| 学科专业评审组： | 工程建设组 | | 项目名称： | 深埋煤层特厚顶板定向聚能爆破卸压防冲关键技术与应用 |
| 提名单位： | 陕西省煤炭学会 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 深埋特厚顶板的冲击地压灾害已成为深部开采阶段冲击地压的主体类型，成为制约陕西乃至全国深部煤炭安全高效开采的核心瓶颈。当前，深埋煤层特厚顶板工作面冲击地压灾害防控面临矿压显现难掌握、卸压防冲难控制、预测防控难实现等三大挑战。因此，掌握深埋特厚顶板破断矿压显现规律、实现顶板精准破断卸压从而有效控制冲击地压风险，是确保深埋煤层特厚顶板工作面安全和高效生产的关键技术难题。
本项目自主创新了深埋煤层特厚顶板聚能爆破切顶卸压数值流形方法，揭示了深埋煤层特厚顶板破断机理与强矿压显现规律；提出了特厚顶板双孔聚能爆破断裂力学模型，形成了特厚顶板定向爆破切顶矿压减控理论；建立了多源手段融合的矿压显现规律与卸压效果监测系统，构建了深埋特厚顶板爆破切顶矿压减控技术体系。研究成果推动了冲击地压防控由“被动应对”向“主动预控”的模式转变。经中国煤炭工业协会组织专家鉴定认为“对深埋煤层特厚顶板精准切顶爆破卸压技术进步做出了创新性贡献，总体达到国际先进水平”。
项目成果成功应用于玉华煤矿、下石节煤矿、柴家沟煤矿、陈家山煤矿、西固煤业等煤矿，使用期间有效的控制了强矿压及巷道围岩变形，提高了生产效率，合计产生经济效益9亿元。该成果对深埋工作面特厚顶板冲击地压灾害防控有重要的理论意义和工程应用价值，社会和经济效益显著。
经审查，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：毕冉
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：总体负责项目理论研究和方案设计，确保项目组织、策划和实施的顺利完成，具体贡献如下：基于拓扑流形和微分流形理论，研究得到了切顶爆破卸压的特厚顶板岩体损伤演化规律和断裂贯通垮落机制；开发了特厚顶板断续损伤破裂全过程的数值流形方法(NMM)程序，创新性地实现了特厚顶板断续损伤破裂垮落全过程仿真模拟；通过多种切顶工况的流形元数值模拟分析，揭示了切顶爆破过程中特厚坚硬顶板强矿压显现规律与损伤破断机理（创新成果1）。基于聚能爆破理论和断裂力学理论，建立了双孔聚能爆破力学模型，得到了聚能方向裂纹定向断裂扩展机制，揭示了特厚顶板岩体定向破裂力学机制（创新成果2）。
曾获国家科技奖励情况： 2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等R1、 2024年度中国煤炭工业科学技术奖（深埋矿井大断面硐室围岩入编损伤破裂机理及其加固技术三等奖 2024-342-R07）、2024年度中国煤炭工业科学技术奖（深部厚煤层巷道围岩动力损伤破裂机理及其控制技术 2024-330-R08）。 - 姓名：李慧
排名：2
行政职务：总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤蒲白矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：总体负责项目技术研究和方案设计以及审查，确保项目组织、策划和实施的顺利完成，具体贡献如下：针对现场深埋特厚煤层特点，提出了顺槽走向切顶卸压爆破、煤层顶板深孔断顶卸压爆破相结合的精准爆破卸压方案；基于顺槽围岩变形、松动圈演化、锚杆(索)受力，微震监测，工作面矿压显现等多源监测手段，构建了深埋煤层特厚顶板精准切顶爆破定向破断卸压效果实时监测体系。完成了精准爆破卸压前后工作面围岩稳定性监测评估实现了深埋煤层安全评价管理（创新成果3）。
曾获国家科技奖励情况： 2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等R6。 - 姓名：宋勇军
排名：3
行政职务：副系主任
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：总体负责室内试验和理论研究，协助项目策划和实施顺利完成，具体贡献如下：深埋煤、岩体（完整岩石及含裂隙）冲击动力特性试验，采用声发射（AE）监测等方法进行了煤岩体的室内宏细观损伤破坏试验研究（创新成果1）。协助完成了孤深埋煤层特厚顶板精准切顶爆破卸压的爆破参数设计，协助校验卸压破断后两巷道围岩变形及破坏情况，参与了深埋煤层特厚顶板切顶卸压的工程验证（创新成果3）。
曾获国家科技奖励情况： 2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等R3。 - 姓名：刘彪
排名：4
行政职务：总工程师
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤铜川矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：总体负责现场试验实施方案优化，协助项目策划和实施的顺利完成，具体贡献如下：针对深埋煤层聚能爆破特厚顶板，协助构建了特厚顶板定向破断卸压参数设计理论，协助形成工作面架间卸压、工作面走向和定向破断卸压技术参数体系，分析了深埋煤层灾害主要表现，针对两巷超前范围内顶板压力、强矿压显现、两帮变形、顶板及底臌等现场灾点布设多源监测设备（创新成果3）。
