国家科技进步奖获得者陈苏社

正陈苏社(1966—),男,陕西西安人,教授级高级工程师,博士研究生,现任中国神华神东煤炭集团大柳塔煤矿总工程师,中国煤炭工业协会第三届技术委员会井工开采专家委员会委员,曾获得"国家科技进步二等奖"。1991年毕业于西安矿院采矿工程专业,2007年至今担任世界第一矿——大柳塔煤矿总工程师,为解决煤矿井下水综合循环利用、近距离煤层开采泄放水和综采面强制放顶超深孔爆破技     

神华集团斩获两项科技进步二等奖

本刊讯1月9日，国家科学技术奖励大会在北京举行，神华集团及所属企业实施的“生态脆弱区煤炭现代开采地下水和地表生态保护关键技术”及“宁东特大型整装煤田高效开发利用及深加工关键技术”项目同时获评国家科技进步二等奖，占到全国煤炭系统同一奖项的三分之二。     

神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用

针对神东矿区矿井水外排蒸发损失的问题,分析了以往保水采煤方法的不足,系统研究了矿区水文地质条件,提出了矿区三类水(近地表土壤水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水)概念。在此基础上,神东矿区通过开展一系列水资源保护和利用技术研究,掌握了矿区煤炭现代开采地下水的运移规律,相继研发了采空区储水设施、煤矿地下水库和煤矿分布式地下水库的水资源保护和利用技术,形成了以煤矿地下水库为核心的矿区水资源保护和利用技术,并通过技术提升,建成了大柳塔矿分布式地下水库示范工程,实现了矿井水井下循环利用。现场工程应用表明,神东矿区煤矿地下水库安全稳定运行,提供了矿区95%以上用水,有效保障了矿区的可持续发展,为我国西部地区煤炭开采水资源保护利用技开辟了新的技术途径。     

西部生态脆弱区现代煤-水仿生共采理念与关键技术

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表生态保护同步的"煤-水仿生共采"模式;按照"隔离-导流-控制"的仿生共采新思路、提出"隔离层控制"原理和开采"地下水漏斗聚集"调控效应;构建了集分区设计、隔离重构、仿生控制为核心的煤-水仿生共采保护控制关键技术体系;开发了"压裂-开采-注浆"开采隔离保护工艺、地下水汇集调控关键技术。     

2014“院士神华行”专家团到神东矿区考察

正本刊讯8月11日,由中国工程院能源与矿业工程学部20名院士组成的2014"院士神华行"专家团到神东矿区考察,参观了神东煤炭集团煤矿地下水库工程和神东矿区地表生态修复工程,并召开专题座谈会。张玉卓董事长致辞,中国工程院副院长王玉普讲话,凌文总经理做了题为《实施双轮驱动打造世界一流清洁能源综合企业》的专题汇报。与会院士听取了《西部矿区煤炭现代开采地下水保护技术与工程》、《煤铀资源开发情况汇报》两项汇报。与会院士认为神华集团通过多年的努力与创新取得了巨大的发展成果,在履行社会责任方面也     

世界一流中国第一——大柳塔煤矿矿长寇平访谈录

寇平,男,汉族,内蒙古集宁市人,１９５２年５月出生。采矿专业毕业,工程师。１９７０年１２月在乌达矿务局五虎山矿参加工作,历任技术员、综采队队长兼书记、生产科长。１９９２年１１月调入神东煤炭公司,历任活鸡兔煤矿副总工,大柳塔煤矿副矿长兼党委委员。１９９９年１０月起任大柳塔煤矿矿长兼党委书记。 “一井一面800万t商品煤,全矿总人数365人,全员工效83t/工,实现安全无事故”是神华集团神东煤炭公司大柳塔煤矿2000年的奋斗目标,被《煤炭信息》周刊作为本年度重大消息刊登在封面,并每周作动态报道。大柳塔煤矿自1996年初投产…     

