“袁亮院士学术思想”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“袁亮院士学术思想”专题

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袁亮(1960.6.30- )安徽金寨人，煤炭开采及瓦斯治理专家，煤与瓦斯共采理论主要奠基人，中国工程院院士。1982年毕业于淮南矿业学院(现安徽理工大学)采矿工程系地下采煤专业。曾任淮南矿业集团(原淮南矿务局)总工程师长达15年，现任安徽理工大学党委副书记、副校长，兼任煤炭开采国家工程技术研究院院长、煤矿瓦斯治理国家工程研究中心主任、深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室主任、安徽省科协副主席、中国煤炭学会副理事长，曾任中国岩石力学与工程学会副理事长。

开创性提出了卸压开采抽采瓦斯、无煤柱煤与瓦斯共采技术原理，开发出具有自主知识产权的防治煤矿瓦斯爆炸成套技术与装备，成功地解决了低透气性高瓦斯煤层安全开采技术难题，并在淮南矿区首次实现了煤与瓦斯共采重大突破。创建了我国首个煤矿瓦斯治理国家工程研究中心，率领团队将研究成果在全国煤炭行业广泛推广应用，产生了显著的社会经济效益，对我国和世界低透气性煤层的煤与瓦斯共采理论和技术发展做出了重要贡献。

“九五”以来，主持国家重点研发计划、“973”、“863”、国家科技支撑计划、国家重大科研仪器研制项目等多项国家级科技攻关和国际合作项目研究;主持完成中国工程院重点咨询项目1项、主持参与中国工程院重大咨询项目3项。先后获国家科技进步二等奖6项(其中排名第一3项)和“中国专利金奖”1项，省部级科技进步特等、一等奖7项(均排名第一);曾获 “世界采矿大会突出贡献奖”、“全国创新争先奖章”、 “全国优秀科技工作者”、“孙越崎优秀青年科技奖和能源大奖”、“安徽省重大科技成就奖”、“八十年代全国优秀大学毕业生”等多项荣誉;获国家授权专利46项，其中发明专利37项;主编《煤矿总工程师手册》和《煤与瓦斯共采》(高等教育“十二五”规划教材)，出版著作5部，发表《煤炭精准开采科学构想》学术论文70余篇。

2009年当选为中国工程院院士。

行业视野: 院士
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关键词; 100位
专家; 57篇
论文; 59115IP
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煤炭精准开采透明地质条件的重构与思考

作者(Author)：袁亮, 张平松

摘要：矿井透明地质条件是煤炭精准开采智慧化的重要基础。结合矿井静态地质要素大数据信息库、多灾害源全程信息感知与监测、动态地质要素虚拟现实展示、特殊地质因素动态评判与风险判识、预警等智慧模块的交互应用，从静态与动态地质模型角度提出实现煤炭精准生产全过程地质条件透明化的思路。其一，静态地质模型通过采集“空-天-地-井-孔”全方位立体化探测模式数据，融合井巷建设基础地质信息，重构地下空间地质特征数字模型，为资源、构造、井巷等静态因素评价、浏览、计算等提供基础。其二，通过动态地质模型获取掘采工程扰动效应影响下，原生静态地下空间地质条件发生变形与破坏，由此而引起的应力应变场、地质地球物理场、渗流场、温度场、浓度场等状态发生改变的参量特征;以及工程动力学作用下，生产环境周边岩层的离层、裂隙、垮落、围岩失稳、底臌、冲击地压显现、应力集中与释放、煤与瓦斯涌突、突水溃沙等多种灾害源现象的动态地质信息变化量值。特别针对动态地质模型发生与发展过程中状态及参数的显现不同，通过进一步加强多介质、多相、多态、多维、多源数据的有机融合，进行多参数联合反演，搭建井上下复合源信息监控平台，构建耦合信息、致灾因素、灾害前兆等多元信息数据库和时空四维地质信息系统，进行实时连续动态监控;并通过对静态地质模型参数注入和改造，反演地质及灾害源条件的变化状态，实现对煤层精细赋存条件、多灾害源受采掘影响致灾过程的透明化。同时，结合采掘要素对特殊地质条件进行探测与评价，从而实现整个矿井地质条件的透明重构。实施中，还需要利用物联网、云平台、大数据、人工智能、VR等技术，进行资源整合、集成和升级改造，将矿区分散的、零星的地质信息聚集起来，实现“主动感知、自动分析、智能决策”，最终为煤系资源的精准开发利用和智慧矿区的建设管理提供支撑。

