“武强院士学术思想”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“武强院士学术思想”专题

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武强，1959年10月10日出生于呼和浩特市，男，汉族，内蒙古呼和浩特市人，水文地质环境地质学家。中共党员。1991年毕业于中国地质大学(北京)，获水文地质专业博士学位。现任中国矿业大学(北京)教授，国家煤矿水害防治工程技术研究中心主任，国际矿山水协会(IMWA)副主席，国际矿山水协会(IMWA)中国国家委员会主席，国家煤矿安全监察局“水文地质”专家组组长，《Mine Water and the Environment》副主编，中国科学技术协会全国委员会委员，国家安全生产监督管理总局技术委员会委员，中国煤炭学会和中国地质学会常务理事等职。

长期从事矿山水防治与资源化利用教学和科研工作。曾作为国务院特别重大透水事故调查专家组组长，先后负责了6次特别重大透水矿难现场抢险救援或调查研究工作。在我国煤矿顶底板两大主要突水灾害预测预报方法与防控技术和矿井水防治、利用、生态环保三位一体优化结合模式以及矿井充水条件三维可视虚拟化分析系统研发等方面，取得了多项重要成果。他出版中英文专著13部，发表学术论文300余篇，SCI检索60余篇，获国家科技进步二等奖3项，省部级一等奖10项，获美国、中国香港和国家授权发明专利近50项，国家授权软件著作权26项，主编国家技术标准和工具书多项。荣获中国首届十位“优秀博士后奖”、“李四光地质科技奖“和“全国优秀教师”等。他负责带领的科研团队获教育部优秀创新团队和中国科协矿山安全团队。

2015年当选中国工程院院士。

行业视野: 院士
类别; 494个
关键词; 291位
专家; 146篇
论文; 182208IP
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矿山环境正效应开发利用理论模式与工程应用

作者(Author)：武强, 刘宏磊, 敖嫩, 曾一凡, 温挨树, 赵頔, 袁胜超, 韩贵雷

摘要：矿山环境正效应开发利用是延伸我国矿业全产业链的战略要求.随着能源结构的优化调整.煤炭在我国一次能源消费占比逐渐降低.面临关闭或已关闭的矿山数量越来越多.为了应对多元化.低碳化.清洁化的能源发展趋势.运用地质学.生态学及系统论等基础理论.从系统科学的角度提出资源化开发利用矿山环境正效应的理念.剖析了矿山环境正效应的内涵.建立了矿山环境正效应开发利用研究的理论框架.根据矿山环境正效应的不同属性.提出了4类正效应开发利用目标.即资源正效应.能源正效应.科普文娱正效应.生态服务正效应,在此基础上.按照[对象-目标-技术-模式"的系统化思维.秉承[目标导向"思路.分析了实现目标的具体途径.梳理了正效应模式在工程应用中所需的常见技术方法.构建了矿山环境正效应开发利用理论模式.以[生态立体农牧业"模式为例.通过内蒙古西部典型生产矿山的正效应开发利用模式实践研究.分析了矿山中赋存的正效应资源与模式技术的可行性.经案例工程实践验证了正效应开发利用理论模式的适宜性.最后.探讨了矿山环境正效应开发利用中面临的挑战和机遇.在能源格局演变和碳中和背景下.分析了矿山环境正效应开发利用与我国资源安全保障战略.资源型城市转型.矿山环境市场化之间的关系和意义.针对如何科学.高效地修复治理和开发利用矿山环境正.负效应并实现矿山的转型升级.提出在矿山环境研究3.0阶段重视推进矿山环境开发式修复治理.以流域为单元开展系统化修复治理.推动矿山环境正效应开发利用示范与工程落地以及数字化.智能化研究.实现我国矿山环境修复治理与开发利用的[双赢"目标.

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煤炭学报

2022年第04期

1096

1094
矿井突（透）水灾过程中涉险人员危险性评价方法与应用

作者(Author)：武强, 姚义, 赵颖旺, 张小燕, 徐华, 郝治朝, 杜志立, 杜沅泽

摘要：矿井突(透)水灾害应急抢险救援的“自救互救”和“他救”效果与成功率如何，很大程度取决于在灾害整个演变过程中对井下涉险人员所处危险性的科学评价与合理预测。针对我国目前在这方面缺乏系统定量评价的难题，构建了涉险人员危险性影响因素的评价指标体系，即个体特征、矿井巷道、水流特征、气体情况和其他物理因素;通过分析矿井水灾演变过程中灾情对涉险人员的危险作用形式，结合矿井水灾影响因素特点，定义了人员的水流危险性、气体危险性和其他危险性，提出了涉险人员危险性定量评价方法与模型，构建了适用于水灾演变过程中涉险人员多种危险性的综合评价计算规则。以典型矿井为例，实现了矿井水灾过程中涉险人员危险性的动态评价，分析了不同特征涉险人员在灾情中危险性的差异，讨论了坡度、地面摩擦因数、水流密度对危险性的敏感性，并给出了降低危险性的相应减灾建议。结果表明:所提出的方法可以科学地解释、评价、量化涉险人员在水灾环境多因素影响下的危险性，提高了涉险人员在矿井水灾演变过程中“知险”的能力，同时为应急抢险救援方案合理制定提供了技术支撑，对保障应急抢险救援过程中的“自救互救”效果和“他救”成功率均具有重要意义和实用价值。

