期刊智库丨张玉军研究员

《绿色矿山》

期刊编委风采

厚植绿色底色，打造一流期刊

张玉军

研究员

中煤科工开采研究院有限公司

张玉军，男，河北怀安人，博士，研究员，博士生导师，中国煤炭科工集团首席科学家，孙越崎青年科技奖获得者，现任中煤科工开采研究院有限公司安全与生态环境研究分院院长。兼任中国煤炭学会煤矿开采损害技术鉴定委员会委员、中国煤炭学会环境保护专委会委员、中国煤炭学会矿山测量专委会委员、矿山安全行业标准化技术委员会水害防治分技术委员会委员、中国岩石力学与工程学会矿山采动损害与生态修复专委会委员、山西省煤炭学会千人智库高级专家、吉林省应急管理厅专家、《绿色矿山》编委、《煤炭科学技术》《中国安全科学学报》《矿业安全与环保》青年编委会委员。长期致力于矿井水安全防控与水资源保护理论及技术、特殊采煤与岩层控制技术研究。2024年中国知网（CNKI）高被引学者（TOP1%），主持国家自然基金面上项目2项、主持和参与国家科技重大专项、973计划等项目20余项，煤炭企业合作项目100余项。20余项主要科学成果获省部级科技进步奖，其中一等奖3项，二等奖10项，三等奖11项。授权国内发明专利11项。公开发表科技论文70余篇，其中SCI/EI收录30余篇，主编和参与出版专著4部。主持和参与起草修订煤炭行业标准2项，团体及企业标准4项。参与修订了《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》。

近期主要研究领域

围绕矿山采动损害防治与生态环境保护问题，长期致力于矿井水安全防控与水资源保护、特殊采煤与采动损害防治、采动岩层控制等减损绿色开采理论与技术研究。

邮箱

zhangyujun@tdkcsj.com

主要研究及应用案例

1）创新提出“控水开采”理论与技术，实现了顶板含水层下“控水保安全、保水促生态”的绿色开采目标

针对我国煤矿地质采矿及水文地质条件千差万别、水体类型错综复杂的现状，创新提出了“控水开采”绿色理念，即充分利用覆岩破坏规律和受到采动破坏性影响岩层的渗透性能及其变化特征以及含水层富水特征，尤其是借助回采裂缝的导水性差异实现对含水层的逐步扰动，来控制工作面的涌水量大小及涌水形式，实现含水层下控（保）水开采。成果已在《煤炭学报》发表论文“控水采煤技术原理、关键技术及在松软砂岩含水层下综放开采实践”，《煤炭科学技术》发表论文“鄂尔多斯盆地侏罗系煤田保水开采技术与应用”，授权发明专利“一种复合水体下控水采煤技术与装置”。成功实践了在地表大型水体（海域、水库、河流）、基岩含水层、采空区积水以及不同类型复合水体下的综放控水安全开采，基于采动覆岩破坏理论和多重含水层充水规律，提出蒙陕深部复合水体下安全控水开采技术，“蒙陕矿区侏罗系顶板水害精准防控技术研究及应用”获煤炭工业科技进步三等奖。针对蒙东侏罗系地层半固结含水砂层，首次提出了突水溃砂的预测判据和疏降水位计算方法；针对急倾斜特厚煤层水平分层综放开采残采复采采场突水溃泥灾害，提出了泥沙流综合防治一体化关键技术。“急倾斜特厚煤层综放残采区突水溃泥防治一体化关键技术及应用”获职业安全健康协会协会科技进步一等奖。研究成果已推广应用于我国40多个矿区，取得显著的经济社会效益，推动了我国煤矿控（保）水开采技术的发展，“典型矿区顶板含水体充水模式与控水开采技术研究及应用”获2024年煤炭工业协会科技进步二等奖

2）提出主动预裂弱化覆岩强度控制采动裂缝的新思路，实现采动覆岩破坏的源头控制，有效解决现行条带开采、充填开采等低损开采存在的回采效率低等问题。

通过系统总结国内外采动覆岩破坏规律和控制技术的发展现状及最新研究成果，创新提出主动预裂弱化覆岩结构及强度抑制采动裂缝的新思路。基于数值和物理模拟的方法，对比研究了弱化与未弱化以及弱化不同层位之间的覆岩破坏特征、采动覆岩应力与位移分布特征、导水裂缝带发育高度变化规律等，验证了坚硬覆岩弱化改性止裂的内在机制，并确定不同弱化层位对导水裂缝带发育的控制效果。相关研究成果在《煤炭科学技术》发表论文“煤层采动覆岩破坏规律与控制技术研究进展”“坚硬覆岩预裂弱化改性效应及导水裂缝带控制机理”，《采矿与岩层控制工程学报》发表论文“厚硬岩层结构调控低损开采方法及机理研究”，授权发明专利“一种含水层下坚硬覆岩预裂弱化控制导水裂缝带高度方法”、“基于传递矩阵法的沉陷区层状介质地基附加应力计算方法”等。

