申请进行时！煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室2024年开放基金指南
煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室（以下简称“实验室”）于2015年9月30日获批，2023年4月通过科技部改革重组，依托国家能源集团所属的神东煤炭和低碳院建设，致力于煤炭开采矿井水保护、矿井水处理利用、矿区生态修复方面的理论研究、技术研发和工程示范，研制了具有自主知识产权的“1+7”试验平台（1个综合智能试验平台：煤炭开采地下水运移与保护综合智能试验平台；7个专项试验平台）。面向未来，实验室将聚焦煤炭开采地下水资源保护利用与矿区生态修复的基础理论和关键技术持续开展攻关，形成我国西部生态脆弱区水资源保护利用与矿区生态修复技术体系，建成世界一流的煤炭开采领域水资源保护与利用实验室，为推进煤炭绿色开采提供科技支撑。根据科技部关于全国重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的设立原则，实验室设立开放基金，鼓励国内高等院校、科研机构研究人员尤其是中青年学者，与实验室相关研究团队紧密合作，利用实验室大型仪器设备和数据共享平台，开展相关基础研究工作。
建立煤矿地下水库三维可视化模型，模型具有虚拟漫游、数据库查询和交互控制等功能，提出基于可视化模型的安全应用研究方案；模型可融合煤矿地下水库现场监测数据与采掘活动、水库构造之间的时空关系，初步实现煤矿地下水库整体安全与稳定性的预测分析；集成三维数据信息，结合煤矿地下水库稳定性数值模拟分析，实现数值计算结果可视化展示。以神东矿区典型煤矿地下水库为例，采用建模软件，构建三维可视化模型，模型包括地层、巷道、采场、水库等三维场景；针对煤矿地下水库坝体结构稳定性等问题，开展岩石力学试验、现场应力应变监测、数值模拟计算等工作，模型融合现场安全监测数据实现数字信息的三维可视化，从而实现数据实时解读和多种数据分析。申请专利1项（三维可视化煤矿地下水库系统构建等）；发表论文3篇（煤矿地下水库监测数据分析与稳定性预测等）。评价煤矿地下水库坝体结构受采空区顶板突然垮落等冲击动力的危害风险，提出坝体破坏失稳判定准则，确定动力扰动、储水高度、坝体应力及渗透压力等参数的安全预警阈值，制定煤柱坝体、人工坝体及连接处防渗漏安全技术措施，提出超安全预警阈值时的泄水、调水等应急保障技术。根据地质勘察分析、现场监测数据，考虑地下水库地质条件、底板高程、储水状况、坝体稳定性等因素，结合工程实际，通过物理和数值模拟试验等手段，分析库区上覆冒落岩体突然垮落、采动等多种工况下扰动坝体结构稳定性及破坏失稳判定准则，评价坝体安全风险，制定坝体及连接处防渗漏安全措施，提出坝体结构受动力扰动破坏的应急泄水、调水等保障技术。申请专利1项（一种煤矿地下水库体结构抗震动冲击动力稳定性评价及应急保障等）；发表论文3篇（煤矿地下水库体结构抗震动冲击动力稳定性评价模型、破坏准则及应急泄调水技术等）。以新疆矿区急倾斜煤层为研究背景，研究提出急倾斜煤层地下水库的选址评价方法。研究比较急倾斜煤层地下水库建设方法与常规近水平煤层地下水库选址及建设方法，揭示急倾斜煤层地下水库建设的主控因素和关键指标；构建急倾斜煤矿地下水库选址评价关键矩阵；以新疆矿区典型急倾斜煤层为例开展评价方法应用研究。采用理论分析、室内试验和数值模拟等研究方法，系统梳理急倾斜煤层的赋存特征、水文地质条件和现场工况等；建立数值模型和物理相似模型，分析急倾斜煤层在不同应力和水力条件下的稳定性特征，获取影响急倾斜煤层开采地下水库选址的关键指标参数；建立适用于急倾斜地层的煤矿地下水库建设选址评价指标体系和评价方法。