针对深部煤层原位瓦斯压力及含量精准测定的世界性难题，基于深部岩石“原位保真取心与测试”学术思想，研发了深部煤层原位保压保瓦斯取心技术及装备，主要创新表现在：
（1）研制了孔底受限空间原位自触发、自密封保压保瓦斯取心技术装备。研发了一整套煤层钻孔受限空间自触发密封的保压保瓦斯取心装备，探究了该装备在深部煤层复杂环境下的保压能力和抗扭能力，验证了关键保压部件在20 MPa流体压力下的稳定保压能力。
（2）创立了低扰动-自触发保压取心联控机制。在双筒单动取心原理的基础上，集成轻量化、小型化连续导管技术，率先构建了低扰动-自触发保压取心联调联控机制，最大程度降低取心作业过程对岩心的扰动，保持深部煤层岩心样本的原位层序与原生裂隙等真实信息，破解传统取心技术对深部煤层原位岩心强扰动的技术难题。
（3）建立了低扰动保压保瓦斯取心现场实施方案。分别在河南省与黑龙江省等典型矿井开展了保压保瓦斯取心现场验证与推广应用，获取了极高完整度的低扰动保压煤心，通过保压保瓦斯取心测得的瓦斯含量普遍高于传统方法，验证了所研发保压保瓦斯取心装备的现场可靠性与可行性。
研究成果可为深部煤层瓦斯压力与含量精准测定奠定理论、技术和装备基础，对于煤矿瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发具有重要意义。
深部煤层原位保压保瓦斯取心原理技术装备及初步应用
深部煤层瓦斯含量精准测定是矿井瓦斯灾害防治和煤层气高效开发利用的基本前提。煤层传统取心技术普遍采用开放式取心，需利用估算方法获得煤层取心过程中的瓦斯损失量，难以保证煤层瓦斯原位参数的准确性和有效性。基于“原位保真取心”学术思想，开发了深部煤层原位保压保瓦斯取心技术，研制了深部煤矿原位保压保瓦斯取心器，并基于三维数值仿真对取心器外管、保压舱体结构与关键薄弱部件进行了强度校核。同时，依托自主研发的保压取心实验室模拟测试平台，测定并分析了保压控制器的保压能力，通过煤矿现场试验验证了取心器的可靠性。研究结果表明：自主研制的取心器具有保压能力强、保压时间长、防扰动性能稳定等优势；取心器在内部流体压力20 MPa和1000 N·m扭矩作用下等效应力为121.1 MPa，远小于材料屈服强度，满足强度设计要求；取心器在20 MPa荷载作用下等效应力为63.9 MPa，满足强度设计要求；取心器整体在19.4 MPa压力条件内可持续稳定运行，可以满足大部分深部煤矿瓦斯测试需求；现场测试表明保压保瓦斯取心器的保压控制器闭合情况良好，现场取心率达100%。研究成果可为深部煤层瓦斯含量精准测定奠定理论、技术和装备基础，对于煤矿瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发具有重要意义。
教授
博士生导师
高明忠，男，1980年4月生，山西吕梁人，教授，博导，国家自然科学基金杰出青年科学基金获得者。深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室副主任、深圳大学深地科学与绿色能源研究院常务副院长。担任Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources、《煤炭学报》《安全与环境工程》等期刊编委。
先后主持国家杰青、国自然集成、国家重点研发计划、国家重大仪器研制课题等项目16项；以第一或通讯发表SCI/EI论文80余篇，以第一发明人授权发明专利30余件。研究成果获省部级奖励 13 项。
高明忠，宋 杰，崔鹏飞，等. 深部煤层原位保压保瓦斯取心技术装备及初步应用[J]. 煤炭科学技术，2024，52（4）：143−154.
GAO Mingzhong，SONG Jie，CUI Pengfei，et al. Technology and application of in-situ pressure and gas maintaining coring for deep coal seam[J]. Coal Science and Technology，2024，52（4）：143−154.
