一、煤炭资源勘查评价与资源特性

　　学术骨干

　　(1)提出了中国煤炭资源呈“井”字形分布格局的区划认识，从理论上系统地论述了我国煤炭资源、水资源、生态环境条件以及经济社会发展的分区特征，提出了“保护与减轻东部、稳定开发中部、加快开发西部”的开发布局战略，形成了“尽快实行东部煤炭资源保护和设立资源战略储备基地”、“加快新疆煤炭资源开发应成为长期的国家战略”等政策建议。

　　(2)以煤炭资源赋存规律研究成果为依据，完成了新一轮全国煤炭资源预测评价，获得了我国煤炭资源量的科学数据。以多重地层理论为指导划分了中国含煤地层序列的时空格架，提出了全国各聚煤区层序及体系域的对比方案，建立了和层序地层格架下的厚煤层聚集模式；提出赋煤构造单元的概念，完成了全国三级赋煤构造单元区划，总结了控煤样式的分布规律及其对煤炭资源赋存状况的控制；提出了预测资源量分级、分等、分类标准和煤炭资源潜力评价方法，指导了全国各省区开展煤炭资源潜力评价，获得全国煤炭资源量的科学数据，建立了以煤炭地质理论新进展为支撑、由一系列关键技术组成的中国煤炭地质综合勘查理论与技术体系。

　　(3)首次把“煤质分区”纳入到了煤炭资源评价体系中，把有害元素和稀有元素的富集成因作为评价体系的重要组成部分：(1)提出了超高有机硫煤中微量有害元素U、Mo、Se、V以及有机硫来源于的海底喷流(热液)，并在缺氧还原的环境下富集形成；该发现补充了煤中微量元素的富集成因类型；(2)在煤中发现了碱性和基性的火山灰蚀变粘土岩，认为高度富集Nb、Ta、Zr、Hf和REE的碱性火山灰来源于地幔柱演化后期的消亡阶段的产物；该研究为地幔柱的演化提供了煤地球化学方面的证据；(3)揭示了煤中稀土元素的富集成因类型，建立了煤及其燃煤产物中稀土元素的评价方法与理论基础，为煤中稀土元素的利用提供了理论依据。

　　二. 煤炭开采的地质保障理论与技术

　　学术骨干

　　针对我国煤矿开采地质条件复杂、隐伏灾害源种类多，煤矿井下环境恶劣等难题，开展了矿井地质构造与灾害源探测敏感性地球物理装备技术的研究，提出了矿井地质构造与灾害源探测敏感性地球物理探测的基础理论与方法，研制出成系列的矿井复杂地质构造与灾害源探测仪器装备，并通过现场应用形成了井下不同地质任务的矿井物探成套方法和技术。研制仪器装备主要包括：矿用本安型探地雷达系列、矿井多波地震仪、矿井瞬变电磁仪及矿山动力灾害源预警系统等。

　　主要的科技创新贡献：(1)设计开发了系列防爆矿井地质雷达，实现有效探测巷道掘进前方50米，顶底板30米和开采工作面400米范围内的隐伏灾害源，探测精度>0.5米。(2)研究开发了矿井地质构造精细地震探测装备与技术，达到探测掘进工作面前方100～150米的断层和地质异常体，探测精度：>1米，巷道侧方及顶底板方向探测距离>500米。(3)设计开发了矿井瞬变电磁探测装备与方法，实现可探测查明前方20～100米范围含水异常体。(4)研制开发了矿山开采动力灾害源预警装备系统，实现其空间准确定位(定位精度<20～50米)及其性质的智能识别，辅助决策，实时预警。

　　三、环境协调的绿色开采理论与技术

　　学术骨干

　　(1)推动了厚及特厚煤层高效开采理论与技术突破性进展，创建了综放开采顶煤放出的散体介质流理论，建立了基于顶板和煤壁控制的厚煤层围岩控制新方法，与煤矿企业合作共同开发了14m以上近水平特厚煤层大采高综放开采技术、60°厚煤层长壁综放开采技术、大埋深薄基岩水患威胁厚煤层大采高开采技术等复杂厚煤层条件的高效开采技术；发明了厚煤层错层位采煤法与三段式回采工艺，解决了我国难采厚煤层高效、安全开采技术难题。

　　(2)开发了新型高效充填开采系列技术及装备，提出了充填采煤岩层控制的“结构关键层”理论和采动覆岩隔离注浆充填采煤技术，发明了固体物料浓度为75%~80%的高浓度胶结充填新型材料。

　　(3)开发了留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术及围岩隐患控制新技术，形成了留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术，开发了巷道隐患排查与控制新技术。发明了新型高预应力锚索桁架结构控制大断面巷道围岩技术，研发了高强度开采工作面顶板隐患防治技术。