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煤炭学报

2020年第07期

2430

7748
双关键层跨煤组远程卸压增透效应试验研究

作者(Author)：何祥, 杨科, 袁亮, 张村, 张通

摘要：以潘二煤矿11223工作面远程卸压4#煤为研究背景,采用物理模拟、FLAC3D流固耦合模拟及现场工程实测相结合的方法,对远程被保护层4#煤卸压增透区分布特征及关键层破断影响卸压瓦斯抽采效果机制进行分析.结果表明:1)卸压瓦斯抽采量极值点间距与上位关键层周期断裂步距吻合,而下位关键层破断对卸压瓦斯抽采没有直接影响,上位关键层周期断裂步距对远程卸压瓦斯抽采峰位具有一定预测作用;2)经压实变形后,被保护层膨胀变形和渗透率在煤层倾斜方向呈双峰形态,其量值为在中下部最大,中上部次之,中部最小;3) 4#煤实测膨胀变形达到1.26%,卸压瓦斯抽采率为69.59%,煤层渗透率扩大2 149倍,证明该工程地质条件下3#煤远程卸压4#煤具有可行性.

中国矿业大学学报

2020年第02期

396
“煤岩典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”专题特约主编致读者

作者(Author)：袁亮, 齐庆新

摘要：我国近年来煤矿安全状况持续好转，煤矿百万吨死亡率已从 2005 年的2. 711 下降到 2019 年的 0. 083，但煤矿冲击地压、煤与瓦斯突出及其复合灾害仍时有发生。冲击地压、煤与瓦斯突出发生机理复杂，通常没有明显宏观前兆，难以准确预警。同时，深部开采地应力明显增高，煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著变化，煤岩变形破坏呈现出典型的脆延转化、大变形和冲击性，开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大，矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现，冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化。　　为解决我国煤矿深部开采中的煤岩动力灾害问题，弄清冲击地压、煤与瓦斯突出及其复合灾害的发生机理和深部煤岩动力灾害孕灾条件与灾害转化机制，提升煤矿煤岩动力灾害风险监测、判识及预警能力，开发有效的深部煤岩动力灾害卸压防突解危技术与装备，实现煤矿煤岩动力灾害在线监测、智能判识和实时预警，控制煤矿深部开采煤岩动力灾害的发生，国家在“十三五”期间，分别于2016 年和 2017 年将“煤岩典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”和“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”列入国家重点研发计划项目。其中，项目“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”由中国矿业大学(北京)牵头，中煤科工集团重庆研究院有限公司、平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、中国矿业大学等共 28 家单位参加，主要针对煤矿典型动力灾害多相多场耦合灾变孕育规律及演化机理、煤矿典型动力灾害多参量前兆智能判识预警理论、煤矿典型动力灾害前兆信息新型感知与多网融合传输方法、基于大数据与云技术煤矿典型动力灾害模态化预警理论及方法等 4 项重大科学问题和煤矿典型动力灾害多参量前兆信息智能判识预警模型与技术体系、煤矿典型动力灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术装备及方法、基于大数据与云技术的煤矿典型动力灾害预警方法与技术等 3 项关键技术问题，开展煤矿典型动力灾害灾变机理、判识预警方法、关键信息采集传感传输等研究，建立了可实现煤矿典型动力灾害多源海量动态信息远程在线传输、存储和多源信息挖掘的系统平台，实现了煤岩动力灾害的远程在线智能预警，并在 5 个典型煤岩动力灾害矿井进行了综合示范应用，取得良好的效果，项目已通过结题验收;项目“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”由煤炭科学技术研究院有限公司牵头，辽宁工程技术大学、重庆大学、天地科技股份有限公司等共 24 家单位参加，主要针对深部煤岩动力灾害孕灾条件和时空防控机制、深部开采复合煤岩动力灾害转化机制等 2项重大科学问题和深部煤岩动力灾害危险性区域精准探测技术、深部煤岩体原位改性与应力调控防冲技术、深部煤体卸压增透与时空抽采防突技术、深部复合煤岩动力灾害一体化防控技术等 4 项关键技术问题，正在开展深部煤岩动力灾害孕灾条件与防控机理、危险性区域快速探测与评价、防控技术与装备及工程示范等研究，以期构建深部煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术体系，实现深部煤矿煤岩动力灾害防控基础理论—关键技术—应用示范的有机融合，防止煤矿深部开采煤岩动力灾害的发生，进行有效防控。这两个项目，分别研究灾害的灾变机理与监测预警和灾害的防控，构成了对煤矿煤岩动力灾害研究的几乎全部内容。　　本期前 19 篇论文集中报道了两个研究团队的部分、主要阶段性研究成果，主要包括含瓦斯煤岩体渗透变形破坏特性、煤岩冲击倾向性与冲击地压机理、煤岩动力灾害风险判识、煤岩动力灾害监测预警、井上下联合防突、冲击地压巷道支护、冲击地压分源防治等 7 个方面。这些成果基本涵盖了煤岩动力灾害从发生机理、孕灾条件，监测预警方法与技术，到灾害防控技术与装备及工程实践，是系统性研究成果。同时，因期刊版面限制，“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”项目的部分研究成果将在《煤炭学报》的增刊中发表。希望本专题的刊出，能为从事煤矿煤岩动力灾害的科研人员、煤矿生产人员和煤矿安全监管人员提供参考，为煤矿煤岩动力灾害的有效预警与防控提供借鉴。　　本专辑的出版，一方面得到了两个项目研究团队全体人员的积极努力和辛勤付出，另一方面也得到了业界相关审稿专家学者百忙中对论文的多次认真评审，感谢大家!

