科技攻关与社会贡献一:创新资源枯竭矿区土地利用与生态环境监测关键技术。
在国家重点研发计划、自然科学基金重点项目等国家项目支撑下,针对老工业基地转型发展过程中土地空间拓展与与再利用、空气质量提升、生态环境修复等重大需求,中心协同徐州市政府、南京农业大学、徐州矿务集团等多家单位联合攻关,建立完善了老工业基地生态环境监测技术与决策支持体系,为老工业基地矿区土地修复、规划利用、生态保护、产业转型以及政府决策提供了重要科学依据与支持。相关成果获得国家科技进步二等奖2项。
(1)首创空-天-地-井四位一体土地利用立体融合监测技术体系,突破了矿区大范围InSAR毫米级变形监测和空天地多源数据融合理论及关键技术,建立了大范围采空区场地监测、预测、评估和治理技术体系,为采空区场地建设工程安全提供了测控保障。
(2)首创土地调查数据一体化组织管理模型,突破了土地利用变化空地一体协同感知技术,研制了空地一体集成调查与监测装备,实现了土地利用变化的全域快速感知、实时监测、精准采集和智能入库;创造的城乡一体化土地调查模式被采纳为第三次全国土地调查的重要技术模式。
(3)建成的江苏贾汪资源枯竭矿区土地修复与生态演替野外科学观测研究站被认定为教育部野外科学观测研究站(2019年),实现了区域煤炭开采地表形变监测、预测和变形分析、环境质量、生态演变全过程监测,可为资源枯竭矿区生态环境变化与治理提供坚实的科学数据支撑。
科技攻关与社会贡献二:建成国家级矿山生态修复样板工程—潘安湖矿山生态湿地
潘安湖位于徐州市贾汪区,为权台矿和旗山井工煤矿采煤形成的塌陷湖,总面积1.74万亩,平均积水深度4m以上,为特大型塌陷湖,是贾汪区最沉重的历史包袱。工程中心针对地表次生形变及其对建筑稳定性、破碎岩体活化风险评估、建筑物抗变形结构设计与优化、水体污染及其控制等技术难题。在3个国家科技支撑计划项目、2个国土资源部公益性行业专项的支持下,攻克了工矿区废弃土地再利用、塌陷湖水污染迁移防控、煤矿采空区建设适宜性评估及抗变形设计等关键技术,提出了基本农田整理、采煤塌陷地复垦、生态环境修复、湿地景观开发四位一体的治理方案。
在潘安湖采煤沉陷地一、二期工程建设基础上,2017年开展关闭矿井地下水污染调查与防控、关闭矿井资源开发利用专题研究,2018年实施三期工程——52.87平方公里潘安湖科教示范区建设,取得了显著的社会、经济和生态效益。解决了矿地矛盾,增加农村就业人口,实现了乡村振兴,改善了矿区环境,培养了40多个硕博研究生,打造了自然资源部黄淮海采煤沉陷区野外观测基地。2017年8月31日,潘安湖湿地公园被确定为首批10家国家湿地旅游示范基地,为徐州市获得2018年联合国人居环境奖提供了强力支撑。
2017年12月12日,习近平总书记来徐州考察调研,视察了潘安湖生态湿地,充分肯定了潘安湖生态修复成果。他表示,资源枯竭地区经济转型发展是一篇大文章,实践证明这篇文章完全可以做好,关键是要贯彻新发展理念,坚定不移走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。对采煤塌陷区整治的有益经验,要注意总结推广。
科技攻关与社会贡献三:突破特殊条件下开采损害控制瓶颈,为资源开发优化及重大工程保驾护航
许多国家重大工程都要跨越开采区。如何既将地下资源采出又有效控制相关损害、为国家重大工程保驾护航一直成为社会关注的热点。同时,采煤塌陷地建设再利用也成为重大而迫切的国家需求。中心基于六十多年研究积累,在100多项科研项目支持下,突破了特殊条件下开采损害控制瓶颈,形成了开采损害预测及建构筑物防护、地下开采优化及采空区治理等协同技术体系。利用研发的关键技术保障了南水北调东线二级坝泵站及济宁输水工程、西电东送山西—江苏超高压输电工程等十余项国家重大工程顺利建设及安全运行,取得经济效益数十亿元;解放三下呆滞资源数亿吨,取得经济效益近百亿元;在1.83万亩采煤塌陷地安全兴建了工业园、港口码头、高速公路、高层住宅等多类型建构筑物,解决了48个压煤村庄避险安置难题;多项成果编入《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》等5项行业规范及标准中;自主研发的矿山开采沉陷预测预报系统等软件在全国200多家煤矿设计、环评单位推广应用;获得省部级特等奖1项、一等奖2项、二等奖4项,成果还运用到一带一路建设中,1人获国际矿山测量协会杰出贡献奖。
科技攻关与社会贡献四:攻克西部矿区生态系统保护和修复难题,服务能源开发战略与区域高质量发展
本中心响应国家能源开西移战略,采用倾力攻关、共建平台、对口支援等形式,聚力攻克生态系统保护和修复难题,满足国家及社会需求。高质量完成了国家科技基础性工作专项A类项目西部重点矿区土地退化因素调查,涉及12个省(市、区)76个典型矿区、604个矿山的本底调查,调研面积10.12万km2,出版地图集1部、编制相关规程3部,进入国家地球系统科学数据共享平台,被广泛引用,成果获批优秀;在引导型生态修复、水资源保护与生态重建、草原区大型煤电基地生态修复与综合整治等技术上取得突破,得到推广应用,助力西部矿区打造 山水林田湖草沙生态体系,支撑神东矿区建设了沙棘产业化经济林示范基地,实现了从煤都到 绿都的转变; 研发了煤矸石山防燃型生态修复技术、形成了煤矸石山自燃污染控制与生态修复技术体系,推进 矸石山综合治理纳入国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,获得了国家科技进步奖1项。
参与共建了中国矿区环境治理与修复产业联盟、黄河流域煤炭产业生态治理技术研究院等平台,学术带头人到新疆挂职,实施精准对口支援,更好地聚集中心优质资源解决西部生态脆弱区及黄土高原区生态修复问题,产生了较好效果。