一、煤炭資源勘查評價與資源特性

學術骨干：

姓名	職稱	榮譽
代世峰	教授	國家杰出青年基金獲得者、973項目首席、教育部創新團隊學術帶頭人
曹代勇	教授
唐躍剛	教授
邵龍義	教授
趙峰華	教授	全國百篇優秀博士論文獲得者
梁漢東	教授
李賢慶	教授

（1）提出了中國煤炭資源呈“井”字形分布格局的區劃認識，從理論上系統地論述了我國煤炭資源、水資源、生態環境條件以及經濟社會發展的分區特征，提出了“保護與減輕東部、穩定開發中部、加快開發西部”的開發布局戰略，形成了“盡快實行東部煤炭資源保護和設立資源戰略儲備基地”、“加快新疆煤炭資源開發應成為長期的國家戰略”等政策建議。

（2）以煤炭資源賦存規律研究成果為依據，完成了新一輪全國煤炭資源預測評價，獲得了我國煤炭資源量的科學數據。以多重地層理論為指導劃分了中國含煤地層序列的時空格架，提出了全國各聚煤區層序及體系域的對比方案，建立了和層序地層格架下的厚煤層聚集模式；提出賦煤構造單元的概念，完成了全國三級賦煤構造單元區劃，總結了控煤樣式的分布規律及其對煤炭資源賦存狀況的控制；提出了預測資源量分級、分等、分類標準和煤炭資源潛力評價方法，指導了全國各省區開展煤炭資源潛力評價，獲得全國煤炭資源量的科學數據，建立了以煤炭地質理論新進展為支撐、由一系列關鍵技術組成的中國煤炭地質綜合勘查理論與技術體系。

（3）首次把“煤質分區”納入到了煤炭資源評價體系中，把有害元素和稀有元素的富集成因作為評價體系的重要組成部分：（1）提出了超高有機硫煤中微量有害元素U、Mo、Se、V以及有機硫來源于的海底噴流（熱液），并在缺氧還原的環境下富集形成；該發現補充了煤中微量元素的富集成因類型；（2）在煤中發現了堿性和基性的火山灰蝕變粘土巖，認為高度富集Nb、Ta、Zr、Hf和REE的堿性火山灰來源于地幔柱演化后期的消亡階段的產物；該研究為地幔柱的演化提供了煤地球化學方面的證據；（3）揭示了煤中稀土元素的富集成因類型，建立了煤及其燃煤產物中稀土元素的評價方法與理論基礎，為煤中稀土元素的利用提供了理論依據，

二. 煤炭開采的地質保障理論與技術

學術骨干：

姓名	職稱	榮譽
彭蘇萍	教授	中國工程院院士
武強	教授	中國工程院院士
周宏偉	教授	新世紀百千萬人才工程
韓敏芳	教授	973項目首席
孟召平	教授
楊峰	教授
朱國維	教授
杜文鳳	教授

針對我國煤礦開采地質條件復雜、隱伏災害源種類多，煤礦井下環境惡劣等難題，開展了礦井地質構造與災害源探測敏感性地球物理裝備技術的研究，提出了礦井地質構造與災害源探測敏感性地球物理探測的基礎理論與方法，研制出成系列的礦井復雜地質構造與災害源探測儀器裝備，并通過現場應用形成了井下不同地質任務的礦井物探成套方法和技術。研制儀器裝備主要包括：礦用本安型探地雷達系列、礦井多波地震儀、礦井瞬變電磁儀及礦山動力災害源預警系統等。

主要的科技創新貢獻：（1）設計開發了系列防爆礦井地質雷達，實現有效探測巷道掘進前方50米，頂底板30米和開采工作面400米范圍內的隱伏災害源，探測精度>0.5米。（2）研究開發了礦井地質構造精細地震探測裝備與技術，達到探測掘進工作面前方100～150米的斷層和地質異常體，探測精度：>1米，巷道側方及頂底板方向探測距離>500m。（3）設計開發了礦井瞬變電磁探測裝備與方法，實現可探測查明前方20～100米范圍含水異常體。（4）研制開發了礦山開采動力災害源預警裝備系統，實現其空間準確定位（定位精度<20～50m）及其性質的智能識別，輔助決策，實時預警。

三、環境協調的綠色開采理論與技術

學術骨干：

姓名	職稱	榮譽
錢鳴高	教授	中國工程院院士
王家臣	教授	新世紀百千萬人才工程、孫越崎能源科學技術獎“能源大獎”
竇林名	教授
鞠楊	教授	國家杰出青年基金獲得者
胡振琪	教授	新世紀百千萬人才工程
畢銀麗	教授
吳立新	教授	國家杰出青年基金
柏建彪	教授
許家林	教授
張農	教授	新世紀百千萬人才工程、教育部創新團隊學術帶頭人
張東升	教授
屠世浩	教授
才慶祥	教授

（1）推動了厚及特厚煤層高效開采理論與技術突破性進展，創建了綜放開采頂煤放出的散體介質流理論，建立了基于頂板和煤壁控制的厚煤層圍巖控制新方法，與煤礦企業合作共同開發了14m以上近水平特厚煤層大采高綜放開采技術、60°厚煤層長壁綜放開采技術、大埋深薄基巖水患威脅厚煤層大采高開采技術等復雜厚煤層條件的高效開采技術；發明了厚煤層錯層位采煤法與三段式回采工藝,解決了我國難采厚煤層高效、安全開采技術難題。

（2）開發了新型高效充填開采系列技術及裝備，提出了充填采煤巖層控制的“結構關鍵層”理論，和采動覆巖隔離注漿充填采煤技術，發明了固體物料濃度為75~80%的高濃度膠結充填新型材料；

