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作者 范立民１,２,馬雄德３,４,蔣澤泉５,孫魁１,２,冀瑞君６ 引用格式 范立民，馬雄德，蔣澤泉，等.保水采煤研究30年回顧與展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019,47(7)：1-30. FAN Limin,MA xiongde,JIANG Zequan,et al. Review and thirty years prospect of research on water-preserved coal mining[J].Coal Science and Technology , 2019 ,47 (7):1-30. 單位 １.礦山地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理與防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;２.陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站;３.長安大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院;４.長安大學(xué) 旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應(yīng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;５.陜西省一八五煤田地質(zhì)有限公司;６.陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司 摘要 煤炭是我國工業(yè)化過程中最重要的能源，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一直發(fā)揮著重要作用。但所有工業(yè)化國家所面臨的一個(gè)主要問題是礦區(qū)環(huán)境退化，短期的經(jīng)濟(jì)利益都是以巨大的環(huán)境損失為代價(jià)獲得的。保水采煤是針對(duì)陜北侏羅紀(jì)煤田開發(fā)過程中出現(xiàn)的環(huán)境問題而提出的科學(xué)采礦思路與方法，在過去20多年的時(shí)間中有了長足的發(fā)展。 回顧了煤田發(fā)現(xiàn)歷程，分析了其資源特征，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了煤炭開發(fā)過程中出現(xiàn)的突出環(huán)境問題，如土地荒漠化和水資源供需矛盾。簡述了保水采煤問題的提出和發(fā)展過程，解釋了保水采煤的概念及科學(xué)內(nèi)涵。以CNKI文獻(xiàn)檢索結(jié)果為準(zhǔn)，詳細(xì)梳理了圍繞保水采煤問題而開展的科研項(xiàng)目、發(fā)表的論文、論著及學(xué)術(shù)會(huì)議，并指出了該領(lǐng)域主要關(guān)鍵科學(xué)問題。 進(jìn)一步介紹了礦區(qū)生態(tài)水位及閨限研究、淺埋煤層巖層控制、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度、保水開采條件分區(qū)、保水采煤技術(shù)及地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)等方面取得的主要成果。保水采煤是維護(hù)和提升礦山生態(tài)系統(tǒng)功能和環(huán)境質(zhì)量的重要手段，必須長期堅(jiān)持，持續(xù)實(shí)施。今后保水采煤技術(shù)工程實(shí)施，需要深入貫徹落實(shí)“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”重要理念.推廣試點(diǎn)工程成功經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐模式,全方位推進(jìn)國土空間的生態(tài)保護(hù)修復(fù)。 大綱 ０ 引 言 １ 保水采煤問題的提出 １.１ 陜北侏羅紀(jì)煤田的發(fā)現(xiàn) １.２ 陜北侏羅紀(jì)煤田開發(fā) １.３ 保水采煤的提出 １.４ 保水采煤概念及科學(xué)內(nèi)涵 ２ 保水采煤研究進(jìn)展 ２.１ 主要科研項(xiàng)目 ２.２ 主要論著 ２.３ 主要期刊論文 ２.４ 保水采煤學(xué)術(shù)研討會(huì)及期刊專輯 ３ 礦區(qū)生態(tài)水位合理埋深的確定 ３.１ 生態(tài)水位及合理埋深觀測(cè)研究 ３.２ 礦區(qū)地下水位下降的閾值 ４ 基于保水開采的淺埋煤層巖層控制理論與技術(shù) ４.１ 淺埋煤層開采巖層控制理論 ４.２ 淺埋煤層隔水層穩(wěn)定性與保水開采 ４.３ 淺埋近距煤層群保水開采方法與技術(shù) ５ 導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度探測(cè) ５.１ 導(dǎo)水裂隙帶探測(cè)方法 ５.２ 探測(cè)結(jié)果 ６ 保水采煤地質(zhì)條件分區(qū) ６.１ 基于含水層結(jié)構(gòu)保護(hù)的保水采煤分區(qū) ６.２ 以生態(tài)水位保護(hù)為核心的保水采煤分區(qū) ６.３ 基于生態(tài)約束的保水采煤分區(qū) ６.４ 保水采煤礦井分級(jí)類型 ６.５ 突水潰沙失水危險(xiǎn)性分區(qū) ７ 保水采煤技術(shù)及推廣應(yīng)用 ７.１ 窄條帶保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ７.２ 限高保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ７.３ 充填保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ７.４ 采充并行保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ７.５ 地表水體下保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ７.６ 煤－水共采理念與工程實(shí)踐 ７.７ 煤礦底板巖溶含水層保水采煤技術(shù)及應(yīng)用 ８ 基于保水采煤需求的礦區(qū)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng) ８.１ 建設(shè)背景 ８.２ 地下水監(jiān)測(cè)的主要層位 ８.３ 地下水監(jiān)測(cè)工程建設(shè) ９ 保水采煤研究展望 主要圖表 圖 １ 保水采煤論文發(fā)表情況統(tǒng)計(jì)柱狀 圖2 保水采煤期刊論文發(fā)表情況 圖3 Ei收錄保水采煤論文情況
圖6 保水采煤地質(zhì)條件分區(qū)
圖7 保水采煤地質(zhì)條件分區(qū)
圖8 基于生態(tài)水位保護(hù)的煤炭工業(yè)規(guī)劃示意
圖11 保水采煤礦井等級(jí)類型
圖13 采空區(qū)分布及鉆孔布置位
圖14 采空區(qū)分布及本次鉆孔布置關(guān)系
圖17 “多支巷布置、采充并行”壁式連采連充保水采煤模式
范立民(1965—)，山西曲沃人，教授級(jí)高級(jí)工程師(二級(jí)) ，保水采煤與煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)專家。1988年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)礦產(chǎn)系煤田地質(zhì)學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)任自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員(2013至今)、礦山地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理與防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、學(xué)術(shù)委員，陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站黨委書記、站長?！睹禾繉W(xué)報(bào)》《煤炭科學(xué)技術(shù)》《中國煤炭地質(zhì)》編委。 范立民同志是陜西省先進(jìn)工作者、首屆陜西省優(yōu)秀科技工作者，曾獲孫越崎青年科技獎(jiǎng)、陜西省有突出貢獻(xiàn)專家、李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)(2015年) 等科技榮譽(yù)。獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)、全國礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)礦產(chǎn)勘探報(bào)告質(zhì)量一等獎(jiǎng)、陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)和國家安監(jiān)總局安全生產(chǎn)科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國煤炭新聞獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)、2010中華全國集郵展覽銀獎(jiǎng)。發(fā)表論文110余篇，其中SCI和EI檢索20余篇4篇論文5次入選F5000平臺(tái)，3篇論文獲得中國煤炭學(xué)會(huì)、《煤炭學(xué)報(bào)》年度影響力優(yōu)秀論文。獲國家授權(quán)發(fā)明專利4件，出版專著9部(第一作者6部，含科普2部)。主持制定了《煤礦地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》 等地方及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。 范立民同志及其團(tuán)隊(duì)長期從事西部礦區(qū)保水采煤基礎(chǔ)研究、礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與研究工作，提出了保水采煤問題及實(shí)現(xiàn)途徑，初步建立了保水采煤技術(shù)體系；主持建設(shè)了涵蓋陜西境內(nèi)三大煤炭基地的地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控礦區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化。系統(tǒng)調(diào)查研究了陜西礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律及成因特征，提出了礦山地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理與防控技術(shù)。上述成果的推廣應(yīng)用促進(jìn)了礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)。 |
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