西部矿区现代煤炭开采对地下水赋存环境的影响

为有效保护和开发我国西部生态脆弱区地下水资源,针对现代煤炭开采对覆岩结构及地下水赋存环境的影响,以神东矿区超大工作面综采为例,应用现代高精度地球物理探测与分析方法,建立了以高精度四维地震多属性数据为核心的多属性数据体,描述了采前、采中、采后至稳定状态下的采动煤层覆岩变化过程,提出了采动煤层的覆岩具有开放的多层渗流结构和层状自修复趋势,为西部地区现代煤炭开采技术条件下地下水资源保护提供了理论依据。     

西部煤炭集约化开采损伤传导机理与源头减损关键技术

科学认识开采损伤传导机理是井下安全生产、含水层保护及地表附属物减损理论发展及减损关键技术提出与实践的核心问题,研究西部煤炭集约化开采损伤传导机理与源头减损关键技术,对协调我国能源需求保障和矿区生态保护具有重要意义。通过分析集约化开采特征和现有减损技术特点,基于神东矿区集约化开采现场实测与模拟,研究了西部集约化开采损伤规律,揭示覆岩损伤传导机理。研究表明,神东矿区集约化开采具有矿压显现强烈、覆岩损伤严重、移动周期短、地表变形剧烈、地表裂缝发育等规律;发现神东上湾煤矿"基本顶破断-关键层断裂-地表主裂缝"呈"331"周期性传导规律,得出西部煤炭集约化开采覆岩及地表损伤具有周期性对应传导关系。揭示了覆岩损伤逐层上传、分区耗散的机理;提出了采动损伤能及极限损伤能临界值计算方法;建立了覆岩"三带"不同分区损伤系数与开采空间关系的损伤耗散模型,得出源头减损是控制开采损伤的主要途径。兼顾集约化开采特征,分别围绕覆岩损伤控制、地表变形控制等不同目的,提出了开采工艺参数优化、覆岩承载结构稳定性维持和变形调控减损的集约化开采源头减损关键技术,并给出工作面采高、面长及推进速度的合理区间。运用该方法对上湾煤矿...     

大柳塔煤矿地下水库建设与水资源利用技术

为解决神东矿区因高强度大规模开采引起的生态环境脆弱与水资源匮乏的问题,基于对煤矿水灾的防治和井下水资源的保护与合理利用,提出了利用煤矿井下采空区对水资源进行"转移、净化、储存和利用"的地下水库水循环利用关键技术。大柳塔煤矿利用此技术建成了我国第一个具有立体空间网络的庞大的地下水库水资源保护与循环利用工程系统,实现了水资源的高效循环利用,既解决了矿井水灾问题,又创造性地保护了井下水资源,为我国浅埋煤层绿色开采开辟了新途径。     

黄河流域煤矿区生态环境修复关键技术与战略思考

针对黄河流域煤矿区所处的战略地位,剖析了该流域生态环境面临的主要问题,认为水资源短缺是该流域中上游生态环境治理的瓶颈,现有技术与方法还不能支撑黄河流域煤矿开采与生态环境的协调发展,理论与技术的创新将成为新的关注热点。分析了国内外煤矿开采的岩层结构及采动裂隙演化规律、地下水资源保护、煤炭开采对水和生态环境影响的研究现状,提出了黄河流域煤矿区生态环境修复应结合煤层赋存特点和煤层开采工艺技术,对上覆岩层产生的裂隙发育特征与展布格局,裂隙与地表水和矿井水的导通与耦合关系,裂隙对地表生态发育与退化作用,生态环境修复关键技术与方法等进行了系统描述。提出黄河流域中上游煤矿区生态环境修复关键是水的保护与利用,要采用四维综合监测方法,揭示采矿全周期的地下水、表层水运移及地表生态环境演变规律。要针对黄河流域不同煤矿区开发过程对水土资源受损的影响程度与范围,研究并形成黄河流域煤矿生态环境修复关键技术,构建黄河流域煤炭开发的生态安全评价体系及调控模式。要改变传统认为煤炭开采只是对生态环境破坏的旧观念,充分利用煤炭开采过程对上覆岩层产生裂隙这一类似"松土"的作用动力,减缓干旱半干旱地区极易形成的次生盐碱化现象,...     

