“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; 58190IP
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TBM 施工岩巷掘探一体化技术研究进展与思考

作者(Author)：袁亮, 张平松

摘要：煤矿岩巷全断面掘进机(TBM) 施工，是满足集约化、现代化、智能化大型矿井深部高强度开发采掘平衡与高效建设生产的重要方法之一。但是，TBM 掘进对于不良地质条件适应性较差，尤其是破碎带、断层、软弱岩层及富水区等复杂地质条件会造成坍塌、卡机、卡盾、涌水等问题，从而限制了其发展。为充分发挥 TBM 快速掘进效率，将超前探测仪器与 TBM 机械进行一体化设计，开展随掘探测是煤矿岩巷 TBM 掘进发展亟需突破的关键技术。从 TBM 施工岩巷的掘探一体化技术研究出发，回顾了近年来隧道、煤矿岩巷随掘探测技术新进展，介绍了包括随掘地震、随掘电法、随掘瞬变电磁等掘探一体化技术；围绕提高随掘超前探测精度，实现高精度异常体成像，论述了岩巷 TBM 掘探一体化技术的发展方向，包括超前探测数据采集系统、信号处理方法、巷道界面成像新方法新技术等。认为掘探一体化设备要向自动化、信息化、智能化方向发展，要形成以智能化控制系统为核心的掘进、探测、预报集成化管理平台，实现掘进参数的智能选取、超前探测数据的实时处理与叠加成像，形成掘探一体智能控制与地质条件融合判识系统，为深部煤炭资源的精准开发利用与煤矿智能化建设提供透明地质条件支撑。

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煤田地质与勘探

2023年第01期

226

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煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考

作者(Author)：袁亮, 张平松

摘要：围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求，构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系，首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键，但由于地质条件多样、特殊、复杂，现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。钻、掘、采、落是煤炭安全精准开发及矿井建设中的 4 个基本步骤，其对应的透明化条件场景涵盖钻孔、巷道、采煤工作面、采空区及废弃矿井等诸多内容。因此，随钻、随掘、随采、随落(后称“四随”)系列物探一体化透明信息的收集与表征至关重要。提出“四随”地质信息重构概念，基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合，逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型体系。具体而言，结合井下施工的钻孔所探查和揭露信息，形成孔周边特别是“随钻”过程中的惯性导航、煤岩识别、虚拟地质模型重构等技术突破;利用掘进机械在巷道工作面施工进程中超前探测与岩性分析，“ 随掘” 获得对前方及周边一定范围内地质条件的物性成像和异常判断;根据割煤机及巷道空间布设探测与识别探头，对煤层、顶底板空间岩层进行“ 随采” 过程的精准识别与异常判定，提高对割煤区煤厚及地质灾害体的预报精度;依托布设在采空区的浓度、渗流、湿度、温度、应力、应变等传感器，“ 随落” 过程对采后各类环境及灾害条件进行数据监测与跟踪，提高对异常体和剩余资源的判识能力。基于“四随”动态高精度探查技术，进一步研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术，通过“ 四随” 探测数据实时获取与融合处理，提高地质信息实时感知与交互能力，辅以虚拟可视、成像等技术，实时修正静态地质模型，完成动态地质模型重构，逐步实现煤矿地质条件的全透明化。通过构建煤矿生产全生命周期智能化信息平台，实现云端信息综合诊断和预警互助，为智能化煤矿建设及资源化评价利用提供可靠的技术支撑。

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煤炭学报

2023年第01期

405

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煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考

作者(Author)：袁亮, 张平松

摘要：围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求，构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系，首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键，但由于地质条件多样、特殊、复杂，现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。钻、掘、采、落是煤炭安全精准开发及矿井建设中的四个基本步骤，其对应的透明化条件场景涵盖钻孔、巷道、采煤面、采空区及废弃矿井等诸多内容。因此，随钻、随掘、随采、随落（后称“四随”）系列物探一体化透明信息的收集与表征至关重要。文中提出“四随”地质信息重构概念，基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合，逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型体系。具体而言，结合井下施工的钻孔所探查和揭露信息，形成孔周边特别是“随钻”过程中的惯性导航、煤岩识别、虚拟地质模型重构等技术突破；利用掘进机械在巷道迎头施工进程中超前探测与岩性分析，“随掘”获得对前方及周边一定范围内地质条件的物性成像和异常判断；根据割煤机及巷道空间布设探测与识别探头，对煤层、顶底板空间岩层进行“随采”过程的精准识别与异常判定，提高对割煤区煤厚及地质灾害体的预报精度；依托布设在采空区的浓度、渗流、湿度、温度、应力、应变等传感器，“随落”过程对采后各类环境及灾害条件进行数据监测与跟踪，提高对异常体和剩余资源的判识能力。基于“四随”动态高精度探查技术，进一步研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术，通过“四随”探测数据实时获取与融合处理，提高地质信息实时感知与交互能力，辅以虚拟可视、成像等技术，实时修正静态地质模型，完成动态地质模型重构，逐步实现煤矿地质条件的全透明化。通过构建煤矿生产全生命周期智能化信息平台，实现云端信息综合诊断和预警互助，为智能化煤矿建设及资源化评价利用提供可靠的技术支撑。