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煤炭学报

2020年第07期

1871

817
再论含水层富水性评价的“富水性指数法”

作者(Author)：曾一凡, 武强, 杜鑫, 刘守强, 昝军才, 窦桂东, 吴章涛

摘要：针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权，忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化，在“富水性指数法”思想指导下，提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法，不仅能确定不同评价指标的权重，而且能确定同一指标处于不同状态值时的不同权重。从影响含水层富水性的岩性差异、水力特性、构造因素、地球物理参数4个方面出发，建立了能够较为全面真实刻画富水性分布规律的四大类十六小类主控因素体系;提出了主控因素指标值标准化以及无量纲化处理方法，为多因素的信息融合分析奠定了基础;应用变权理论，运用动态聚类中的K-均值聚类方法划分了主控因素各指标的变权区间阈值，研究了状态变权向量的构建及调权参数的确定方法，定量确定各主控因素对含水层富水性的相互作用关系以及相对重要性大小;构建了基于变权理论的富水性指数评价方法和数学模型。同时以彬长矿区小庄煤矿巨厚洛河组砂岩裂隙含水层为例，详细说明了基于分区变权理论的富水性指数法的具体实施步骤，利用5组抽水试验数据对评价结果进行了校正;结果表明小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势，较强~强富水区主要分布在二、三盘区，一盘区西部边界也有小范围分布;中等富水区呈条带状分布于矿区中部偏西和五盘区西北部，其余地区为较弱~弱富水区。最后，将其与传统常权评价结果对比，证明变权模型更能体现含水层非均质的特性，预测精度更高。

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煤炭学报

2020年第07期

1939

708
基于熵值法—FAHP的煤层底板突水常权脆弱性指数法应用

作者(Author)：张怀, 武强

摘要：通过分析井工三矿39201工作面及所在矿井的地质、水文地质特征,确定了影响工作面煤层底板突水的各主控因素。使用单一的客观或者主观赋权方法在突水危险性评价中有着缺陷,难免会造成评价结果的主观随意性过大或者太注重数据本身,导致客观性太强。为确保井工三矿39201工作面底板突水危险性科学可靠的分区评价,结合2种主客观赋权法的优点,采用模糊层次分析法(FAHP)、熵值法的综合权重确定方法,确定各主控因素对井工三矿39201工作面底板突水危险性影响的权重大小,避免了单一使用主观或客观权重确定方法的不全面性。然后应用GIS的空间分析、数据处理功能,以及多因素融合的矿井底板突水评价方法——脆弱性指数法,对工作面突水危险性进行分区与评价。

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能源与环保

2020年第04期

777

257
掘进巷道富水型断层突水多场灾变演化规律研究

作者(Author)：李博, 武强, 班文韬

摘要：断层突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一，断层既作为导水通道又作为突水水源的强富水型断层突水，具有隐蔽性高，危害性大的特点。为了有效地揭示这一矿井灾害现象，以弘财煤矿为典型案例，建立了流固耦合分析模型和Forchheimer非达西流、N-S紊流非线性渗流模型，利用数值模拟方法再现了开拓巷道富水型断层突水的动态过程，分析了突水灾变演化过程中应力场、位移场和渗流场的耦合演化规律，提炼了有效的突水前兆多元信息特征。研究结果表明：强富水型断层突水是在开挖扰动和断层破碎带内水压共同作用下的结果，在这一过程中，隔水层岩体内多场信息持续变化，整体上可以分为3个阶段，即采掘工作面远离断层时的初始变化阶段，接近断层时的快速变化阶段和突变阶段。突水过程中，地下水沿断层破碎带自上向下涌入巷道，径流途径中压力持续减小，流速总体增大，但在进入突水通道和巷道时，因流向改变而引起流速降低，随后再次增大，最终进入巷道后流速和压力逐渐趋于稳定。在隔水层破断诱发突水前，围岩应力持续增长后发生回跌，围岩位移平缓增长后急剧增大，在接近断层后断层带内水压明显增大，但在濒临突水前出现减小。结果有助于加深对富水性断层突水灾变演化过程的认识，也为突水前兆信息特征的确定提供科学依据。

