科创中国

       冲击地压是煤矿开采诱发的一种动力灾害，具有突发性、破坏性和复杂性等特点，造成巷道严重摧毁和人员伤亡，冲击地压预测防治是世界性难题，目前在深孔多参量原位预警方面仍未形成智能化技术装备。基于矿井区域评价预测结果，从原位探测定量评价出发，发明煤矿冲击地压智能探测预警技术装备（钻孔深度40m以上、钻孔速率可达1cm/s），深孔钻进物理力学响应量信息提取钻屑量、煤的冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间以及单轴抗压强度等五个参量作为评价指标，建立深孔多参量冲击地压危险评价体系，多尺度、多参量指标评价冲击地压危险性并评定强弱等级，数据评价速度1s以内，在红阳三矿、首山一矿等多个矿井测试应用。

成果亮点：

1. 自主知识产权：煤矿冲击地压智能探测预警技术装备完全由研究团队自主研发。

2. 技术先进性：煤矿冲击地压智能探测预警技术装备钻孔深度40m以上、钻孔速率可达1cm/s，数据评价速度1s以内。

性能指标：

1. 装备具有较高的钻进效率，钻孔深度40m以上、钻孔速率可达1cm/s。

2. 装备可通过深孔钻进物理力学响应量信息提取钻屑量、煤的冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间以及单轴抗压强度等五个参量作为评价指标，多尺度、多参量指标评价冲击地压危险性并划分强弱等级，数据评价速度1s以内。

        国内外冲击地压煤矿数量多、分布广，且煤矿开采过程中深受冲击地压危害影响，急需一套先进、智能、方便的冲击地压原位评价预测技术方法与智能探测装备，为了保证安全生产、减少财产损失，势必要在智能探测与冲击地压防控上加大投入。煤矿冲击地压智能探测预警技术装备的主要面向对象为国内外冲击地压煤矿，我国现阶段冲击地压煤矿数量为123处，随着煤矿开采转向深部，冲击地压矿井数量呈现增加趋势，每年新增加的冲击地压煤矿和目前尚未确定是否会冲击地压的一般性煤矿也是重点面向对象，因此本套煤矿冲击地压智能探测预警技术装备市场需求巨大，前景广阔。

       吕祥锋，中科院力学所博士后，现为北京科技大学教授、博士生导师，主要从事深层地下工程建造服役安全与控制方面的科研工作。担任国家“十四五”重点研发计划青年专家、国家自然科学基金委员会、教育部学位与研究生教育发展中心和北京市科学技术委员会评审专家。主持国家重点研发项目子课题、国家自然科学基金、中央引导地方专项、北京科技专项等国家、省部级和企业重点课题25项。第一完成人荣获国家教育部科学技术进步奖二等奖1项、北京市科学技术进步奖二等奖1项、技术发明奖三等奖1项和省部级科技奖一等奖3项、发明金奖2项，发表高质量学术论文107篇，授权国家专利54项，制定行业标准4部，出版学术专著5部。先后入选北京市科技新星计划、北京市优秀青年人才、北京市“高创计划”青年拔尖人才和北京市百千万人才工程，并获得茅以升土力学及岩土工程青年奖（全国每届5人）、茅以升北京青年科技奖。

煤矿冲击地压智能探测预警装备技术水平先进，应用的冲击地压煤矿数量多、分布广，具有非常广阔的市场前景，经济效益显著。

1. 提高生产效率，增加采煤产量

传统冲击地压评价预测方法流程较为复杂，所需时间较长，本套技术装备大大缩减了过程时间，更加智能高效节约时间成本，在相同时间之内可以安全高效开采更多煤炭，提升开采效率，带来更多经济效益。

2. 减少自然灾害造成损失

人工采矿活动容易引起冲击地压灾害，煤岩体突然破坏，产生剧烈冲击波，造成井下洞室瞬间破坏、支架折损、人员伤亡，应用智能探测技术装备评价冲击地压危险性，提高预测精准度，有效规避冲击地压风险，减少自然灾害造成的经济损失及人员伤亡。

合作方式：技术许可

推广应用情况：本套技术装备是在产学研用一体化机制、校企合作的基础上形成的，研究团队通过开展深入研究并与企业达成合作，共同实现校企合作项目孵化，将技术装备投入到实际工程应用中，目前该技术装备已在辽宁红阳三矿、河南首山一矿等矿井应用。