| 学科专业评审组： | 环境与资源利用组 | | 项目名称： | 高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾变效应及其协同防控关键技术 |
| 提名单位： | 陕西省煤炭学会 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 切顶卸压成巷无煤柱开采技术在提高煤炭采出率、减少巷道掘进率及提高作业安全性等方面有显著技术优势，是科学采矿的重要发展方向和技术支撑。在高瓦斯矿井切顶成巷开采过程中，矿压显现规律、煤自燃机理、工作面瓦斯涌出特征及煤尘运移规律较以往有所差别，矿井安全高效回采面临多灾害、多场耦合灾变新问题。项目针对高瓦斯矿井切顶卸压成巷，提出了围岩“组合承载体”失稳判据，建立了顶板矿压-裂隙网络协同演化模型，构建了切顶留巷开采下卸压瓦斯储运区精准判别模型，优化并确定了瓦斯抽采关键参数，实现了采空区漏风通道快速封堵，提出了切顶成巷下采空区煤自燃防控技术及高效除尘技术，厘清了高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾变效应，构建了切顶留巷回采过程中复合灾害治理技术体系，提升了高瓦斯矿井切顶成巷实施期间的多灾害治理水平，对煤矿的绿色智能开采以及灾害防治工作具有示范和指导意义，取得了良好的经济及社会效益。
成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科技进步奖提名条件。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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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：周斌
排名：1
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：项目负责人，主要承担项目研究方案和研究路线设计，组织实施课题研究的全过程。对创新点一、二、三做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的60%以上，主要贡献为：
（1）揭示了切顶卸压成巷顶板矿压显现规律，提出了高瓦斯矿井切顶卸压成巷条件下的围岩“组合承载体”失稳判据（见附件3-5）；
（2）阐明了切顶卸压成巷工作面采空区漏风特征（见附件3-3）；
（3）建立了切顶卸压条件下围岩、煤火、瓦斯及粉尘多灾害协同防控技术策略（见附件3-4）。
曾获国家科技奖励情况：（1）2025年，陕西高等学校科学技术研究优秀成果，特等奖，低渗煤层脉冲注氮增流高效抽采瓦斯技术及工程应用，10/11。
（2）2023年，绿色矿山科学技术进步奖，一等奖，深部低透高瓦斯煤层煤与瓦斯突出灾变机理及防控关键技术，8/15，LKJ-2022-2-P-023-08-1 - 姓名：付天河
排名：2
行政职务：总工程师
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤黄陵矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要参与人，主要承担项目部分理论研究，负责现场观测方案实施。对创新点一、三做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的60%以上，主要贡献为：
（1）实测了切顶成巷工作面液压支架、尾巷单体支柱及垛式支架的压力演化规律，明确了切顶成巷动压影响范围（见附件2-1）；
（2）明确了瓦斯灾害与煤自燃共存需要满足的裂隙场、氧浓度、瓦斯浓度以及温度条件，揭示了煤自燃引发瓦斯灾害的临界参数关系（见附件3-5）。
曾获国家科技奖励情况：（1）2018年，全国煤炭行业职业技能鉴定优秀考评员；
（2）2019年，全国煤炭行业技能竞赛井下钻机司机组技术专家；
（3）2021年，陕西省企业“三新三小”创新竞赛，三等奖，矿井综合防尘达标关键技术及装备研究。 - 姓名：仵胜利
排名：3
行政职务：通风部副经理
技术职称：工程师
工作单位：陕西陕煤黄陵矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要参与人，主要承担项目组织与协调，工程验证。对创新点二做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的50%以上，主要贡献为：
（1）采用埋管抽气法观测了切顶成巷工作面采空区气体浓度分布特征，划分了采空区煤自燃“三带”分布范围（见附件3-3）；