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煤炭学报

2020年第05期

1544

507
煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究进展

作者(Author)：袁亮

摘要：围绕拟解决的重大科学问题“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”，以煤与瓦斯突出、冲击地压等典型煤矿动力灾害为研究对象，鉴于煤矿典型动力灾害诱发机理不清、风险判识不明、监控预警技术不足等现状。通过研究：① 冲击地压孕育机理与风险判识及监测预警;② 煤与瓦斯突出灾变机理及监测预警;③ 煤矿典型动力灾害信号采集传输和智能化分析;④ 煤矿典型动力灾害监控预警系统平台等4项内容，开发了大尺度、真三维、全封闭自动开挖煤与瓦斯突出物理模拟实验装置，研制了包括光纤光栅微震传感、三轴应力传感、分布式多点激光甲烷检测等在内的动力灾害前兆信息新型感知与多网融合传输传感装置，建立了井下传感器数据的多元海量动态信息的聚合理论与方法，构建了基于漂移特征的潜在煤矿典型动力灾害预测方法与多粒度知识挖掘方法，形成了基于大数据分析和数据挖掘的煤矿动力灾害风险判识和监控预警模型。通过现场实践，表明能实现全面采集人机环参数，且采集传感器具有故障自诊断、响应时间短、标校周期长等优点。监控预警系统稳定运行无故障率达到了99%，抗干扰等级不低于3级，系统监控预警准确率大于90%，实现了煤矿典型动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时预警。

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煤炭学报

2020年第05期

1733

1247
我国煤炭工业高质量发展面临的挑战与对策

作者(Author)：袁亮

摘要：新时代科技创新迅速发展，煤炭智能无人化开采成绩显著，煤炭工业发展获得长足进步，然而我国煤炭开采条件复杂，灾害威胁严重，煤炭工业高质量发展仍面临多重挑战。煤炭工业在资源勘探与地质保障、智能化建设、废弃资源利用、环境负外部性、粉尘防控与职业安全、清洁高效利用、煤及共伴生资源协调开发及煤炭人才储备八大方面面临严峻挑战，将大数据、云计算、人工智能、物联网、区块链、互联网为代表的现代信息技术与多相多场耦合致灾理论及现代煤化工技术相结合，创新煤炭开采模式，变革煤炭清洁高效利用方式，提出以煤炭安全绿色精准智能开采与清洁高效利用为核心的八大对策，创建煤炭工业高质量发展新格局，助力我国科技强国梦。