申请专利1项（一种急倾斜煤层地下水库选址评价方法等）；发表论文3篇（煤矿地下水库选址评价模型、急倾斜煤矿地下水库建设关键因素分析等）。以神东矿区为例，研究分析煤矿地下水库抽水蓄能技术实施的可行性，探讨煤矿地下水库抽水蓄能技术现场应用面临关键难题及解决思路，包括但不限于：基于抽水蓄能的地下水库选址及水流落差通道设计原则、安全运行可行性分析、水库频繁充放水围岩控制技术可行性分析、输放水管路及防水密闭建造技术可行性分析等。采用理论分析、室内试验、数值模拟等方法，对基于煤矿地下水库抽水蓄能技术进行可行性分析，系统梳理在探讨煤矿地下水库工程背景下开展抽水蓄能电站建设面临的科学问题，提出问题解决方法或研究路径；结合现场资料提出抽水蓄能电站选址原则；建立煤矿地下水库抽蓄水硐室数值模型，分析抽水蓄能工程运行过程整体安全性和稳定性，结合煤岩干湿循环试验，对储水硐室围岩长期抽注水条件下的稳定性进行分析，进而对抽水蓄能工程运行寿命及工程建设可行性进行综合评估。申请专利1项（一种煤矿地下水库抽水蓄能电站建设方法等）；发表论文3篇（煤矿地下水库抽水蓄能可行性分析、煤矿地下水库抽水蓄能安全运行分析等）。5. 煤矿地下水库煤柱坝体损伤演化监测及预警方法研究
为揭示煤矿地下水库煤柱坝体损伤演化过程和主要特征，开展煤柱坝体的力学特征、破裂模式、应变场演化和损伤演化四维成像等研究，研究煤柱坝体损伤演化的主要特征，提出煤柱坝体损伤演化实时成像技术和主动监测预警方法。运用数值模拟、室内试验、现场监测和算法开发等方法，揭示煤柱坝体应变场演化规律、破裂模式及破裂机理；基于微震、声发射等无损监测手段和层析成像技术，开发四维成像算法，近实时掌握煤柱坝体内部的损伤演化特征；综合煤柱坝体的力学特征、应变场特征、损伤演化和四维成像结果等，提出煤矿地下水库煤柱坝体损伤主动监测预警方法。申请专利1项（一种煤矿地下水库坝体损伤主动监测预警方法等）；发表论文3篇（煤矿地下水库煤柱坝体损伤时空演化特征研究、煤矿地下水库煤柱坝体实时成像技术研究、煤矿地下水库煤柱坝体损伤监测预警方法研究等）。
研究矿井水中悬浮物理化性质对除硬过程沉淀物形成转化影响规律，揭示多污染物协同净化过程的协同作用机理；构建采空区中硬度离子成核化学反应模型及硬垢颗粒协同悬浮物在多孔介质中的微观沉降演化模型，模拟地下水库内悬浮物协同硬度离子成核反应及沉降净化过程，确定悬浮物和硬度协同净化规律。采用实验和数值模拟的方法，针对含悬浮物矿井水双碱法除硬沉淀反应过程中，研究悬浮物的种类、粒径、表面性质等对沉淀物成核、晶体生长、聚集、沉降等影响规律，通过对沉淀过程进行微观表征，研究确定多污染物协同净化过程作用机理。构建地下水库的流体力学、离散元、地下水、化学反应等多功能耦合数值模型，模拟采空区内悬浮物与硬度协同去除过程。研究典型水质下悬浮物含量及种类、流速、孔隙率、投药点、药剂浓度及投药方式等因素对除硬过程影响，确定污染物随采空区流程长度的协同净化规律。申请发明专利2项（采空区多污染物协同净化工艺优化方法，采空区协同过滤净化作用预测方法），发表论文2篇（地下水库内成核过程及微观悬浮物沉降规律过程试验及模拟工作相关）。针对煤矿地下水库协同矿物除氟技术工程应用场景，开展矿物除氟剂在煤矿地下水库水体流场中分布模拟研究，开展残留煤体-岩石矿物-关键水质因子-煤基固废耦合作用下氟离子去除机理研究。在此基础上，提出煤矿地下水库协同煤基固废除氟强化技术方案，研究不同投加量、投加方式、水力参数下煤基固废除氟剂的除氟效果，为新型除氟剂的大规模应用提供理论指导。以水体流场-残留煤体-岩石矿物-关键水质因子四重作用为主线，研究矿物除氟剂（如黏土矿物、煤基固废）在典型条件下的微观沉降规律、除氟作用规律和界面作用机制。