曾获国家科技奖励情况： 煤矿智能化安全技术研究优秀论文一等奖、一种急倾斜特厚煤层的煤体卸压方法2021陕西省专利一等奖。 - 姓名：王威钦
排名：5
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：主要负责理论分析及数值仿真，协助项目数值仿研究真实施的顺利完成，具体贡献如下：协助实现特厚顶板断续损伤破裂垮落全过程精细模拟，研究切顶爆破过程中特厚顶板强矿压显现规律与损伤破断机理（创新成果1）；分析聚能爆破切顶卸压围岩体松散破碎带应力传递路径和缓冲效应，协助建立定向爆破条件下深埋煤层特厚顶板矿压减控理论（创新成果2）。
曾获国家科技奖励情况： 无。 - 姓名：郭风景
排名：6
行政职务：副总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：陕西陕煤蒲白矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：主要负责项目现场实施和组织管理，协助项目实施顺利完成，具体贡献如下：现场协助完成工作面聚能爆破控制，完成聚能定向破断卸压后的巷道收敛、矿压监测及爆破前后对比，有效控制纵向悬臂结构长度，降低工作面的超前支承压力，验证聚能定向爆破效果，协助提出爆破卸压方案以满足工作面正常安全掘进需求，可以有效控制巷道围岩变形，保障破断卸压技术可以起到采场横、纵向卸压效果（创新成果3）。
曾获国家科技奖励情况： 2025年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等R2。 - 姓名：贾龚杰
排名：7
行政职务：业务主管
技术职称：工程师
工作单位：陕西陕煤铜川矿业有限公司
对本项目技术创造性贡献：主要负责现场方案实施和应用推广，协助项目现场实施的顺利完成，具体贡献如下：协助工作面顺槽特厚顶板定向破断卸压设计的顺利完成，针对铜川煤矿工作面顺槽顶板定向破断卸压设计，在特厚煤层进行现场工业性试验，进行了爆破效果评价。通过布置监测点来监测巷道位移和锚杆锚索应力，得出随着断顶密度的增加，巷道的帮部位移和顶板位移都有所降低，锚杆锚索的受力也降低，参与了铜川煤矿的工程检验和应用推广（创新成果3）。
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： 作为“深埋煤层特厚顶板定向聚能爆破卸压防冲关键技术与应用”项目的第一完成单位，负责研究和应用全过程，确保项目组织、策划和实施的顺利完成，制定项目研究总体方案，技术路线，研究内容和方案等，具体贡献如下：
（1）针对特厚坚硬顶板在聚能爆破作用下非连续、大变形及裂纹动态扩展难以模拟的问题，基于拓扑流形和微分流形理论，构建了适用于爆破裂纹扩展的数值流形计算框架，编译开发了NMM爆破裂纹扩展模拟程序，实现了特厚坚硬顶板从断续损伤、裂纹萌生、扩展到破裂垮落的全过程精细模拟。
（2）基于上述模拟程序，系统分析了切顶爆破过程中顶板应力场、位移场和裂隙场的时空演化特征，揭示了特厚坚硬顶板强矿压显现规律，阐明了特厚坚硬顶板损伤累积、裂纹贯通直至整体破断失稳的损伤破断机理。
（3）融合聚能爆破理论与断裂力学理论，考虑聚能射流定向侵彻、爆生气体驱动和岩体断裂准则，建立了双孔聚能爆破力学模型；分析了围岩体松散破碎带内的应力传递路径及其对爆破动载的缓冲效应，为控制爆破损伤范围和评价卸压效果提供了力学基础。
（4）基于特厚顶板岩体定向破裂机制和松散破碎带缓冲效应，构建了以切顶高度、切顶角度、孔间距和装药结构等关键参数为核心的精准切顶爆破卸压参数设计理论；建立了定向爆破下工作面矿压减控理论，实现了深埋特厚顶板工作面强矿压显现的安全控制。
- 单位名称：陕西陕煤蒲白矿业有限公司
单位贡献： 作为“深埋煤层特厚顶板定向聚能爆破卸压防冲关键技术与应用”项目的主要完成单位，确保项目组织、策划和实施的顺利完成，保证科研资金投入等，具体贡献如下：
（1）提出了深埋特厚顶板精准切顶爆破卸压的爆破参数设计理论，协同建立了双向点状聚能张拉力学模型，构建了深埋特厚顶板工作面精准切顶爆破卸压参数设计理论。
（2）在建新煤矿对4201、4202工作面爆破切顶卸压试验方案进行了现场验证试验，试验完成后发现爆破切顶卸压试验方案可以有效控制采区巷道围岩变形，显著降低工作面巷道反修次数，保障工作面的安全生产及工人人身安全，为安全绿色开采提供技术保障。
- 单位名称：陕西陕煤铜川矿业有限公司
单位贡献： 作为“深埋煤层特厚顶板定向聚能爆破卸压防冲关键技术与应用”项目的主要完成单位，为确保项目的顺利实施，提供了人力资源与基础应用的工作环境与场所等，具体贡献如下：
（1）协调顶板精准切顶爆破卸压技术应用在玉华煤矿、下石节煤矿、柴家沟煤矿、陈家山煤矿等相似煤矿的特厚顶板工作面安全开采的现场应用。
（2）协助构建了深埋煤层特厚顶板工作面精准切顶爆破卸压效果实时监测体系，完成了精准爆破卸压前后工作面顶板围岩稳定性监测评估，实现了工作面安全信息化管理。
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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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