大柳塔煤矿绿色开采的研究思路

煤矿高强度采动影响地表生态环境,是西部生态脆弱地区资源开发面临的紧迫问题。从煤炭开采对水资源和地表生态的影响规律研究出发,提出水资源保护和环境生态修复实现煤炭绿色开采是亟待解决的课题。     

超大综采工作面采动覆岩结构损伤研究

针对现代煤炭开采中地下水和地表生态保护问题,选择神东矿区补连塔矿的超大综采工作面,研究了风积沙区采动覆岩破坏规律和减损途径。研究表明：在相同开采环境下,工作面宽度和推进速度,是控制覆岩破坏程度的关键。首次采用相对损伤系数比较发现,增加工作面和推进速度,可降低采动覆岩结构相对损伤程度。这对减小采动裂隙带高度,促进采后地表生态修复都有重要作用。     

浅谈煤炭清洁生产

为了降低煤炭开采过程中产生的污染和能耗,神东煤炭集团大柳塔煤矿52307综采工作面通过采用多项节能环保关键技术,在减少煤炭生产污染的同时,大大降低了吨煤能源消耗,实现了原煤生产综合能耗约2.7 kg标煤/t,达到世界先进水平,做到了绿色开采,清洁生产。     

晋陕蒙生态脆弱区采煤沉陷地生态治理技术

晋陕蒙的煤炭资源分布于山西、陕西、内蒙古等西部多个省份,所处生态环境极为脆弱,具有干旱、降水量少,植被覆盖率低,荒漠化严重的特点。针对晋陕蒙煤炭基地独特的区域环境特征,结合晋陕蒙煤炭基地多年的煤矿地表沉陷治理经验,总结研究以神东矿区为样板的晋陕蒙生态脆弱区煤炭生产基地的生态治理技术,探讨采煤沉陷区环境适应型植被种植模式、重建工程适应型方法和适宜该地区的生态治理集成技术。     

地下水受煤炭开采的影响及其储存利用技术

针对神东矿区现代煤炭开采对地下水的影响和矿井水外排蒸发损失等问题,采用物探和钻探观测、模型试验和数值模拟等手段,揭示神东矿区10余年来煤炭开采的地下水运移规律,即第四系松散孔隙含水层水位在下降20%~30%时,水量补给达到平衡,水位基本保持不变;基岩裂隙水是目前矿井涌水主要来源。在掌握现代煤炭开采对地下水影响规律基础上,研发了以超大工作面采空区冒落岩体空隙为储水空间,通过建设煤柱和人工挡水坝体,构筑煤矿地下水库,实现了地下水井下储存利用。     

基于开采工艺的神东矿区覆岩移动规律分析

以补连塔煤矿工作面近水平煤层为背景,在分析开采工艺影响因素的基础上,选择主要影响因素为采高、工作面长度和开采速度。通过正交试验优化组合建立了FLAC3D数值模型,分别对覆岩影响敏感性和覆岩破坏程度进行了分析。结果表明:通过方差分析,得到开采工艺因素对覆岩影响敏感性由大到小依次为:采高、开采速度、工作面长度;针对神东矿区现代煤炭开采与水资源短缺和生态脆弱的矛盾,了解上覆岩层移动规律,可以通过适当调整开采工艺,减少对覆岩的扰动破坏,进而有效地保护地下水资源的流失。     

