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。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》。
教育及工作经历:
1998年-2002年,华北理工大学(原河北理工大学) 采矿工程专业,本科。
2002年-2005年,煤炭科学研究总院,硕士。
2008年-2012年,煤炭科学研究总院,博士。
2005年-至今,开采研究院。
学术兼职:
1、中国煤炭学会煤矿开采损害技术鉴定委员会委员。
2、中国煤炭学会环境保护专委会委员。
3、中国煤炭学会矿山测量专委会委员
4、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。
5、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。
6、山西省煤炭学会千人智库高级专家。
7、吉林省应急管理厅专家。
8、《绿色矿山》编委。
9、《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。
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。
1、创新发展了“控水开采”绿色开采理念,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。
2、首次提出主动预裂弱化覆岩强度控制采动裂缝减损开采技术,实现采动覆岩破坏的源头控制,有效解决现行条带开采、充填开采等传统低损开采存在的回采效率低等问题。
3、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。
4、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。
5、提出并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。
6、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。
承担科研项目情况:
主持和参与国家自然基金面上项目、国家“973计划”项目、国家“十一五”和“十二五”科技支撑项目、中国工程院咨询项目、国家重点专项、中国煤炭科工集团科技创新项目、天地科技创新项目、开采设计事业部创新基金项目20余项。主持和参与煤炭企业合作项目100余项。
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技术,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。
发明公开:
[1]张志巍, 张玉军, 卢德芳, 宋业杰, 樊振丽, 张风达, 张鑫, 甘志超, 赵秋阳, 曹路通, 程艳芳, 何万里, 武晓适. 低渗灰岩适压注浆方法[P]. 北京市: CN121556890A, 2026-02-24.
[2]李嘉伟, 张玉军, 宋业杰, 张风达, 肖杰, 李友伟, 张志巍, 范淑敏. 钻孔取芯机构及钻杆装置[P]. 北京市: CN121556806A, 2026-02-24.
[3]宋业杰, 张玉军, 樊振丽, 祝凌甫, 张刚艳, 张风达, 高超, 李友伟, 肖杰, 郝谦, 张灿存, 赵政委. 导水巷道快速封堵截水方法[P]. 北京市: CN121408018A, 2026-01-27.
[4]高超, 张秋园, 李冰, 张玉军, 盛国华, 樊振丽, 刘竞超, 赵秋阳, 孙鹏志, 郝谦, 曲国文, 李友伟, 于海涛, 王克喃, 王兆民, 田国灿, 王旭. 满水采空区巷道封堵方法及装置[P]. 北京市: CN121047636A, 2025-12-02.
[5]张玉军, 胡皓宇. 基于岩石三维网格模型的渗流数值模拟方法、装置及设备[P]. 北京市: CN120995743A, 2025-11-21.
[6]田国灿, 邓伟男, 高超, 于秋鸽, 刘贵, 尹希文, 张玉军, 樊振丽, 刘义新, 程艳芳. 滑动构造地质条件下的地表沉陷预测方法、系统[P]. 北京市: CN120633127A, 2025-09-12.
[7]赵秋阳, 赵政委, 张玉军, 樊振丽, 甘志超, 高超, 邓伟男, 曹路通, 程艳芳, 宋业杰, 张风达, 张志巍, 武晓适. 底部钻具组合、井下探放水钻孔纠斜系统及其纠斜方法[P]. 北京市: CN120608648A, 2025-09-09.
[8]于秋鸽, 尹希文, 孙晓冬, 崔勇, 甘志超, 张玉军, 樊振丽, 浮耀坤, 孙万明. 一种采空区孔隙率确定方法[P]. 北京市: CN120139944A, 2025-06-13.
[9]张风达, 宋业杰, 张玉军, 樊振丽, 赵秋阳, 李友伟, 肖杰, 武晓适. 松软砂岩含水层下解放式疏水降压开采方法[P]. 北京市: CN120083514A, 2025-06-03.
[10]肖杰, 张玉军, 祝坤, 李友伟, 宋业杰, 张风达, 张志巍, 李嘉伟, 刘榕榕, 范淑敏. 煤矿资源协同开采与采动围岩全空间破坏控制方法[P]. 北京市: CN119914237A, 2025-05-02.
[11]曹路通, 樊振丽, 何万里, 尹希文, 张玉军, 甘志超, 孙林, 程艳芳, 葛红晔, 张冠杰. 一种近距离多煤层重复采动采空区积水高效疏放方法[P]. 北京市: CN119844148A, 2025-04-18.
[12]曹路通, 何万里, 樊振丽, 尹希文, 张玉军, 甘志超, 张志巍, 赵秋阳, 葛红烨, 张冠杰. 岩溶地层的可注性试验分析方法、装置、设备及介质[P]. 北京市: CN119715231A, 2025-03-28.
