作者单位：

1. 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室，陕西 西安 710054；

2. 西安科技大学 煤炭绿色开采地质研究院，陕西 西安 710054；

3. 西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安 710054；

4. 新疆大学 地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830046

摘要

【目的和背景】 煤炭长期处于我国主体能源地位。随着近年开采规模和强度的增大，煤炭开采区岩石、土壤、水圈、生态环境的关联程度得到强化， 急需从地球系统科学的理念出发，理解煤炭安全开采和绿色开采中围岩移动变形、冲击地压、煤与瓦斯突出、涌突水、地面沉陷、水土流失、生态环境损害等之间的耦合关系和链生特征。

【方法和结果】提出基于地质结构控制和岩体结构采动响应的地质体复合损害科学研究内容、关键问题与减损地质保障思路，包括：（1）开展煤矿区煤-岩-水-土-生态圈层组合关系与动态响应特征研究，剖析复合损害形成的地质基础条件，厘清开发背景下各圈层采前、采中、采后地质条件动态演化特征，建立煤-岩-水-土-生态环境动态耦合演化模型；（2）建立复合损害协同驱动模型，精准识别量化各要素的关键状态参量，查明损害类型及其主控因素，揭示采动多场耦合响应规律与复合损害演化过程；（3）基于煤炭开采下多圈层损害之间的关联性，关注复合损害动态演化过程与对应关键状态参量变化，建立煤矿区复合损害协同预测监测与防控体系；（4）构建“五体系一平台”（精准勘探体系、智能感知体系、快速解译体系、风险评估体系、工程减损体系和采动复合损害综合分析平台），科学分析煤炭埋藏条件、岩体结构条件、水文地质条件、生态环境条件等自然因素及岩-水-土-生态环境多圈层响应规律等地质信息，实现地质结构条件透明化、评价模型及方法有效化、煤炭开发模式优选化、风险动态预测超前化、地质保障策略科学化。煤矿围岩复合损害地质保障研究能够为煤炭减损开采提供科学指导，服务煤炭绿色安全开采与生态环境保护。

文章主要内容

1）煤-岩-土-水-生态环境组合结构及关联性

2）煤炭开采的岩-水-土-气-生态多圈层复合过程响应

3）采动效应下地质结构演化模式与复合损害机理

4）复合损害协同驱动模型与关键状态参量识别

5）基于多圈层作用的复合损害协同预测监测与防控机理

1）精准勘探体系

2）智能感知体系

3）快速解译体系

4）风险评估体系

5）工程减损体系

6）采动复合损害综合分析平台

主要附图

图11  煤炭开发复合损害减损综合分析平台

作者简介

王双明，中国工程院院士，教授，博士生导师，西安科技大学学术委员会主任、煤炭绿色开采地质研究院院长。国家新世纪百千万人才工程煤炭行业专业技术拔尖人才、国家有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴，荣获国家科技进步二等奖3项、省部级一等奖6项、李四光地质科学奖等。

长期从事煤炭地质与矿区环境保护研究，在鄂尔多斯盆地找煤、探煤、保水采煤方面取得重要研究成果。揭示了鄂尔多斯盆地煤炭资源总体分布特征和赋存规律，为煤炭工业战略西移提供了科学依据和资源保障。建立了煤田综合勘查技术体系，将煤炭地质勘查引领到了高效高精度勘查新阶段。提出了以生态水位保护为核心的矿区生态环境保护新技术，为煤炭绿色开采提供了理论基础和技术支撑。提出了富油煤作为煤基油气资源的绿色低碳开发技术、煤矿采动空间CO_²封存技术等，推动了西部煤炭绿色低碳开发。

引用格式

王双明，孙强，胡鑫，等. 煤炭开采地质体复合损害与减损保障[J]. 煤田地质与勘探，2025，53(1)：1−11.

DOI: 10.12363/issn.1001-1986.24.12.0813