试验部分，搭建煤矿地下水库协同矿物除氟过程模拟装置，获取除氟反应过程动力学参数，矿物除氟剂的流体力学参数，并借助仪器表征手段揭示除氟前后除氟剂物化性质变化；研究不同条件下矿物除氟剂的除氟效果以及使用寿命，建立水体流场-残留煤体-岩石矿物-关键水质因子四重作用与除氟剂的响应关系；数值模拟部分，借助量子化学、量子力学、流体力学等软件，计算矿物除氟剂与氟离子结合作用类型及量化数据，模拟矿物除氟剂在水库中的分布特征及规律，为后续强化除氟剂的除氟效果提供理论指导，为新型除氟剂大规模应用设计提供所需的工艺参数。申请发明专利2项（一种煤基固废除氟剂在煤矿地下水库中分布的模拟方法，一种煤矿地下水库协同煤基固废除氟除浊强化技术）；发表论文2篇（煤矿地下水库协同煤基固废除氟模型研究，煤矿地下水库协同除氟强化技术及经济性评价研究）。3. 煤矿地下水库微生物-矿物介导的矿井水中硫酸盐去除机理研究
以煤矿地下水库高硫酸盐矿井水为研究对象，富集具有高硫酸盐去除活性的微生物，开展煤矿地下水库微生物-矿物耦合作用下硫酸盐去除研究，阐明硫酸盐生物还原性能及机理，解析水-矿物-微生物交互作用关系，系统评价不同水化学特征变化下矿物-微生物介导的硫酸盐的去除动力学特征和还原机理，建立硫酸盐去除性能调控方法。通过现场采样分析识别煤矿地下水库中典型矿物类型和硫酸盐还原菌群；开展微生物去除硫酸盐研究，建立煤矿地下水库微生物活性与硫酸盐去除性能的关系，明晰微生物生长代谢机制和硫酸盐还原机理；阐明煤矿地下水库中微生物和矿物介导的硫元素转化机制；模拟煤矿地下水库环境搭建原位模拟生物反应器，开展硫酸盐去除动态实验，探究不同水化学特征条件下硫酸盐浓度分布变化，掌握硫酸盐的迁移转化规律。申请发明专利1项（一种基于煤矿地下水库微生物-矿物耦合作用的硫酸盐去除方法），发表相关论文3篇（矿井水中硫转化的微生物驱动机制，煤矿地下水库微生物强化硫酸盐去除机理研究，模拟煤矿地下水库环境下硫酸盐迁移转化研究）。面向井下喷雾降尘用矿井水悬浮物处理需求，基于煤矿地下水库过滤、高密度澄清、膜滤等井下悬浮物处理方法，研发智能化水处理工艺，提出装备技术参数。结合水中悬浮物实时监测与数据采集分析的信息化手段，研究水质条件、处理工艺参数与悬浮物去除效率之间的内在关系，建立矿井水处理过程中流量、排泥、预警等工艺自动化控制策略，探索含悬浮物矿井水井下智能化处理新途径。针对矿井水悬浮物井下处理工艺，开发集成度和灵敏度高的浊度传感器终端，提高水质实时监测的效率与精度。研发与设计自动化信号采集与信息分析处理系统，形成浊度在线监测与处理工艺智能化控制的途径。阐述矿井水浊度、悬浮物粒径等特性对水表面张力及粉尘颗粒浸润性的作用关系，归纳智能化控制处理工艺参数对于喷雾降尘应用效果的影响规律。申请发明专利2项（一种矿井水浊度高精度在线监测传感器开发、一种空气中粉尘高精度在线监测传感器开发），发表学术论文2篇（矿井水悬浮物特性对水表面张力及颗粒浸润性的作用关系，水质条件对膜过滤压差调节的影响作用）。结合煤炭开采引发的水文地质条件变化，耦合水流、溶质运移和地球化学反应过程，研究铀在迁移过程的发生的吸附解吸、氧化还原和裂变转化等关键过程；建立数值扩散模型，模拟预测煤炭开采引起的水文地质条件和水化学环境变化下铀在含水层中的迁移路径、转化行为和浓度分布特征；评估采煤扰动过程中地下水铀污染风险，并提出风险管控建议。基于数值模拟方法，耦合水流、溶质运移和地球化学反应模型，模拟预测地下水中铀的时空演变特征以及迁移转化规律。探究煤炭开采过程引起的水文地质条件变化和水化学环境变化对铀迁移转化的影响，阐明采煤扰动条件下铀在地下水中的主要迁移路径、转化规律和累积特征，为防控采煤区地下水铀污染提供科学依据。申请发明专利1项（铀迁移扩散预测方法），发表相关论文3篇（铀的地球化学反应、水文地质条件变化对铀迁移转化的影响研究、水化学环境变化对铀迁移转化的影响研究）。6. 多水源“量-质-价”耦合水资源优化配置与调度研究