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中国煤炭

2020年第01期

999

919
煤矿粉尘防控与职业安全健康科学构想

作者(Author)：袁亮

摘要：人民健康已成为国家优先发展战略，以煤工尘肺为主的职业安全健康问题严重制约“健康中国”发展。从煤矿粉尘现状、基础研究、关键技术装备、政策标准等方面系统总结分析煤矿粉尘防控与职业安全健康面临挑战，在此基础上，提出煤矿粉尘防控与职业安全健康科学构想。该构想基于理工医多学科交叉融合，以大数据、云技术、人工智能和物联网等高新信息技术为支撑，创新“四位一体”科学研究方法，以煤矿无害作业、职业病精准治疗和职业安全健康智能预警等为核心，最终实现煤矿从业人员职业生命全周期职业安全健康。本文凝练了煤矿粉尘防控与职业安全健康6个主要关键科学问题，围绕煤矿粉尘产尘机理与高浓度粉尘分源高效防控理论、煤工尘肺多维度多层次生命信息流的发病机理、煤矿无尘化开采及粉尘精准防控技术与装备、煤工尘肺智能判识与精准诊疗技术装备、煤矿粉尘与职业安全健康智能预警等方面提出了5个主要研究方向。我国应加强理工医交叉融合协同创新与科研平台建设，深入开展基础研究工作，研发适合我国煤矿生产实际的成套技术与装备，重视示范工程建设和成果转化，加大政策支持力度和标准体系完善，构建煤矿粉尘防控及职业安全健康长效机制，实现煤矿无尘化作业和职业病少(零)发病，以煤矿职业安全健康助力健康中国发展。

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煤炭学报

2020年第01期

2064

2201
煤粒初始释放瓦斯膨胀能的影响规律与温度效应分析

作者(Author)：王汉鹏, 张玉强, 袁亮, 余国锋, 王伟, 左宇军

摘要：煤体瓦斯膨胀能对预测煤与瓦斯突出具有重要意义,在前人基础上优化改进研发了新型初始释放瓦斯膨胀能测定仪,仪器具备可更换的渐缩喷口(面积3.39,2.26,1.13 mm2)、快速释放机构和高精度高灵敏度传感器与采集仪,实现了高压气体密封,快速释放和气压、温度数据同步高速采集,提高了瓦斯膨胀能测定结果的精确度。利用仪器开展了不同粒径煤样、不同吸附瓦斯压力、不同喷口面积条件下初始释放瓦斯膨胀能试验。发现0.5～1.5MPa吸附压力下,测到的瓦斯膨胀能在10.45～55.55m J/g之间,瓦斯放散导致煤样温度下降了0.3～1.2℃,且吸附压力越高,温度下降越大,原因是瓦斯气体降压吸热和解吸吸热,其中解吸导致的降温最大0.5℃。膨胀能的影响规律如下:1)瓦斯压力越大,瓦斯膨胀能越大,两者呈线性关系;2)相同气压下,喷口面积越大,对应的瓦斯膨胀能越小,且喷口面积越大,膨胀能与气压曲线斜率越小,喷口面积为1.13 mm2时,斜率为36.56,喷口面积为3.39 mm2时,斜率仅为25.72;3)煤样粒径越大,瓦斯膨胀能越小,瓦斯膨胀能W与煤样平均粒径d成负指数下降的关系,且喷口面积越大,对应的相关系数a,b,k越小,即瓦斯膨胀能越小。新型初始释放瓦斯膨胀能测定仪为预测煤与瓦斯突出提供了科学手段。

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采矿与安全工程学报

2019年第05期

376

168
吸附性气体对构造煤的损伤效应试验研究

作者(Author)：张庆贺, 杨科, 袁亮, 刘文杰, 王永, 段昌瑞

摘要：为揭示吸附性气体对煤的损伤作用机理,利用可视化恒定容积气固耦合试验装置分别开展了CO2,CH4,N2,He 4种气体诱发型煤损伤试验研究,测定了不同吸附性气体作用下型煤单轴抗压强度和破坏形态,并用颗粒流软件PFC进行了数值模拟。主要结论如下:1)不具吸附性的He对煤的单轴抗压强度基本无影响;2)煤体强度损失与气体吸附量呈现一致性,相同吸附平衡压力下,气体吸附性越强,煤的损伤越显著,先后顺序为:CO2> CH4>N2;3)煤的破坏形态和裂纹扩展规律与气体吸附量相关,CO2作用下煤体裂纹呈现"裂隙窄、数量多"的特点,He作用下煤体裂纹呈现"裂隙宽、数量少"的特点;4)气体吸附诱导煤颗粒间的接触发生改变,煤粒吸附气体将引发颗粒间的黏结抗拉强度和黏结黏聚力减小,进而引起宏观力学参数变化,造成煤岩损伤和强度损失。

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采矿与安全工程学报

2019年第05期

392

220