| 学科专业评审组： | 工程建设组 | | 项目名称： | 深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能爆破卸压关键技术与应用 |
| 提名单位： | 陕西省煤炭学会 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 深埋孤岛工作面主要面临支承压力叠加与高应力集中导致的高冲击地压风险，而特厚顶板则进一步加剧了矿压显现烈度，推高了冲击地压风险。深埋孤岛工作面的强矿压显现规律不清，精准卸压技术不明，已成为制约冲击地压灾害防控的关键瓶颈问题。本项目创新了聚能爆破切顶卸压数值流形方法（NMM），实现了坚硬顶板聚能爆破定向破断和垮落全过程精细仿真，阐明了孤深埋岛工作面顶板破断驱动的强矿压显现规律；建立了双孔聚能爆破力学模型，建立了孤岛工作面特厚顶板聚能爆破切顶矿压减控理论；提出了精准切顶爆破卸压技术，构建了多源数据融合的矿压显现规律和卸压效果监测系统。经中国煤炭工业协会组织专家鉴定认为“项目成果理论有突破，技术有创新，工程有应用，对深埋特厚煤层孤岛工作面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、建庄等煤矿，使用期间有效的控制了孤岛工作面强矿压及巷道围岩变形，大量缩减了巷道二次维修次数，提高了生产效率，合计产生经济效益7.05亿元。该成果对深埋孤岛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。
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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：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（创新点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（创新点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：郭风景
排名：2
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：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：针对铜川矿区典型孤岛综放工作面，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，构建了深埋孤岛工作面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孤岛工作面安全评价管理（创新点3）。
曾获国家科技奖励情况： 无 - 姓名：张光磊
排名：3
行政职务：主任工程师
技术职称：正高级工程师
工作单位：中煤西安设计工程有限责任公司
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：孤岛工作面煤、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（创新点1）。协助完成了孤岛工作面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，参与了孤岛工作面切顶卸压的工程验证（创新点3）。
曾获国家科技奖励情况： 无 - 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：针对深埋孤岛工作面聚能爆破特厚顶板，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，分析了孤岛综放工作面灾害主要表现，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（创新点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：李慧
排名：5
行政职务：西固煤业副总经理
技术职称：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（创新点3）。
曾获国家科技奖励情况： 无 - 姓名：曹西太郎
排名：6
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：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（创新点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孤岛工作面矿压减控理论（创新点2）。
曾获国家科技奖励情况： 无 - 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，在孤岛工作面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（创新点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“深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能爆破卸压关键技术与应用”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）制定了理论研究总体方案与煤岩的动力损伤破坏规律室内试验方案，采用宏、细观相结合的方法，完成了铜川煤矿孤岛工作面煤岩物理力学测试，得到了动静荷载耦合作用下深部弱冲击矿井巷道围岩分区化破坏机理，建立巷道围岩动力损伤本构模型，为裂纹扩展提供了判据，为后续建立试验提供了理论保障。
（2）建立了弱冲击条件下孤岛工作面矿压减控理论，通过双向点状聚能张拉力学模型，得到了特厚顶板定向破裂力学机制，完成了孤岛工作面精准切顶爆破卸压的爆破参数设计。编译了切顶爆破卸压的数值流形方法程序，并基于仿真模拟完成了深埋高瓦斯特厚煤层孤岛工作面精准切顶爆破卸压的爆破方案设计。
（3）研究了松动圈演化、微震、矿压显现等监测手段在深埋孤岛工作面特厚顶板定向爆破卸压的应用，构建了深埋孤岛工作面特厚顶板定向爆破卸压效果实时监测体系。
- 单位名称：陕西陕煤蒲白矿业有限公司
单位贡献： 作为“深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能爆破卸压关键技术与应用”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）提出了深埋孤岛工作面特厚顶板定向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，构建了深埋孤岛工作面特厚顶板精准爆破卸压参数设计理论。
（2）提高了黄陵矿区深埋孤岛工作面特厚顶板孕灾机理及围岩控制技术研究水平，为矿区煤矿安全开采提供了技术保障。
（3）在铜川煤矿按照孤岛工作面切顶卸压爆破试验方案进行了现场爆破卸压试验，试验完成后发现切顶卸压爆破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：中煤西安设计工程有限责任公司
单位贡献： 作为“深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能爆破卸压关键技术与应用”项目的主要完成单位，为确保项目的顺利实施和应用，协助建立了弱冲击条件下孤岛工作面矿压减控理论，协助完成了孤岛工作面精准切顶爆破卸压的爆破参数设计。
- 单位名称：陕西陕煤铜川矿业有限公司
单位贡献： 作为“深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能爆破卸压关键技术与应用”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孤岛工作面和非孤岛工作面安全开采的现场应用。
（2）协助构建了深埋孤岛工作面特厚顶板定向聚能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围岩稳定性监测评估，实现了孤岛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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