针对黄河流域水资源供需矛盾突出、水安全形势恶化的问题现状，以国家能源集团黄河流域典型煤电化产业聚集区域为研究对象，开展多水源“量-质-价”耦合水资源优化配置与调度研究，分析区域水资源条件与用水需求，构建区域水资源优化配置和调度数学模型，提出区域水资源应急调度策略，形成区域水资源管控建议和方案，实现典型区域内水资源的时-空-量-质最优匹配和综合效益最大化。开展水源禀赋/分布、水量水质、产业分布、区域水资源供需情况、经济成本等情况调研，综合考虑地表水、地下水以及矿井水等多种水源，结合国家及地方政策等，综合考虑水量、水质、距离、经济成本、突发水害等要素，构建区域水资源调度数学模型。基于上述场景模拟结果，研究并提出防汛抗旱应急调度策略及效果评估管理方案，为突发灾害等极端条件下的调度决策提供理论支撑，保障企业安全生产。申请专利1项（一种多水源“量-质-价”耦合水资源优化配置模型等）。发表论文3篇（黄河流域煤电化产业多水源水资源配置与应用、黄河流域煤电化产业水资源开发利用与保护、黄河流域煤电化产业多水源优化配置与调度研究等）。
为提升神东矿井水资源生态利用率，开展矿井水生态灌溉的适宜性评价研究。对神东矿区的矿井水进行本底调查，分析矿井水原水、各级处理出水的水质特征；探究不同水质特征的矿井水在砂土和黄土中的水盐运移规律及矿井水灌溉对土壤理化性质的影响；揭示不同水质特征的矿井水灌溉对草本植物、灌木和乔木的生理生长特征的影响规律；对不同水质特征的矿井水生态灌溉进行适宜性评价。通过现场取样测试分析，获得神东矿区矿井水原水和各级处理出水的水质特征；基于室内土柱模拟实验，探究矿井水灌溉对土壤理化性质的影响；基于室内盆栽与野外试验，将氢氧同位素技术与PRIME模型模拟相结合，研究矿井水灌溉对植物用水策略的持续性影响；结合栓塞脆弱性曲线及木质部结构参数分析，确定植物的耐盐指标阈值；基于灌溉适宜性评价结果，提出矿井水生态灌溉的用水策略。申请发明专利1项（一种研究土壤水盐运移的自动化实验装置等），发表论文3篇（矿井水灌溉对土壤特性的影响、矿井水灌溉对植物吸水和输水的影响、矿井水灌溉对植物生长的影响等）。2. 新街矿区煤炭开采覆岩层离层产生机理及运移规律研究
针对新街矿区煤炭开采覆岩离层发育机理复杂难题，开展覆岩层离层发育机理及岩层运移研究；研究各岩层不均匀沉降规律，建立覆岩离层发育理论模型和计算方法；揭示深部开采条件下覆岩离层发育全过程及关键参数信息，为精准减损开采技术研发提供依据。以新街矿区煤炭开采地质条件为背景，运用板结构理论分析、相似模拟和数值模拟等手段，分析开采全过程中覆岩层离层产生的时间、位置和空间大小等关键特征参数，建立离层发育力学模型，揭示上覆岩层离层产生机理及动态发育规律，提出一套可定量描述离层关键特征参数的计算方法。申请发明专利1项（一种煤炭开采覆岩离层区域识别方法等），发表论文3篇（深部开采上覆岩层离层发育机理及动态演化规律研究、基于板结构理论的上覆岩层离层发育力学模型研究、覆岩结构离层空间表征及预测研究等）。3. 煤炭采动对周边环境植物优势物种的影响规律研究