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煤炭科学技术

2019年第12期

1060

466
深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术

作者(Author)：王洋, 武强, 丁湘, 高柏, 蒲治国

摘要：为解决目前蒙陕矿区深部侏罗系矿井采后采场落地水量大、煤水混杂，以及上部煤层距离强含水层较近，无法安全掘进与回采等一系列问题，提出了深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术。应用沉积控水规律，分析了含(隔)水层在平面与剖面的空间展布规律与含水层富水性分布规律，在此基础上，针对煤层厚度变化较大、顶板含(隔)水层交互成层的特征，通过构建含有沉积环境影响指数、砂岩厚度、岩芯采取率、单位涌水量、渗透系数与导水裂隙带发育高度6个指标在内的评价指标体系，提出了符合深部侏罗系矿井水文地质特征的矿井涌(突)水风险分区评价方法，进而根据“断源截流、集中疏排、源头预防、超前治理”的防治水思路，提出了“上行开采低位截流”、“工作面单侧截流”、“工作面双侧截流”与“工作面方向调整截流”4种地下水截流治理模式，最后以蒙陕矿区的门克庆矿井和母杜柴登矿井进行实例分析。应用结果表明:① 直罗组一段砂岩含水层主要为河道相沉积，砂体的空间连续性较好，是深部侏罗系矿井的主要充水含水层;② 门克庆矿井首采区3-1煤顶板涌(突)水危险区主要分布在研究区的南部，呈东西向条带状展布，与实际情况较为吻合;③ 根据门克庆矿井首采区涌(突)水危险性分布规律，应用了“工作面单侧截流”与“上行开采低位截流”两种治理模式并分析了其在实际工程中的应用效果。深部侏罗系矿井水害防治作为一个复杂的系统工程，以源头防控为重点的系统防治技术体系仍是深部侏罗系矿井水害防治需要重点攻关的研究方向。

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煤炭学报

2019年第08期

1688

775
打造我国主体能源(煤炭)升级版面临的主要问题与对策探讨

作者(Author)：武强, 涂坤, 曾一凡, 刘守强

摘要：我国“相对富煤、贫油、少气、缺铀”的能源禀赋特征决定了煤炭资源作为我国主体能源的地位在短期内不会改变;同时，相对丰富的煤炭资源仍然是我国目前稳定供应最有保障、成本可接受的优势能源矿产，抛弃以煤为主的现实能源选择去解决中国的能源问题，是本末倒置，是不现实、不科学、不明智的，应该有清醒的认识;可以说，煤炭产业虽然不是“朝阳产业”，但短期内也决不会变成“夕阳产业”。但是，应该看到煤炭资源在过去的地质勘查、开发和消费利用全生命周期过程中带来了环境污染、生态损害、资源浪费、超高排放等诸多问题。因而，在新时代我国煤炭工业的发展必将发生重大变革，以科学化、安全化、生态化、高效化、标准化、数字化、和谐化和智能化等为特征的科学勘查和开发及清洁化、低碳化的消费利用方式，将是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路。针对我国煤炭工业面临的挑战和机遇，分析了煤炭资源从地质勘查到开发和利用全生命周期过程中的现状与存在问题，制定了打造我国主体能源(煤炭)升级版的战略思路，提出了在实现我国主体能源(煤炭)升级版过程中面临的十一大关键科技难题，即:煤炭资源在地质勘查过程中的综合协调、绿色、深部、智慧难题和开发过程中的绿色化、安全、采出率、职业健康、高效益难题以及消费利用过程中的清洁化和低碳化难题，并探讨性地提出了相应的解决对策措施，对推动我国从煤炭生产大国转变为煤炭工业强国的转型升级、破解我国目前经济社会发展与生态环境保护之间的尖锐矛盾，具有指导意义和实用价值。

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煤炭学报

2019年第06期

2997

891
霍州干河井田南北边界断层导水性测试分析

作者(Author)：崔芳鹏, 武强, 刘守强, 季媛, 王文军

摘要：为保障断层水影响下煤层的安全开采，采用水文地质钻探、水文地质测井、抽水试验、连通试验，以及水化学和稳定同位素分析等技术方法，对干河井田南北边界断层的导水性进行了综合测试，结果表明：井田北部边界的下团柏断层、F1断层和井田南部边界的下张端断层均为张扭性正断层，断层两盘奥灰岩层存在明显的破碎带，即大型构造影响带，该层位的断层导水性较好；井田南北边界3条断层两盘的峰峰组和上马家沟组含水层水力联系明显，均为局部导水断层。测试结果为该矿的采区设计和水害防控提供了重要依据。

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矿业安全与环保

2019年第02期

1002

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