神东矿区资源环境治理对策研究及其具体实践

神东矿区地处我国西部生态脆弱区与能源富集区，30多年来，不仅建成了特大型煤炭生产基地，而且将荒漠变成了绿洲。简要介绍了神东矿区资源开发概况与矿区生态环境特征，阐述了遵循习近平生态文明思想、坚持矿区绿色发展的必要性，分析研究了在矿区生态环境修复治理过程中面临的主要挑战和主要问题，展示了神东矿区创新采用的“三期三圈”“三控三用”生态修复治理与废物利用技术模式，以及“开采一次性煤炭资源，建设永续利用生态资源”的生动实践；认为，保护地表生态环境就是保护资源环境承载力，只有正确处理生态保护与经济发展的关系，才能实现高质量发展与良好生态环境的共赢。     

绿色开采定量分析与深部仿生绿色开采模式

绿色开采是煤炭规模化开采向现代生态文明开采的技术跨越，绿色开采水平的科学评价则是建立适用绿色开采模式与实践效果检验的重要方法。研究基于前人成果分析，试图从生态学视角将传统的采矿系统与生态系统相融合构建采矿生态系统，采用物理模型构建、数学模型分析和实例验证方法，分析开采扰动时系统受损状态和生态损伤程度，构建生态损伤和绿色开采分析模型，定量评价绿色开采水平和效果，参考西部深部开采环境特点和采动生态响应特征，建立适用的绿色开采模式，为西部矿区探索适用的绿色开采解决方案提供有效途径。研究基于采矿生态系统，提出描述开采“激励”作用下生态损伤的4个因子和16个主要参数，系统内3类要素组(采动覆岩、地下水系统、地表生态)的4种耦合关系(应力耦合、水-岩耦合、水-土耦合、辐射耦合)和生态损伤的系统外传导效应，提出描述生态系统原态与受损状态相对变化关系的“生态损伤系数”;绿色开采本质是通过控制开采激励的生态响应水平实现“减损”和近零排放的先进开采方式，参照生态系统原态提出开采“绿度”指标度量开采扰动下自然稳定的生态系统原态保持水平，基于生态损伤系数建立了绿度定量分析模型和绿色开采水平比较模型;建立了绿色开采模型，分析了开采工艺参数、地下水系统保护和地表生态修复方法的绿度贡献水平，发现控制导水裂隙带高度、矿井水涌出量和含水层保护、近零排放等途径对开采绿度贡献相对较大;采用“递进式”优化的绿色开采方法与安全高效开采模式对比，地下水系统减损对提升绿色开采水平相对贡献更大;处于西部生态脆弱区的神东矿区分析显示，大柳塔矿、上湾矿、榆家梁矿等优于全区平均绿色开采水平，地下水系统减损是提升绿色开采水平的瓶颈;按照“源头减损与过程控制”思路，着力“降高、减失、快治、零排”，建立以“仿生”开采工艺为核心、非连续开采充填、含水层渗流隔离、煤矿地下水库储水、地表生态分区治理技术协同且精准控制开采过程的深部仿生绿色开采模式。     

特大断面煤巷锚杆支护技术的应用

以神东煤炭分公司大柳塔煤矿大柳塔井5-2煤大巷为例,介绍了锚杆支护技术在特大断面巷道支护中的应用.     

煤矿地下水库理论框架和技术体系

针对我国西部（晋陕蒙宁甘）地区富煤缺水,且蒸发量是降雨量的6倍左右的条件,以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场,破坏了原有的地下水系统,产生大量矿井水,为保障煤矿安全,解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题,提出了“导储用”为核心的煤矿地下水库地下水保护利用理念,研究开发了涵盖煤矿地下水库设计、建设和运行的技术体系,包括水源预测、水库选址、库容设计、坝体构建、安全运行和水质保障等六大关键技术,并在神东矿区成功建设了示范工程,累计建成32座煤矿地下水库,为矿区提供了95%以上用水,且实现了长期低成本安全稳定运行。工程实践表明,煤矿地下水库是充分利用地下自然空间和自然力储存和净化矿井水的安全、低成本、规模化的储水技术,为西部地区煤炭开采地下水资源保护利用提供了有效技术支撑。