（3）開發了留巷鉆孔法煤與瓦斯共采技術及圍巖隱患控制新技術，形成了留巷鉆孔法煤與瓦斯共采技術，開發了巷道隱患排查與控制新技術。，發明了新型高預應力錨索桁架結構控制大斷面巷道圍巖技術，研發了高強度開采工作面頂板隱患防治技術；

（4）建立了露天煤礦時效邊坡理論及節理巖體邊坡的可靠性理論，研發了大型露天煤礦時效邊坡理論及應用和深凹節理巖體高陡邊坡的可靠性理論與應用。

（5）揭示了西部煤炭開采對地下水和地表生態環境影響的機理和規律，建立了采動覆巖地震、電性、滲流等參數全周期同步觀測系統，發明了多數據源的礦區土地生態損傷信息獲取方法、沉陷動態裂縫監測方法及設備，實現了開采全周期生態環境損傷的系統監測；創立了煤炭開采生態環境損傷的監測方法;提出了采礦與復墾一體化的露天開采與復墾工藝和關鍵技術。首次提出建設煤礦地下水庫實現礦井水井下儲用的新理念，發明了地下水庫庫容確定、壩體防滲和礦井水凈化等方法，解決了水庫壩體構筑和安全防控、水質保障等關鍵技術問題，首創了煤礦地下水庫儲用礦井水技術。突破生態脆弱區有限水資源的約束和礦井群多目標配置難點，建立了水資源現狀和供需水（自來水、工業復用水和綠化復用水）的平衡關系。開發了生態脆弱區地表生態修復技術，為揭示生態損傷規律和修復技術的選擇奠定了理論基礎。

四、煤礦重大災害防治的關鍵理論與技術

學術骨干：

姓名	職稱	榮譽
周世寧	教授	中國工程院院士
孫繼平	教授
姜耀東	教授	973項目首席
王德明	教授
周福寶	教授	國家杰出青年基金獲得者、新世紀百千萬人才工程、教育部創新團隊學術帶頭人
聶百勝	教授	科技部創新人才推進計劃
王恩元	教授

（1）提出了深部巖體復雜非連續結構的分形重構方法，實現了礦山巖體非連續結構及災變應力場的三維表征與可視化，為深入開展礦山深部巖體的復雜斷續結構、動力災變特征與能量作用機制的定量和可視化研究開辟了新途徑；

（2）研究了地質賦存條件與沖擊地壓相互作用機制；開發了采動應力場及覆巖結構破壞演化與沖擊地壓治理技術；研發了煤礦沖擊地壓的多參量前兆識別及監測預警技術；開發了基于監控系統的煤巖動力災害監測技術；研發了一批具有自主知識產權的科學儀器設備，包括：深部隱伏構造帶發育特征綜合探測技術與解釋方法；“震動場-應力動態”一體化監測預警系統；沖擊危險預測與監測預警體系；ZOS礦用分布式微震監測系統；無線沖擊地壓實時監測預警系統；沖擊地壓電荷監測技術；快速讓位吸能防沖支護技術；基于應力控制的沖擊地壓區域防范技術體系；

（3）研發了頂板大面積壓架災害機理與防治技術；研究揭示了松散承壓含水層下采煤壓架突水災害發生機理，形成了壓架突水危險區域的預測方法，建立了“危險預測-采前預防-采動預警-實時調控”的災害防治技術體系；揭示了淺埋上煤層已采單一關鍵層結構下，厚風積沙復合單一關鍵層條件、過溝谷地形上坡段條件、采出上覆集中煤柱條件、上覆房采煤柱下開采條件等4類條件下關鍵層結構失穩機制與壓架機理，提出了高阻力支架控頂等壓架災害防范措施。

（4）研究了近距離突出煤層群瓦斯賦存規律；研發了以無煤柱上保護層開采為核心的井下采前、采中和采后近距離煤層群瓦斯綜合抽采、配合地面鉆井瓦斯抽采的近距離突出煤層群立體瓦斯綜合抽采技術。研究得到了含瓦斯煤巖變形破裂過程聲發射、電磁輻射響應特征規律；研制了煤巖聲電傳感器，測試分析了掘進面電磁輻射、聲發射、瓦斯濃度指標的變化規律及其與突出危險的相關性；研發了煤與瓦斯突出聲電瓦斯綜合監測預警技術。

（5）開發了防治煤自燃的高效阻化防滅火技術；

針對我國西部礦區地表多砂少土缺水、傳統的防滅火技術難以實施的問題。發明了一種高吸水性和保水功能、能懸浮山砂的綠色環保的高效阻化劑，降低了成本，形成了適宜西部地區的阻化砂漿防滅火技術。

（6）研發了高效泡沫的礦塵災害防治新技術。

針對礦井防塵噴霧易堵塞和霧化環境不利工人作業、除塵風機在高瓦斯和突出礦井使用不安全、煤層注水降塵率低等技術的不足，將泡沫技術應用于礦塵防治中，利用泡沫比霧粒表面積大、黏附性強和濕潤性好的抑塵和捕塵優勢，發明了一種高效泡沫降塵技術, 提高了降塵率，降低了耗水量，成為防治礦塵災害的創新技術。

上述研究成果得到了國際學術同行的廣泛關注，動力災害監測預警技術在現場應用取得了突出成效，形成了我國深部煤礦頂板、沖擊地壓、煤與瓦斯突出“理論-技術-手段-應用”一體化的動力災害預測理論與防治技術體系。同時，建設了義煤集團等幾乎覆蓋全行業的一批工程實踐和應用示范基地，為解決煤礦頂板、沖擊地壓、煤與瓦斯突出災害重大需求做出了突出貢獻。