（2）以不同表面活性剂为主体，复配或添加无机电解质及相关高分子助剂作为润湿剂（见附件3-4、3-5）。
曾获国家科技奖励情况：（1）2018年，中国煤炭工业科学技术奖，一等奖，黄陵矿区煤油气共生矿井油型气（瓦斯）防治技术研究，12/17，2018-128-R12；
（2）2025年，中国职业安全健康协会科学技术奖，二等奖，采空区煤自燃危险区域演变特征可视化识别关键技术，05/09,2025-2-23-05。
- 姓名：党利鹏
排名：4
行政职务：通风部副经理
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤黄陵矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要参与人，主要承担项目现场观测数据处理工作。对创新点三做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的50%以上，主要贡献为：
（1）厘清了采空区裂隙场内任意一点不同煤温条件下，风流中各组分气体的质量分数，确定了多元气体的浓度场，构建了裂隙尺度空间的瓦斯与煤自燃耦合灾害机理（见附件3-3、3-4）；
（2）确立了切顶留巷形成的“横三区”与“竖三带”动态耦合关系，构建了裂隙场内多元气体浓度场计算模型（见附件3-5）。
曾获国家科技奖励情况：（1）2017年，中国煤炭工业科学技术奖，二等奖，黄陵矿区安全监控多源数据智能在线分析预警平台的研究与应用，11/13，2017-261-R11；
（2）2018年，中国煤炭工业科学技术奖，一等奖，黄陵矿区煤油气共生矿井油型气（瓦斯）防治技术研究，14/17，2018-128-R14。
（3）2025年，中国职业安全健康协会科学技术奖，二等奖，采空区煤自燃危险区域演变特征可视化识别关键技术，07/09,2025-2-23-07 - 姓名：刘思博
排名：5
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：项目主要参与人，主要承担项目理论推导、室内实验开展。对创新点一、二、三做出重要贡献，以创新点二、三为主要贡献。投入工作量占本人工作量的60%以上，主要贡献为：
（1）利用数值模拟试验方法，揭示了不同通风方式、不同配风量条件下的采空区漏风速度场、漏风范围、采空区氧浓度分布特征（见附件3-3、3-4、3-5）；
（2）利用数值模拟方法，揭示了切顶卸压成巷采动覆岩的运移规律，对比了切顶侧与未切顶侧的顶板位移差异（见附件7-6）；
（3）揭示了沿空留巷开采覆岩裂隙演化规律并提出了相应卸压瓦斯抽采技术（见附件7-7）。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：王建东
排名：6
行政职务：规划部经理
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤黄陵矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要参与人，主要承担项目现场实验执行。对创新点二做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的60%以上，主要贡献为：
（1）采用风筒布、聚氨酯喷涂材料联合方法，实现了切顶侧的“柔性”封堵，有效地控制了切顶成巷尾巷的瓦斯异常涌出（见附件3-3）；
（2）明确了切顶成巷工作面的全尘浓度及呼尘浓度分布规律，实测了切顶成巷工作面进风巷、运输巷及尾巷风速（见附件3-4、3-5）。
曾获国家科技奖励情况：（1）2013年，中国煤炭工业科学技术奖，二等奖，综掘工作面围岩控制支护技术与装备，11/13，2013-271-R11
（2）2017年，中国煤炭工业科学技术奖，三等奖，矿井综合防尘达标关键技术及装备研究，06/09，2017-396-R06
（3）2018年，中国煤炭工业科学技术奖，二等奖，黄陵矿区高效瓦斯抽采关键技术及评价研究,09/13，2018-291-R09 - 姓名：闫国锋
排名：7
行政职务：副总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西双龙煤业开发有限责任公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要参与人，主要承担项目试验与现场观测方案实施。对创新点一、三做出了创造性的贡献。投入工作量占本人工作量的50%以上，主要贡献为：
（1）明确了切顶卸压成巷采动影响下的补强支护方案、巷旁支护方案及临时支护方案（见附件3-3）；
（2）结合物理模拟试验结果、现场实测微震事件分布特征，优选出了最佳的切顶成巷卸压瓦斯抽采钻孔布置方案（见附件3-3）；