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煤炭学报

987

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双碳目标下废弃矿井绿色低碳多能互补体系建设思考

作者(Author)：袁亮, 张通, 张庆贺, 江丙友, 吕鑫, 李姗姗, 付强

摘要：双碳战略目标下煤炭行业高质量发展迎来新的机遇与挑战，充分释放废弃矿井负碳增能潜力，创新风、光、水、热等新能源开发利用耦合新型物化储能协同发展模式，推进绿色循环低碳能源体系稳定发展。应对清洁能源稳定供给与煤炭工业净零发展挑战，提出废弃矿井绿色低碳多能互补体系，集成全息地质结构重构、多种能源融合、物化联合储能、碳固结利用、多网智慧调控、智能应急救援的产-储-固智慧新型负碳绿色能源供储体系，以地表地下联合空间为载体，多源数据融合数字孪生技术为支撑，风险智能判识预警与灾害应急救援为保障，实现废弃矿区多维度分级分类分区域联动清洁能源生产、储备、供给与碳捕集、封存、利用。凝练了废弃矿井绿色低碳多能互补体系发展面临的数字工程地质、多场时空耦合演化、功能地层空间维稳、风险超前精准预警和智能应急抢修救援等 5 个关键科学问题，提出了数字孪生工程原态场景、工程扰动多场耦合灾变演化、创新多能互补技术体系、CO2 工程封存与生态碳汇、分布式智能电网建设、数字风险预警系统和应急救援技术装备等7个主要研究方向，将为实现清洁能源稳续供给、碳永久封存、能-碳平衡循环发展，保障国家能源安全与经济社会高质量发展提供新途径。

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煤炭学报

2022年第06期

399

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深部采动响应与灾害防控研究进展

作者(Author)：袁亮

摘要：掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境，探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演化规律和多资源全生命周期动态叠加多相多场耦合致灾机理。最后，基于上述采动响应特征和多场耦合规律及致灾机理，从透明矿山及地质保障关键技术、灾害风险判识与监控预警关键技术和典型动力灾害防控关键技术3个方面讨论了深部采动灾害防控方法。未来应继续加大对深部开采基础研究支持力度，大力支持自主创新重大仪器及科学装置研究，重点开展深部煤炭开采应用基础理论和关键技术研究，依靠科技创新突破制约我国深部煤炭开采的理论与技术瓶颈。加强深部采动多物理化学场耦合灾变机理分析，实现深地资源地质精准勘探和三维地质可视化，建立深部采动灾害风险判识及合理性评价模型，以及开展多参量灾害预警与防控技术和装备研究，实现对灾害的有效预警和精准防控，综合形成深部煤矿灾害防控理论与技术标准体系。同时，在充分认清深部各种灾害特征、治理能力极限和技术经济可行性的基础上，科学确定开采下限。最终有效解决深部煤炭开采面临的科学问题和重大技术难题，促进深部煤炭安全高效开采。

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煤炭学报

2021年第03期

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2849

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超低渗气密性岩层相似材料特性分析

作者(Author)：王汉鹏, 张冰, 袁亮, 刘众众, 薛阳

摘要：为实现对超低渗透率岩层的真实模拟,克服现有流固耦合相似材料的不足,研发了一种具有超低渗气密性且参数可调的新型气固耦合岩层相似材料.该材料以铁精粉、重晶石粉、石英砂为骨料,特种水泥为黏结剂,水泥添加剂和淀粉为调节剂,采用电动夯实机振动压实成型.选取m特种水泥,m水泥添加剂,m淀粉作为影响因素,采用正交试验方法测试了材料的力学渗透性质及影响规律,其中,相似材料的气体渗透率利用自主研发的相似材料渗透率测试仪通过稳态法测试.试验结果表明:材料的密度为2.47～2.66 g/cm3,单轴抗压强度为0.66～8.86 MPa,弹性模量为66.65～438.17 MPa,渗透率为3.71×10-3～4.63 mD,各参数均可通过m特种水泥,m水泥添加剂,m淀粉进行精确调节;材料干燥快速,性质稳定,渗透率可在1.5 MPa气压下维持恒定.研发的超低渗气密性岩层相似材料可用于煤与瓦斯突出、页岩气开采等气固耦合模型试验中超低渗气密性岩层的模拟.