以西部矿区缺水干旱生态环境条件为背景，研究井工开采对周围环境中优势植物的影响，利用植物学、植物生理学、植物营养学与矿区环境扰动理论，使用室内与野外研究相结合的方法，探究高温干旱逆境条件下，优势植物生长阈值；筛选出适宜高温干旱环境的植物品种；揭示煤炭开采对周边环境的优势植物种影响规律，提出影响边界和限制因子，研发出一套适合西部矿区高温干旱条件的植物生态环境恢复技术。以井工煤矿开采扰动神东矿区生态环境为核心研究点，将神东矿区典型缺水矿井作为研究对象，基于野外试验与室内验证的方法，筛选出井工矿区植物优势物种，并依据植物优势物种适宜的生长生境条件，探究煤炭开采对周边环境的优势植物种影响规律，结合极端生境下植物激素与分子研究手段，揭示井工开采对物种影响机理，量化高温干旱条件下优势植物生长阈值，提出适用于高温干旱的井工矿区的植物恢复技术。申请发明专利1项（一种确定植物生长阈值的方法等），发表论文3篇（井工开采对优势植物种的影响规律、高温干旱条件对优势植物的影响等）。4. 神东矿区生态环境演变驱动因素定量模型构建及正向演替引导技术研究
针对神东矿区煤炭开采及人工修复条件下，土地利用-植被演变规律及其驱动因素不明的问题，采用多源遥感解译、现场监测、空间分析与统计分析相结合的方法，获取矿区多年土地利用、水土流失及植被覆盖度等动态变化规律；探讨在立地条件、区域气候及人为扰动等因素影响下，神东矿区生态系统演变驱动因素及权重分配方法，并构建矿区生态环境演变驱动因素定量模型。基于近十年时序遥感数据，采用CA-Markov等模型开展生态系统演替模拟实验，研究矿区未来生态环境变化过程，构建区域生态系统演变趋势预测模型，提出促进矿区生态环境正向演变的引导方法及技术途径。以神东矿区为研究对象，围绕“矿区生态系统演变机理”这一科学问题，采用时序-多源协同监测技术和空间分析等方法，系统揭示高强度开采条件下矿区生态环境演变规律，确定其驱动因素及权重。结合机器学习、空间分析与数值模拟方法，揭示多因素作用下生态系统演变机理。申请发明专利1项（一种区域生态环境动态演变规律监测方法等），发表论文3篇（神东矿区生态环境质量时空演变及其驱动因素，土地复垦视角下神东矿区生态系统服务价值时空演变与机制，基于CA-Markov模型的神东矿区生态环境时空演变格局及预测等）。针对矿区煤炭资源开采过程中造成的地表边坡失稳所引发的滑坡地质灾害，查明矿区典型边坡不稳定区域土壤类型及水分的分布特征，模拟不同坡度、土质耦合不同灌溉强度，获得不同坡度条件下水分扩散规律和土体力学特征，探究调控水分浸润范围与土体稳定性的直接和主要因子，阐明不同水力入渗条件下土体变形机理，开发一种矿区边坡不稳定区域水土耦合模拟的计算方法。以神东矿区为研究对象，利用卫星遥感监测，结合区域实地调查、原位监测和采样分析等技术手段，在典型边坡不稳定区域建立原位试验点，实时观测包气带含水量、温度、负压、应力、应变以及降水特征，探究神东矿区特殊地貌土壤及水分变化特征。基于地质统计和水化学同位素相结合的方法，利用VSAFT3饱和-非饱和地下水流软件，模拟不同土壤特征中的水分运移特征，预测不同条件下的水土耦合特征，揭示水土耦合作用机理，量化影响水分运移的主要因素。申请发明专利1项（一种水土耦合模拟计算方法等），发表论文3篇（典型矿区特殊地貌水分迁移转化规律研究、典型矿区特殊地貌水土耦合机制研究、典型矿区土壤水分胁迫植物生长规律研究等）。
1. 基于CO2循环注入的煤炭地下气化可控反应机制
CO2 用作气化剂既可提高气化剂鼓入流量和流速，改善气化剂流动性，又可强化CO2还原反应，实现合成气的原位重整，提高热值，减少碳排放。本课题以煤炭地下气化生成的CO2循环用作气化剂为研究背景。揭示CO2循环利用量、注入速率等对气化反应、产品组成和煤气热值的影响规律，阐明CO2调整燃空区流场和温度场分布的作用机制，揭示CO2循环利用与煤炭地下气化工艺的耦合机制与碳减排效率。通过孔渗测试、元素分析等方法，明确目标煤样的元素含量、煤化程度、孔渗参数等性质；开展煤样加压燃烧热解试验，对比不同煤样，不同气化剂类型和CO2含量对产出气组成、产出速率和煤气热值的影响，揭示CO2用作气化剂对气化反应的影响机制；结合煤炭地下气化物理模拟试验和数值模拟方法，分析CO2循环用作气化剂时，不同注入压力、注入速率、CO2含量等参数对煤炭地下气化温度场扩展过程的影响，开展CO2的减排量核算和影响因素分析，形成CO2作为气化剂的可控反应技术。