（3）分析了割煤和移架的产尘及降尘机理，揭示了双尘源气-固-液耦合机理（见附件3-4）。
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： 立足高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾害防控的目标，西安科技大学联合陕西陕煤黄陵矿业有限公司、陕西双龙煤业开发有限责任公司，综合运用理论分析、实验室实验、数值模拟、现场试验相结合的研究方法，对高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾变效应及其协同防控关键技术开展了系统性研究。
揭示了切顶卸压成巷顶板矿压显现规律，提出了围岩“组合承载体”失稳判据，明确了覆岩裂隙分布特征，优化了切顶卸压瓦斯抽采关键参数，提出了“定向高位长钻孔、跨工作面高位钻孔、尾巷钻孔”三位一体卸压瓦斯治理技术；揭示了切顶卸压成巷采空区漏风特征，划分了采空区浮煤自燃危险区，建立了采空区漏风通道快速封堵技术，提出了集“隔离、堵漏、惰化、阻化、应急”为一体的采空区防灭火工艺，研发了LDC系列抑尘剂及自动抑尘剂添加装置，实现了工作面粉尘高效治理；最后，基于切顶成巷条件下矿压、瓦斯、煤火及粉尘多灾害耦合致灾机理，建立了切顶卸压条件下围岩、煤火、瓦斯及粉尘多灾害协同防控技术体系，提升了切顶卸压成巷条件下矿井灾害防控的精准性与可靠性。
基于上述研究成果，项目在陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿、陕西双龙煤业开发有限责任公司、陕西瑞能煤业有限责任公司及陕西陕煤澄合矿业有限公司西卓煤矿等企业推广应用，累计新增煤炭产量102万吨，新增产值102400万元，新增利润72300万元，社会经济效益显著。
- 单位名称：陕西陕煤黄陵矿业有限公司
单位贡献： 陕西陕煤黄陵矿业有限公司作为该项目的主要参与单位之一，先后投入技术人员14人，其中教授级高级工程师1名，高级工程师2名，现场技术人员11人。项目成员在研究期间，密切配合，开展理论分析及现场工业性试验等相关研究内容，高效的完成了项目预期研究目标，取得了显著的成绩。
在项目开展过程中，密切配合该项目主持单位，运用项目提出的切顶卸压成巷围岩控制技术、三位一体卸压瓦斯抽采技术、五措施联动防灭火工艺及LDC自动抑尘技术，依托下属一号煤矿1009、1010切顶成巷工作面开展现场工业性试验，实时监测矿压显现、瓦斯浓度、漏风规律及粉尘分布特征，确定矿区不同地质赋存条件下的切顶成巷关键技术参数，明确切顶卸压成巷多灾害协同防控效果评价方法，厘清不同支护方案及钻孔布置方式下的灾害治理效果差异及制约因素，配合研发采空区漏风通道快速封堵装备及自动抑尘剂添加装置，为完善高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾害协同防控技术体系做出了重要贡献。
通过该技术的应用，实现2023~2024年陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿累计新增煤炭产量35万吨，累计新增利润2.82亿元，保证了矿井安全高效生产。
- 单位名称：陕西双龙煤业开发有限责任公司
单位贡献： 陕西双龙煤业开发有限责任公司作为该项目的主要参与单位之一，先后投入技术人员10人，其中高级工程师2名，现场技术人员8人。项目成员在研究期间，密切配合，开展理论分析及现场工业性试验等相关研究内容，高效的完成了项目预期研究目标，取得了显著的成绩。
在项目开展过程中，密切配合该项目主持单位，运用项目提出的切顶卸压成巷围岩控制技术、三位一体卸压瓦斯抽采技术、五措施联动防灭火工艺及LDC自动抑尘技术，开展切顶卸压成巷现场工业性试验，实时监测矿压显现、瓦斯浓度、漏风规律及粉尘分布特征，确定矿区不同地质赋存条件下的切顶成巷关键技术参数，明确切顶卸压成巷多灾害协同防控效果评价方法，厘清不同支护方案及钻孔布置方式下的灾害治理效果差异及制约因素，配合完善采空区漏风通道快速封堵技术及自动抑尘剂应用工艺，为完善高瓦斯矿井切顶卸压成巷多场耦合灾害协同防控技术体系做出了重要贡献。
通过该技术的应用，实现2022~2024年陕西双龙煤业开发有限责任公司累计新增煤炭产量25万吨，累计新增利润1.55亿元，保证了矿井安全高效生产。
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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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