西部矿井开采及灾害防治重点实验室

JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Vol.35 No.10 Oct 2010 西部矿井开采及灾害防治重点实验室

———省部共建教育部重点实验室简介

西部占我国国土面积的71%，有着丰富的矿产资源。近年来，发展西部矿业是党和国家的决策战略，开发西部矿业不仅是我国经济发展的全局需要，也是推动西部经济发展的源动力。利用先进的实验装备，系统研究西部矿产开发中具有共性的重大基础理论和科学问题，解决矿井生产与管理过程中的关键技术问题是西部矿业良性发展的根本所在。

“西部矿井开采及灾害防治”教育部重点实验室以西安科技大学采矿工程、安全技术及工程、岩土工程、地质工程4个博士点学科和“陕西省岩层控制重点实验室”、“国家煤炭工业采矿工程重点实验室”、“国家矿山救援技术西安研究中心”、“西安市复合胶体防灭火材料设备及工程中心”为依托，主要进行矿井开采围岩控制基础、矿区采动损害与环境灾变、矿井火及瓦斯灾害防治理论与技术安全工程理论及数字化技术的科学研究和技术攻关，是我国西部矿产资源安全与合理开发的重要科学研究和人才培养基地。

实验室建筑面积近4000m，建有以岩石力学性质伺服试验系统(MTS)为中心的岩石力学行为基础实验平台、以三维可加载相似模拟系统为中心物理模拟实验平台、以大型煤自燃发火实验台为中心的灾害力学实验平台和矿井安全生产模拟实验巷道平台等7个实验研究平台。现有仪器设备700余台(件)，总价值3500余万元。

中国科学院院士宋振骐仸实验室学术委员会主仸，教育部新世纪优秀人才伍永平教授仸实验室主仸。现有研究与管理人员58人，其中教授(研究员)23人；副教授17人；博士29人；45岁以下教授15人；博士生导师12人。国家百千万人才工程第二层次入选者1人，教育部“新世纪优秀人才计划”入选者3人，中国青年科技奖获得者1人，孙越崎青年科技奖获得者2人，陕西省有突出贡献专家称号获得者1人，陕西省青年突击手称号获得者1人，“三秦学者”2人。每年培养博士后研究人员3～5人，博士10～15人，硕士60～80人，接纳国内外进修人员8～10人。

近5a来，实验室围绕煤矿开采及矿井灾害防治研究，先后承担了国家自然科学基金项目22项；国家科技支撑项目5项；“863”计划项目1项、“973”项目2项，省部级重点基金项目30多项；获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步奖39项；出版学术专著11部，在国内及国际重要期刊上发表论文360余篇，被SCI和EI收录120余篇；获得国家发明专利6项，实用新型专利19项。

实验室针对西部矿产资源赋存特点和国内外采矿界共同关注的重点领域、带有共性的基础性热点问题，主要开展以下4个方面的研究。

矿井开采围岩控制基础 (1)浅埋煤层开采岩层结构非稳态运动控制；

(2)大倾角或急倾斜矿体开采“支架－围岩”系统动力学和稳定性控制； (3)煤层群及厚煤层开采岩层互动与协调安全开采； (4)战略后备矿区开发关键技术实验预研究。 矿区采动损害与环境灾变

(1)阻隔层与断裂系统影响下的矿体采动围岩运动学；

(2)构造环境和地下水耦合系统与矿区采动损害－环境灾变的互馈； (3)采动覆岩力学行为在不同地表环境中的显现规律；

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第35卷第10期 2010年10月 煤 炭 学 报

JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Vol.35 No.10 Oct 2010 (4)矿区地质环境承载能力评价和绿色矿区建设理论与技术体系。 矿井火及瓦斯灾害防治理论与技术

(1)煤低温自燃的痕量和微量化学作用参数定量测定； (2)煤自燃危险区域预测和判定理论；

(3)系列胶体防灭火材料及多功能注胶系统与配套设备；

(4)基于采动裂隙场与卸压瓦斯运移场耦合机理的煤与瓦斯安全共采理论。 安全工程理论及数字化技术

(1)复杂网络通风安全理论与计算机方法； (2)安全系统工程、危险源辨识理论与对策； (3)通风系统安全可靠性动态定量评价； (4)矿井安全技术的网络在线决策支持体系；

(5)基于网络技术的矿山机电设备安全运行监测监控技术。

在复杂埋藏条件煤层开采理论与技术领域，系统研究了大倾角(急倾斜)煤层开采“支架—围岩”动态稳定性控制技术，支持和指导了我国大倾角(急倾斜)煤层走向长壁综合机械化开采装备研制和不同埋藏条件下大倾角(急倾斜)煤层的安全、高效开采。形成了“大倾角煤层开采理论与技术”系列成果，除在国内的四川、甘肃、新疆、陕西、贵州、黑龙江等省(自治区)的10多个矿井推广外，还被俄罗斯工商联盟吉谢廖夫斯克煤矿、印度东北部煤炭公司等采用，为企业创造直接经济效益逾20亿元。

在煤层火灾防治领域，系统研究了煤层自燃危险区域判定和新型胶体防灭火关键技术，研发了“无机凝胶、高分子胶体、复合胶体等系列防灭火材料及与之配套的系列化防灭火装备”，“集红外摄像、高速数据采集、井下图像显示、本安型计算机为一体的KTE5型网络化矿山可视救援指挥系统”和“煤矿通风安全预警及煤矿安全专用服务器”等产品和装备，攻克了煤田火灾快速有效扑灭和高瓦斯矿井大面积开放式灭火等技术难题，在国内20多个省(自治区)推广，预测或扑灭了百余次煤层自然发火和多个煤田露头自燃火灾，为煤矿企业创造了30多亿元的经济效益，幵在俄罗斯、印度和澳大利亚等国家的煤矿中成功应用。

近年来，实验室通过主办或协办国际学术会议、举办专题学术会议、邀请知名专家讲学、面向海内外邀请访问学者到实验室等方式进行学术交流和研究。同时与俄罗斯、美国、澳大利亚、德国、日本等国家建立了长期的合作与交流关系，互派教师进修，共同开展科学研究，促进了实验室国际学术交流和研究团队的良性发展，为开展国际合作研究和实验室研究成果在世界煤炭生产国家的推广奠定了坚实的基础。

注：原文发表于《煤炭学报》 第２５卷 第１０期

（该实验室在西安科技大学临潼校区）