深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室(以下简称实验室)是在淮南矿业(集团)有限责任公司(以下简称淮南矿业集团)原深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室基础上,依托淮南矿业集团和安徽理工大学联合组建,2023年3月15日获国家批准建设,是安徽省煤炭领域唯一、省属企业唯一、省属高校唯一的全国重点实验室。
实验室定位于应用基础研究,聚焦国家能源安全、生态安全战略和企业实际需求,构建国际一流应用基础理论与工程示范研发平台,致力于深部高瓦斯、高地压、高承压水、高地温、大采深“四高一大”复杂条件下煤炭安全开采和煤矿区生态环境保护共性基础理论与关键技术难题研究攻关,旨在为保障我国能源供应自主安全可控、淮河流域煤矿生态环境保护提供理论和技术支撑。
淮南矿业集团投入5亿元在淮南市山南高新区新建6栋总建筑面积5.5万平方米实验室科研用房,安徽理工大学提供独立物理空间建设高精尖实验装置与仪器设备集群。依托单位共投入1.8亿元购置科研仪器设备,提升实验室研究条件和综合实力。
实验室重点围绕多场耦合致灾机理、煤与瓦斯共采理论、瓦斯动力灾害防治、绿色低损害开采和全浓度瓦斯利用等主要研究方向,聚焦千米深井地压治理、瓦斯治理二次创新、底板水害防治及煤矿区生态环境保护等方面,在承担国家重大科研任务、开展应用基础研究、攻克重大技术难题和推进科研成果转化上聚力用功,以政产学研用协同创新推进创新链、产业链、教育链、人才链深度融合,合力打造国际领先的深部煤炭安全开采与环境保护原创技术策源地,努力将实验室建设成为国际领先的深部煤炭安全开采与煤矿区生态环境保护领域的学术和技术引领高地、煤炭行业高层次人才培养基地。
仪器设备优势:主持国家重大科研仪器研制项目“深地(部)工程多场耦合动力灾变试验仪”,拥有一大批高精尖实验装置与仪器设备,深地工程多场耦合动力灾害的基础研究处于世界前沿。
现场验证优势:实验室依托单位淮南矿业集团拥有8对千米深高瓦斯突出矿井,拥有高瓦斯、高地压、高承压水、高地温和大采深复杂开采条件现场实验条件和应用场景,深部煤炭安全开采与煤矿区生态环境保护研究成果可直接验证、迅速推广。
主持开展了极易离层破碎型围岩控制关键技术研究,揭示了深井松软巷道围岩时空演化失稳机理,发明了提高围岩自身强度控制巷道最小变形的时空耦合方法,开发成功巷道复合控制技术,实现了深井“大跨度、大空间、大变形”硐室和极易离层破碎型顶板围岩安全稳定控制。研究成果获国家科学技术进步奖二等奖5项,系列研究成果为煤矿安全开采提供了科技支撑。
5.典型动力灾害致灾机理与监测预警
主持完成煤炭行业首个国家重大科研仪器研制项目“用于揭示煤与瓦斯突出机理与规律的模拟试验仪器”,完善了煤与瓦斯突出相似体系,攻克了突出定量模拟难题,填补了国内加载充气保压下巷道掘进诱突物理模拟的空白,全球首次成功实现了巷道掘进揭煤诱发煤与瓦斯突出试验模拟。主持完成“十三五”国家重点研发计划项目“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”,建立了“应力场-扩散场-渗流场”多场耦合模型,揭示了煤矿典型动力灾害发生机理,构建了远程监控预警系统云平台,成果应用到国家煤矿安全生产风险监测预警系统。
7.采煤沉陷区浮床水稻种植技术
统筹能源安全与粮食安全,在积水3m以浅的沉陷损毁过渡区探索“稻鱼共生”模式,全国首次成功试种采煤沉陷区浮床水稻,做到“藏粮于技”,央视、人民日报、新华社等主流媒体广泛宣传报道。
8.煤矿区环境保护理论与关键技术
创立了采复耦合条件下水土协调、耕地复垦土壤重构、井工煤矿“边采边复”技术,研发了两淮矿区采煤沉陷区水资源综合利用、高潜水位采煤沉陷区采复一体化治理等系列关键技术,缩短土地损毁时间50%以上,提高耕地恢复率10%~40%,优化了两淮矿区“引江济淮”“淮水北调”重大水利工程布局。
9.煤矿粉尘治理与职业安全健康
提出了煤矿井下空气质量革命理念和井下采掘工作面区域粉尘“分源-分区-分级-分策”精准治理新方法,开发了采掘工作面控-除-阻-捕-降尘系列技术装置,打造了具有里程碑意义的全国首个2000万吨级“井下空气质量革命”示范矿井,成果获2023年中国煤炭工业协会科学技术奖特等奖。
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