采煤沉陷水域资源-环境-生态监测评价与优化调控关键技术

该成果围绕采煤沉陷区资源化-能源化-功能化利用展开一下研究：

1）基于“无人机+无人船+GIS” 的沉陷水域水资源量监测。该项创新成果与国内外同类技术比较，不仅基于无人机、无人船对沉陷水域面积和水下地形进行勘测，而且采用顾及地形特征的无人船点云数据内插方法，建立了采煤沉陷水域水下地形DEM，实现了沉陷水域水下地形三维重建和水资源量精准计算，摸清了采煤沉陷区水资源量家底。

2）基于地表沉陷预计的未来水资源量预计方法。该项创新成果与国内外同类技术比较，不仅采用分层建模、分区赋参，构建了厚松散层失水固结条件下地表沉陷预计模型，而且结合潜水位分布和矿区开采计划，建立了采煤沉陷水域未来水资源量预计方法。

3）采煤沉陷水域水生态评价。该项创新成果与国内外同类技术比较，不仅建立以生命为表征的采煤沉陷区水生态评价指标体系，从生物、生境、水质3个方面进行评价，其中以生物要素评价为主，采用生物完整性指数法（IBI）和预测模型法进行评价。而且将采煤沉陷区水生态环境分为优秀、良好、轻度污染、中度污染和重度污染五个等级，提出了排污截流、内源清淤和建设生态湿地的采煤沉陷区水污染控制技术体系。

4）高潜水位采煤沉陷区资源化利用。该项创新成果与国内外同类技术比较，不仅结合水资源量、环境保护和用水需求，建立了基于社会需求目标、经济成本目标和环境保护目标，以供水量和需水量为主要参数的水资源优化配置模型。而且建立了天然水系、人工水系和沉陷水域连通循环、水量调配的水资源保持与综合利用技术体系，对接引江济淮、淮水北调工程，实现沉陷区水资源协调开发与优化配置。

5）高潜水位采煤沉陷区功能化利用。项创新成果与国内外同类技术比较研发了土壤重构技术，设计了基于结构组分差异和不同覆土厚度的煤矸石充填复垦模式，提出并验证了煤矸石充填复垦最佳覆土厚度为50cm；研发了“表土层-生物活性层-细粒径煤基固废层-熟土层-粗粒径煤基固废层”夹心层式复合结构充填复垦土壤重构技术，有效解决了高潜水位采煤沉陷区复垦地生产力恢复缓慢、复垦工程成本高的技术难题。

该成果已通过中国煤炭工业协会组织专家鉴定，一致认为该项目成果达到了国际先进水平，在高潜水位采煤沉陷区资源-环境-生态监测评价与“三化”利用方面达到国际领先水平，并获得2023年度中国煤炭工业科学技术奖一等奖。

综上，实验室开展了大量的矿山开采沉陷灾害监测、预警预报及成灾机理等方面研究工作并取得了丰富成果。以实验室为依托，开展矿山采动灾害监测与预测预警技术的开发与工程应用研究，对于保障煤矿生产安全、实现矿山绿色开采、支撑和引领行业发展等方面具有十分重要的意义。