中国矿业大学学报

2021年第01期

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再论废弃矿井利用面临的科学问题与对策

作者(Author)：袁亮, 杨科

摘要：在经济发展新常态和供给侧改革背景下，关闭/废弃矿井数量逐年增多，仍遗留大量可开发利用资源，开展关闭/废弃矿井资源开发利用意义重大。目前，相关研究工作仍相对滞后，难以系统解决遗留能源资源及地下空间开发利用等方面存在的科学问题和技术瓶颈。基于山西省关闭/废弃矿井资源禀赋与开发现状分析，结合关闭/废弃矿井遗留煤炭地下气化、遗留煤层气地面抽采、地下空间储能储物等重大需求，亟需研究关闭/废弃矿井能源资源协同综合利用评价方法、固-液-气及应力-位移-渗流-温度等多相多场动态演化机制、复杂遗留空间煤层气运移规律与储集成藏机理、复杂岩体多场耦合作用机理及稳定性控制等四个关键科学问题，攻克关闭/废弃矿井能源资源协同利用安全与风险评价技术、遗留煤炭地下气化炉构建及气化工艺、遗留煤层气资源地面抽采与利用、地下储库（储水、储油、储气等）库容探测与防渗等四项关键核心技术。基于矿井全生命周期绿色利用科学理念，以白家庄煤矿为例，提出了山西省关闭/废弃矿井遗留资源和空间资源“能源化、资源化、功能化”协同利用综合性解决方案，创新了“政产学研用金”协同机制为基础的关闭/废弃矿井能源资源精准开发与利用新模式。

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煤炭学报

2021年第01期

2060

2075
“ 煤炭安全高效绿色智能开采地质保障” 专辑特邀主编致读者

作者(Author)：袁亮, 董书宁

摘要：　　煤炭地质工作是煤炭开发的基础性工作，它横跨了煤田勘探、井田划分、矿井设计、开拓掘进、安全回采、煤炭利用及矿井关闭等煤炭开发的各个阶段，服务于煤炭资源开发的全生命周期，为煤炭资源开发的规划、生产和利用等提供基础保障。　　随着我国煤炭工业的发展和煤炭地质科技工作者的不断努力，煤炭地质保障系统的整体架构、研究内容、保障目标、配套技术等逐渐发展成熟，其内涵与外延不断丰富和完善，迄今为止历经了4个阶段。　　第1阶段：煤炭开发地质资源保障。改革开放后，我国完成了第3次全国煤田预测与评价，埋深2 000 m以浅的煤炭资源总量5.57万亿t、保有资源量超过1万亿t。这是煤矿地质保障技术的萌芽阶段。　　第2阶段：“双高矿井”建设地质保障。“九五”期间，煤炭工业开始创建以高产高效为主要特征的“双高矿井”，随着大型综采配套设备的投入使用，迫切需要超前查明煤矿采区的构造、水文等开采地质条件，传统的地质保障技术开始从煤田地质勘探进入矿井设计领域。这是煤矿地质保障技术的初级阶段。　　第3阶段：煤矿安全高效生产地质保障。进入21世纪以来，为有效减少煤矿瓦斯、水害等事故，煤矿地质保障工作从地面到井下，全方位开展煤矿隐蔽致灾地质因素的精准探查与治理，煤矿地质保障工作进入生产阶段，地质保障技术向煤矿开采地质保障系统发展。　　第4阶段：煤矿智能化绿色开采地质保障。从2014年陕煤集团黄陵矿业一号煤矿41101工作面首次实现智能化开采以来，少人化、无人化、智能化开采以及智慧矿井等先进生产理念深入人心，煤炭绿色开采、智能精准开采等对煤矿地质保障系统提出了新的更高要求。随着八部委联合印发的《关于推进煤矿智能化发展的指导意见》的逐步落实，煤炭地质保障系统必将迈向以探测智能化、地质透明化为特点的新的发展阶段。　　多年来，挂靠在安徽理工大学的中国煤炭学会矿井地质专业委员会和挂靠在中煤科工集团西安研究院有限公司的中国地质学会和中国煤炭学会煤炭地质专业委员会、中国煤炭工业安全科学技术学会水害防治专业委员会等持续不断精心打造矿井地质和煤炭开采地质保障技术交流高端平台，2020年4个专委会将共同主办主题为“煤炭安全高效绿色智能开采地质保障”学术论坛，为煤炭地质领域广大科技工作者提供展示近年来研究取得的新理论、新技术、新装备和应用新成果的高端交流平台，研讨未来煤炭地质科技发展新方向。　　本期前30篇论文紧紧围绕论坛的5个主题进行报道，即：① 地质与水文地质条件勘察评价;② 隐蔽致灾地质因素精准探查;③ 矿井水害与煤岩动力灾害防治;④ 智能开采的三维地质透明化;⑤ 现代化煤矿的地质保障实践。　　我们相信，专辑的出版和学术论坛的举办，必将促进煤炭安全高效绿色智能开采地质保障理论研究、技术装备开发和推广应用的全面深入和系统提升，并必将为我国煤炭工业转型升级和高质量发展做出新的贡献!

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煤炭学报

2020年第07期

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