3）实测研究获得我国厚及特厚煤层高强度开采导水裂缝带发育规律

高强度开采覆岩破坏规律研究方面，收集整理了国内厚及特厚煤层综放和大采高综采条件下导水裂缝带高度实测数据，并以我国14大煤炭基地为区域，绘制了我国高强度开采导水裂缝带高度分布特征图。实测获得了彬长、鹤岗、山东等多个矿区综放开采覆岩破坏高度与特征，掌握了综放开采条件下的覆岩破坏发育规律，通过对钻孔内采动岩体裂隙进行数字化描述，实现了采动覆岩裂隙分布特征的可视化与定量化。相关研究成果已在《煤炭科学技术》发表论文“我国厚及特厚煤层高强度开采导水裂缝带发育高度区域分布规律”，《煤炭学报》发表论文“基于固流耦合理论的覆岩破坏特征及涌水量预计的数值模拟”和“覆岩及采动岩体裂隙场分布特征的可视化探测”、《岩石力学与工程学报》发表论文“高强度综放开采覆岩破坏高度及裂隙发育演化监测分析”，获授权发明专利“一种覆岩垮落带和导水裂缝带高度钻孔电视探测确定方法”、“覆岩破坏高度确定方法”等。

4）在采动覆岩破坏与地表沉陷、以及水资源保护效果监测方面，研发了煤矿区沉陷及保水开采“空天地孔”多参量协同动态监测系统。

团队研发了煤矿区沉陷及保水开采“空天地孔”多参量协同动态监测系统，实现地表沉降、裂缝发育、覆岩移动变形、地下水位变化、采空区水质等多参量于一体的保水开采效果协同监测；开发了深部覆岩移动变形监测技术与设备，实现工作面采前采后全过程、覆岩与地表全方位的移动变形监测，深度首次突破了400m；开发了含水层“水位绝对值、水位变化速度、水位变化趋势”三参量动静权重的采动扰动程度预测模型，构建了微震-矿压-水文协同监测预警模型，为矿区地表沉陷规律、采煤控制效果检验及预测警提供了实测数据。在《智能矿山》发表论文“采煤沉陷区灾害空天地孔一体化监测技术与平台”，授权发明专利“煤矿采动覆岩大量程深部分层拉线位移监测系统”、“一种深部监测孔内监测设备及线缆的打捞装置及方法”

5)在深部底板高承压含水层带压开采方面，构建了煤层底板采动破环全空间多参量协同监测模式，将煤层底板采动导水破坏带划分为导水裂隙带、应力应变带、物性差异带；提出基于采动裂隙岩体应力—渗流耦合模型的岩体渗透特征及工作面涌水量预计方法；建立了基于固流耦合理论的有效隔水层厚度底板突水预测判据，提出深部高水压含水层上基于突水系数改进的底板突水危险性预测方法。

团队简介

团队聚焦“安全、绿色、低碳、智能”方向，发挥采动损害防治与岩层控制技术优势，形成了矿井水安全防控与水资源保护、低损害开采与沉陷区治理利用、煤基固废规模化处置与资源化利用等技术为核心的我国煤矿区低损害绿色开采技术。团队成员30人，硕士以上占比93%，博士以上占比40%，高级职称以上占比60%，涉及采矿，地质，测绘，地球物理，环境、固废处置等专业。团队结合自身研究方向和特色，积极为煤炭企事业单位提供技术服务，推动科研成果的高值转化和推广应用。

编辑丨李莎

审核丨常明然

煤炭科学研究总院期刊出版公司拥有科技期刊21种。其中，SCI收录1种，Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录7种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种，是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地，也是行业最大最权威的期刊集群。

期刊简介

为深入贯彻习近平生态文明思想，践行“绿水青山就是金山银山”理念，搭建绿色矿山建设领域高端学术交流平台，2023年5月，经国家新闻出版署批准，由中国煤炭科工集团主管、煤炭科学研究总院有限公司主办的中文科技期刊——《绿色矿山》（Journal of Green Mine）应运而生。《绿色矿山》为季刊，国内统一连续出版物号为：CN10-1912/TD，ISSN号：2097-3357，由《绿色矿山》编辑部负责策划、出版、发行。

刊登范围

绿色勘查、绿色开采、矿山地下空间利用、绿色选冶、矿山环境保护、低碳技术及节能减排、数字矿业、绿色低碳经济政策与评价等。

期刊主页

http://www.lsks.org.cn

投稿网址

https://lsks.cbpt.cnki.net/EditorAN/index.aspx?t=1

联系：常明然

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