验。
2、现场应用了矿用多灾害信息源的本安型泵吸式瓦斯与煤火灾害多参数无线传感器,获取高瓦斯自燃煤层复杂开采条件下多元灾害信息特征参数,并为矿井多元灾害常态与灾变环境多元灾害信息监测预警、智能仿真决策平台构架及应急防控技术体系的建立提供原始数据。
3、组织现场工业性试验,提供了现场数据,为矿井复杂地质环境多元灾害日常管控系统平台构建提供基础数据支撑。
4、负责项目的技术推广工作。
- 单位名称:安徽理工大学
单位贡献:安徽理工大学全面负责项目基础理论研究、关键技术与装备开发的研究,针对煤矿冲击-瓦斯-煤火多元灾害防控关键技术,揭示了多元灾害链式耦合孕灾机理,开发了多元灾害场景智能仿真与可视化技术与平台,提出了高瓦斯煤层复杂地质条件“卸压-抽采-控氧”的多元灾害一孔多用协同防控方法。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、制定了煤矿复杂地质条件冲击-瓦斯-煤火多元灾害防控技术方案,研发了多元灾害动态仿真、智能监测预警关键技术装备研发,全面负责多元灾害现场防控技术的实施管理。
2、研究了深部煤层复杂地质条件多元灾害孕灾机理与链式演变规律,建立了以灾害前兆识别与风险链式阻断的协同预防模式。
3、开发了冲击-瓦斯-煤火协同管控关键技术装备,搭建了多元灾害动态仿真、智能监测预警及同步决策系统,实现了多元灾害前兆信息推演与预警。
4、开发了煤层长距离钻孔卸压、瓦斯抽采、封孔隔氧的“一孔多用”技术与系统装备,实现了复杂地质条件冲击-瓦斯-煤火多元灾害防控高效防控。
- 单位名称:陕西彬长小庄矿业有限公司
单位贡献:陕西彬长小庄矿业有限公司在彬长矿区冲击-瓦斯-煤火多元灾害动态感知预警技术方面开展了相关研究工作。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、参与研发了矿井多元灾害仿真平台及复合灾害智能监测预警技术装备工作,制定了系统装备在高瓦斯煤层冲击-瓦斯复合灾害监测预警与主动防控技术方案,指导关键技术装备在陕西彬长集团下属矿井中开展示范应用。
2、提供了矿井通风安全监控、微震监测系统、瓦斯监测系统和煤火监测预警等信息参数,为多元信息监测的灾区动态感知系统研发提供感知数据。
3、开展了多元灾害信息无线智能感知技术现场试验,在煤层开采主采煤工作面系统关键位置布设微震监测系统、瓦斯感知预警装备,同时监测O2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H8、H2S、H2、SF6等参数,为构建多元灾害信息的监测预警指标体系提供数据支撑。
4、开展项目的技术推广工作。
- 单位名称:陕西彬长胡家河矿业有限公司
单位贡献:陕西彬长胡家河矿业有限公司作为项目的完成单位之一,在深部煤层开采冲击地压-瓦斯复合灾害防治与灾害信息智能感知、辅助决策方面开展了相关研究工作,参与项目实施方案的制定,积极推动项目现场应用示范。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、参与了项目冲击地压-瓦斯复合灾害防控技术实施方案的制定,组织开展现场工业性试验。
2、参与了冲击地压多参量监测预警技术应用的集成框架体系,确定了冲击地压多参量综合检测预警指标及冲击动载影响瓦斯涌出风险预警判据。
3、提供了煤矿多灾害监测预警与仿真平台应用场所,指导建设了多灾害多源监测数据融合与计算中心,实现了多源数据融合,从更高维度推演和掌握多源灾害安全信息。
4、开展了煤岩动力灾害远程监测预警技术支持系统构建与示范应用,确定了煤层开采过程冲击地压、瓦斯涌出危险区域,制定了专项防控技术措施,为矿井冲击-瓦斯复合灾害态势研判及智能决策模型建立提供数据支撑。
5、负责项目成果工程化应用推广。
- 单位名称:中国矿业大学
单位贡献:中国矿业大学主要负责多元灾害致灾机理、防控关键技术与装备开发方面的研究,针对煤矿冲击-瓦斯、瓦斯-煤火多元灾害孕灾机理及演变规律、动载破岩多场耦合规律等方面开展深入理论研究,揭示了多元灾害“三区”空间叠加孕灾机理与互馈链式演变规律,提出以前兆识别与主动治理为核心的灾害链阻断方法。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、研究了复杂地质条件采动覆岩破断与应力响应特征,建立了高位厚硬顶板破断释能、动静载叠加与煤体累积损伤之间的传递关系。
2、构建了冲击-瓦斯-煤火多元灾害风险辨识与孕灾模型,揭示了多元灾害“三区”空间叠加孕灾机理与互馈链式演变规律。
3、基于灾害特征信息,建立了动载破坏、瓦斯运移、煤火等灾害前兆信息数据库,提出了前兆识别与主动治理的灾害链阻断方法,实现了多元灾害风险的超前预测与防控策略制定。
4、建立了采掘面煤层冲击-瓦斯、瓦斯-煤火多元灾害超前预防模式,实现了复杂地质条件冲击-瓦斯-煤火多元灾害有效防控。
- 单位名称:安徽工业大学
单位贡献:安徽工业大学主要参与煤矿冲击-瓦斯-煤火多元灾害动态仿真平台与智能预警技术装备研发工作,参与研发冲击-瓦斯-煤火多元灾害信息智能感知、监测预警系统装备,建立了分源权重综合预警平台,实现了多元灾害隐患感知、同步监测与主动预警。对本项目科技创新和应用推广情况的贡献在于:
1、参与制定了煤矿复杂地质条件冲击-瓦斯-煤火多元灾害仿真平台搭建方案,负责灾害信息采集和机器学习融合分析工作。
2、提出了“物模+数模+微震+抽采+温压气”多元灾害风险判识方法,研发了一孔多用定向长钻孔精准定位与抽放、采空区瓦斯-煤火复合危险区域判定技术。
3、融合微震、瓦斯与煤火等安全监测数据,基于Unity 3D引擎搭建了多元灾害动态仿真平台,实现了多源监测数据融合、灾害链风险动态评估及三级预警技术平台。
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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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