申请发明专利1项（一种CO2 用作气化剂的煤炭地下气化工艺等），发表高水平论文3篇（CO2作为煤炭地下气化气化剂的可控反应机制、CO2循环注入对燃空区流场分布影响作用机制、基于CO2循环注入的温度场演化规律分析等）。随着CCS项目向百万吨级以上的封存规模发展，对盖层密闭性提出了更高的要求。研究盖层封闭CO2失效-泄露机理及模式，分析长期CO2地质封存过程中不同岩性、成岩程度的盖层力学特性演化机理，并定量表征盖层突破压力及破裂压力的演化规律，形成长期CO2地质封存过程中盖层完整性定量力学评价方法。采用力学测试实验，针对典型盖层岩性组合，分析不同温度，不同围压条件下盖层力学特性，建立盖层封闭能力、突破压力及破裂压力的确定方法，结合数值模拟方法，厘清不同封存压力对盖层密闭性的影响机理；进而对不同岩性及成岩程度的盖层样品进行长时间CO2-水岩反应实验，实验结束后对盖层样品进行力学参数试验分析，分析CO2-水岩反应对盖层力学特性的影响，总结CO2地质封存盖层力学特性演化规律。申请发明专利1项（基于力学特性的CO2地质封存盖层失效表征方法等），发表高水平论文3篇（CO2地质封存盖层力学特性试验研究、CO2地质封存盖层力学特性演化规律、CO2地质封存盖层失稳机理及泄露风险分析等）。3. 花岗岩型干热岩相似模拟试验材料研制及特性分析
针对花岗岩型干热岩低渗致密等物性特性，结合物理相似模拟准则，研究干热岩水力压裂或采热模拟试验的关键相似参数；研究比选最优原材料，开展不同配比下的相似材料配置研究；开展适用于干热岩相似模拟材料的预制裂缝方法研究。研究提出一种具有低渗透性、耐高温水解、化学稳定性好等特性且可进行裂缝预制的花岗岩型干热岩相似模拟材料研制方法。调研国内外花岗岩型干热岩相关物性参数，推导多物理场耦合的相似准则，根据不同干热岩相似模拟实验针对的主要问题，明确物理相似模拟的主要参数。采用物理模拟试验法，研究比选不同的花岗岩型干热岩相似模拟材料原料，拟定不同原料配比，开展花岗岩型相似模拟材料试样制备；采用测试分析法，测试不同温度压力条件下试样的力学及热力学参数变化并开展敏感性分析；开展干热岩致密相似岩心裂缝预制方法研究；结合材料研制及裂缝预制方法，形成一套花岗岩型干热岩相似模拟材料研制方法。开展小型相似模拟验证试验，验证相似材料及相似理论的可靠性。申请发明专利1项（一种花岗岩型干热岩相似材料研制方法等），发表高水平论文3篇（花岗岩型干热岩相似材料配比试验研究、干热岩物理模拟相似材料高温力学性能研究、干热岩相似材料预置裂缝方法及应用等）。4. 热应力与天然裂缝协同作用下干热岩裂缝扩展机理研究
高温干热岩储层由于高压冷水的注入会诱导开裂，天然裂缝与水力裂缝交互是复杂裂缝网络形成的重要因素之一，但目前天然裂缝存在下的裂缝起裂和扩展机理仍未明晰。针对干热岩储层改造过程，研究干热岩裂缝起裂及扩展特征，分析水力裂缝与天然裂缝相交延伸规律，建立裂缝扩展准则及数学模型，厘清影响水力裂缝扩展和天然裂缝激活的主控因素。采用力学实验方法，研究不同热应力条件下干热岩力学性质演变规律，结合微观表征，分析热应力对裂缝起裂的作用机理；开展高温高压条件下含天然裂缝岩样的真三轴压裂试验，分析不同水平应力差、天然裂缝逼近角等因素对水力裂缝起裂和扩展过程的影响规律；建立考虑热应力和天然裂缝条件下的裂缝扩展准则和数学模型，揭示影响水力裂缝扩展和天然裂缝激活的主控因素和力学机制。申请发明专利1项（一种干热岩压后缝网复杂程度定量化表征方法等），发表高水平论文3篇（不同热应力条件下干热岩力学性质演变规律及分析、干热岩水力裂缝及天然裂缝相交延伸规律、热应力与天然裂缝协同作用下的干热岩裂缝扩展数值模拟等）。
