“科学技术是第一生产力”是马克思主义的基本原理，并随着时代的变迁不断得到丰富与发展。习近平总书记关于新质生产力的重要论述，为新时代新征程加快科技创新、推动高质量发展提供了科学指引。坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，促进更多科技成果转化为新质生产力，是新时代实现高水平科技自立自强，赋能高质量发展，加快构建新发展格局和推进中国式现代化的重要任务。
我校“智能开采与动力灾害防控理论与技术创新团队”一直以来持续开发实验室三维物理模型实验方法与测试新技术，建立“声-光-电”一体化煤岩体破坏致灾集成监测方法和装置，优化以声震波力多元指标实测为基础的采矿设计体系，形成西部能源绿色低碳开发与智能采矿新理论。团队在来兴平教授的带领下时刻牢记习近平总书记“在科技自立自强上走在前”“在科技创新上率先取得新突破”的重要指示，积极响应“以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，因地制宜发展新质生产力”。团队依托西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室等平台，聚焦实验室测试技术创新，围绕我国西部地区煤炭智能开采过程中的动力灾害防治问题，开展采动覆岩结构动力学失稳控制研究，取得了系列原创性成果。
针对西部地区大规模、高强度开采煤炭引起的高应力、强扰动复合应力场与渗流环境叠加作用，导致煤岩动力灾害频发问题，在国际岩石力学与采矿科学领域顶级学术期刊《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences(IJRMMS)》发表题为“The role of porosity in the dynamic disturbance resistance of water-saturated coal”研究成果。
该成果通过煤层巷道围岩取芯，借助高速摄像技术、CT三维重构技术与裂隙的微细观分析技术，获得富水煤岩裂隙动态扩展的宏-细观信息，以对富水煤岩动态破裂起控制作用的优势裂隙为研究对象，通过合理等效，建立裂隙率对含水优势裂隙的影响模型。成果考虑含水裂隙面之间高速移动时Stephen效应的影响，基于动态颗粒力学理论，对微裂隙分割的优势裂隙的主裂隙两侧接触面进行颗粒化处理，主裂隙面长度与等径颗粒数量进行等效，进而计算出多颗粒组之间的总动态液桥力，推导建立含水优势裂隙的动态强度因子模型，揭示裂隙率对煤岩宏观动态力学性质的影响机理，实现对不同裂隙率富水围岩抗冲击能力的评估，为富水煤岩的动态高效加固与强度削弱防冲提供了新思路，同时也为现场智能开采与动力学灾害防控提供了科学支撑。
针对朱家峁煤矿复合关键层下沟谷区煤层开采条件，沟谷地形煤层开采易发生强矿压显现的问题在《Energy Science Engineering》发表了题为“Mechanism and control of strong rock pressure in the gully area under compound key strata”研究成果。
2021年10月朱家峁煤矿在沟谷下开采时发生剧烈来压，造成多个支架全部压死，多处液压管路损坏，并伴随煤壁片帮、切顶现象，严重威胁井下安全生产。团队成员第一时间奔赴现场开展了大量采动煤岩体综合信息立体探测。对最优卸压位置进行评估，提出过沟谷地形动载矿压综合防治措施，通过采取超前顶板水力压裂、应力在线监测手段，保证了朱家峁煤矿顺利推进，及时高效的解决了企业的燃眉之急，并为朱家峁煤矿提供了持续三年的技术服务，累计挽回损失经济损失约2500万元。
该成果通过相似模拟、理论计算分析、数值模拟、现场实测，对复合关键层下工作面过沟谷区强矿压显现机理及防控措施进行分析表明，工作面过沟谷区域主关键层缺失的上坡段时极易发生剧烈的切顶、压架、台阶下沉等动载现象。根据构建沟谷关键层动态结构模型和连续沟谷区主关键层非均布载荷梁结构力学模型，推导了上覆岩层移动过程中主关键层回转变形与滑落失稳初次破断步距计算公式，提出了过沟谷地形强矿压显现综合防控措施，通过支护阻力公式计算得出工作面支护阻力为10011kN，改用ZY11000/14/34D型液压支架，对计算的危险区域进行水力压裂后工作阻力基本低于30MPa，防治效果良好，对过沟谷地形煤层开采具有借鉴意义。
针对我国极为复杂的地下水文条件，在水患影响下煤炭化石能源资源智能开采与灾害防控的关键问题在国际水资源保护与安全开采领域的学术期刊《Water》发表题为“Determination of Critical Damage Size of Inclined Waterproof Coal Pillar under Asymmetric Load”研究成果。
该成果根植我国“一带一路”发展规划下建设的主体能源基地——新疆矿区，运用理论解析、科学计算与现场智能监测等方法手段，采取巷道断面位移监测、现场钻孔抽水卸压及煤柱裂隙区注浆加固等多重现场治灾防控措施，深度聚焦老空水影响下倾斜隔水煤柱受载结构劣化的复杂难题，借助定制研发的SAS-2000型伺服万能试验机，剖析富水煤岩强度劣化机制并精准获取了相应物理力学参量，为精确得出倾斜隔水煤柱的合理尺寸提供了坚实的数据支撑。同时通过构建非对称载荷作用下倾斜隔水煤柱本构模型，定量确定了煤柱弹性阻隔区临界失稳尺寸，得出煤柱受载破坏的弹-塑性区演化规律。创造性地实现了多元先进实验手段、监测技术与深部矿井灾害治理的有机结合，促进了创新成果向现场应用的落地转化。实现了倾斜隔水煤柱的稳定性控制，从而为西部干旱半干旱区域煤矿水患科学有效治理提供了调控方法与思路。目前，团队仍在持续不断的对该集成监测方法进行完善，并在多个矿井进行试点工作以增强该方法面对复杂多变的矿井地质条件的普适性。
西安科技大学“智能开采与动力灾害防控理论与技术创新团队”聚焦新质生产力的原创性、颠覆性技术，依托重点实验室和科技创新平台，自信自立、知重负重，敢于担当、积极作为，从制约区域、行业、产业发展的瓶颈技术中凝练创新方向，以重大战略需求和重大任务为导向，聚焦重大技术难题协同攻关、重大科技攻关，加快突破关键核心技术瓶颈，为新质生产力的提升和发展提供全方位的支持和服务。
团队带头人来兴平教授表示：在实验室测试技术创新上，我和我的团队一直在路上，力争用颠覆性技术和前沿技术加快新质生产力的发展。未来，团队将持续做好科技创新这篇大文章，在高水平科技自立自强上走在前，以更高站位、更宽视野、更强担当以及更快、更新、更有效的科技创新成果努力助推新质生产力发展。
文章来源：西部富油煤微信公众号，了解跟多科研动态，请关注西部富油煤微信公众号