　　(4)建立了露天煤矿时效边坡理论及节理岩体边坡的可靠性理论，研发了大型露天煤矿时效边坡理论及应用和深凹节理岩体高陡边坡的可靠性理论与应用。

　　(5)揭示了西部煤炭开采对地下水和地表生态环境影响的机理和规律，建立了采动覆岩地震、电性、渗流等参数全周期同步观测系统，发明了多数据源的矿区土地生态损伤信息获取方法、沉陷动态裂缝监测方法及设备，实现了开采全周期生态环境损伤的系统监测；创立了煤炭开采生态环境损伤的监测方法；提出了采矿与复垦一体化的露天开采与复垦工艺和关键技术。首次提出建设煤矿地下水库实现矿井水井下储用的新理念，发明了地下水库库容确定、坝体防渗和矿井水净化等方法，解决了水库坝体构筑和安全防控、水质保障等关键技术问题，首创了煤矿地下水库储用矿井水技术。突破生态脆弱区有限水资源的约束和矿井群多目标配置难点，建立了水资源现状和供需水(自来水、工业复用水和绿化复用水)的平衡关系。开发了生态脆弱区地表生态修复技术，为揭示生态损伤规律和修复技术的选择奠定了理论基础。

　　四、煤矿重大灾害防治的关键理论与技术

　　学术骨干

　　(1)提出了深部岩体复杂非连续结构的分形重构方法，实现了矿山岩体非连续结构及灾变应力场的三维表征与可视化，为深入开展矿山深部岩体的复杂断续结构、动力灾变特征与能量作用机制的定量和可视化研究开辟了新途径。

　　(2)研究了地质赋存条件与冲击地压相互作用机制；开发了采动应力场及覆岩结构破坏演化与冲击地压治理技术；研发了煤矿冲击地压的多参量前兆识别及监测预警技术；开发了基于监控系统的煤岩动力灾害监测技术；研发了一批具有自主知识产权的科学仪器设备，包括：深部隐伏构造带发育特征综合探测技术与解释方法；“震动场-应力动态”一体化监测预警系统；冲击危险预测与监测预警体系；ZOS矿用分布式微震监测系统；无线冲击地压实时监测预警系统；冲击地压电荷监测技术；快速让位吸能防冲支护技术；基于应力控制的冲击地压区域防范技术体系。

　　(3)研发了顶板大面积压架灾害机理与防治技术；研究揭示了松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生机理，形成了压架突水危险区域的预测方法，建立了“危险预测-采前预防-采动预警-实时调控”的灾害防治技术体系；揭示了浅埋上煤层已采单一关键层结构下，厚风积沙复合单一关键层条件、过沟谷地形上坡段条件、采出上覆集中煤柱条件、上覆房采煤柱下开采条件等4类条件下关键层结构失稳机制与压架机理，提出了高阻力支架控顶等压架灾害防范措施。

　　(4)研究了近距离突出煤层群瓦斯赋存规律；研发了以无煤柱上保护层开采为核心的井下采前、采中和采后近距离煤层群瓦斯综合抽采、配合地面钻井瓦斯抽采的近距离突出煤层群立体瓦斯综合抽采技术。研究得到了含瓦斯煤岩变形破裂过程声发射、电磁辐射响应特征规律；研制了煤岩声电传感器，测试分析了掘进面电磁辐射、声发射、瓦斯浓度指标的变化规律及其与突出危险的相关性；研发了煤与瓦斯突出声电瓦斯综合监测预警技术。

　　(5)开发了防治煤自燃的高效阻化防灭火技术。针对我国西部矿区地表多砂少土缺水、传统的防灭火技术难以实施的问题。发明了一种高吸水性和保水功能、能悬浮山砂的绿色环保的高效阻化剂，降低了成本，形成了适宜西部地区的阻化砂浆防灭火技术。

　　(6)研发了高效泡沫的矿尘灾害防治新技术。针对矿井防尘喷雾易堵塞和雾化环境不利工人作业、除尘风机在高瓦斯和突出矿井使用不安全、煤层注水降尘率低等技术的不足，将泡沫技术应用于矿尘防治中，利用泡沫比雾粒表面积大、黏附性强和湿润性好的抑尘和捕尘优势，发明了一种高效泡沫降尘技术， 提高了降尘率，降低了耗水量，成为防治矿尘灾害的创新技术。

　　上述研究成果得到了国际学术同行的广泛关注，动力灾害监测预警技术在现场应用取得了突出成效，形成了我国深部煤矿顶板、冲击地压、煤与瓦斯突出“理论-技术-手段-应用”一体化的动力灾害预测理论与防治技术体系。同时，建设了义煤集团等几乎覆盖全行业的一批工程实践和应用示范基地，为解决煤矿顶板、冲击地压、煤与瓦斯突出灾害重大需求做出了突出贡献。