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申请者原则上应根据指南研究方向，以基础研究或应用基础研究为目标，申报开放基金课题，每个指南方向下资助1~2个项目。
实验室开放基金将优先资助立论清晰、目标明确、研究内容具体、具有创新科学意义的研究课题。鼓励申请者同本重点实验室科研团队开展合作研究，并在申请书中须有明确的合作研究计划。优先资助申请者利用本重点实验室的先进科学仪器设备和数据共享平台，以客座研究人员身份，来实验室开展研究工作。课题申报必须设置明确的知识产权目标（论文、专著、专利、软件著作权等），具体要求为：（1）所发表学术论文研究内容必须严格按照开放基金课题合同（任务书）规定的要求，发表前须经实验室审核同意，且第一完成单位必须署煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室（State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal Mining），其中论文发表期刊要求：一是JCR分区的Q1、Q2分区相关学术期刊；二是国内行业一流期刊；三是水资源全国重点实验室组织的国内外特刊（Special Issue）。不认可国内外学术会议论文，必须有1篇论文发表于国内行业一流期刊。（2）申报发明专利的第一申请人为国能神东煤炭集团有限责任公司或北京低碳清洁能源研究院，须通过水资源全国重点实验室申报。从尊重学术成果和青年教师的权益出发，发明人顺序建议青年教师（专利撰写人）为第一发明人；专利权人为：国能神东煤炭集团有限责任公司、北京低碳清洁能源研究院、国家能源投资集团有限责任公司、高校（开放基金承担课题青年教师所在院校）四家单位共享。国内行业一流期刊包括：煤炭学报、采矿与安全工程学报、岩石力学与工程学报、岩土工程学报、岩土力学、地下空间与工程学报、地质学报、地学前缘、水利学报、水科学进展、化工学报、环境科学、中国环境科学、农业工程学报、工程科学学报、中国矿业大学学报、中南大学学报（自然科学版）、工程科学与技术、东北大学学报（自然科学版）、吉林大学学报（地球科学版）、International Journal of Coal Science & Technology。2024年度资助的开放基金课题单项申请金额为20万元左右，资助不超过20项。开放基金课题执行期为2年。资助对象应具有固定科研岗位的青年科研人员，年龄不超过35周岁。2024年度开放基金课题通过邮件申报，申请者将申报材料发送至各领域方向联系人，各领域方向联系人及邮箱附后。开放课题申请截止日期：2024年10月15日。申请者应在截止日期之前将邮件审核通过的课题申请书正式版（一式二份，所在单位签字盖章）邮寄至联系人。矿井水保护方向：张勇 010-57337363，13811496435，yong.zhang.je@chnenergy.com.cn矿井水处理和利用方向：郭强 010-57337364，18614050029，qiang.guo.cw@chnenergy.com.cn矿区生态修复方向：赵勇强 010-57337489，13126880851，20039429@chnenergy.com.cn新能源技术研究方向：时俊杰 010-57337369，13161702227，20082463@chnenergy.com.cn
附件：煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室开放基金申请书：
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