[13]田国灿, 华照来, 邓伟男, 王路, 高超, 郑勇, 孙万明, 吕扬, 刘贵, 马晓涛, 尹希文, 李锦明, 张玉军, 蒋超, 樊振丽, 王嗣桐, 任帅锋, 刘义新, 程艳芳. 一种采煤沉陷区内输电线塔改造加固的方法及控制装置[P]. 北京市: CN119651405A, 2025-03-18.
[14]李友伟, 张玉军, 宋业杰, 张风达, 张志巍, 肖杰, 李嘉伟. 基于冻结构建防水帷幕的顶板水控制方法[P]. 北京市: CN119466892A, 2025-02-18.
[15]高超, 张秋园, 刘竞超, 尹希文, 班海龙, 张玉军, 姚恒, 樊振丽, 孙鹏志, 邓伟男, 曲国文, 张旭东, 吴君飞, 田国灿, 武童, 熊玮. 基于采空区残留空隙差异化分区的注浆方法及装置[P]. 北京市: CN119466965A, 2025-02-18.
[16]宋业杰, 张灿存, 张玉军, 张风达, 赵秋阳, 李友伟, 申晨辉. 一种随钻碎屑清除装置及施工方法[P]. 北京市: CN119411972A, 2025-02-11.
[17]赵秋阳, 赵政委, 张玉军, 樊振丽, 尹希文, 甘志超, 曹路通, 张风达, 宋业杰, 张志巍, 程艳芳. 用于井下钻孔注浆的投送系统及投送方法[P]. 北京市: CN119411990A, 2025-02-11.
[18]尹希文, 高超, 张玉军, 樊振丽, 邓伟男, 田国灿, 徐磊, 张旭东, 王海永, 武童, 熊玮, 刘卓然. 煤矿采动深部覆岩和地表移动变形一体化监测系统[P]. 北京市: CN119374469A, 2025-01-28.
[19]胡俭, 孙万明, 党文佳, 刘廷方, 操康波, 张磊宝, 浮耀坤, 于秋鸽, 郭爱国, 张玉军, 刘贵, 樊振丽. 房柱式采空区充填方法[P]. 北京市: CN118361281A, 2024-07-19.
[20]胡俭, 孙万明, 党文佳, 范生军, 田亮, 张文宣, 尹希文, 刘贵, 郭爱国, 于秋鸽, 张玉军, 浮耀坤. 满水采空区注浆方法[P]. 陕西省: CN118346352A, 2024-07-16.
[21]李嘉伟, 张玉军, 肖杰, 李友伟, 范淑敏, 张志巍, 宋业杰, 张风达, 赵秋阳. 一种钻孔内摄像头除泥自洁保护装置[P]. 北京市: CN118327548A, 2024-07-12.
[22]曹路通, 樊振丽, 尹希文, 赵秋阳, 张玉军, 王迪, 卢德芳, 张鑫, 邵远洋, 张志巍, 何万里. 一种奥灰岩溶含水层顶界面位置的判识方法及系统[P]. 北京市: CN117988819A, 2024-05-07.
[23]赵秋阳, 张玉军, 尹希文, 樊振丽, 甘志超, 曹路通, 张风达, 宋业杰, 赵政委, 程艳芳, 张志巍. 一种水平分支孔注浆量预测方法及系统[P]. 北京市: CN117967240A, 2024-05-03.
[24]曹路通, 樊振丽, 尹希文, 张玉军, 甘志超, 赵秋阳, 张志巍, 孙林, 孙万明, 张风达, 刘贵. 奥灰岩溶地层断层位置的判识方法[P]. 北京市: CN117967297A, 2024-05-03.
[25]刘贵, 张华兴, 尹希文, 张玉军, 孙万明, 李磊, 郭爱国, 高超, 田国灿, 孙林, 崔锋, 宋业杰, 于秋鸽, 曹路通. 小煤矿开采对大煤矿水害威胁评价方法[P]. 北京市: CN117973841A, 2024-05-03.
[26]张志巍, 樊振丽, 张玉军, 尹希文, 卢德芳, 曹路通, 王迪, 赵秋阳, 张鑫, 赵相朋, 秦振鹏, 杨培, 张连伟, 刘宁, 邵远洋, 刘战伟, 张震, 何万里, 张冠杰. 一种奥灰含水层注浆定向钻孔的功能扩展方法[P]. 北京市: CN117888883A, 2024-04-16.
[27]于秋鸽, 尹希文, 徐国栋, 张玉军, 甘志超, 樊振丽, 浮耀坤, 钟宁, 孙万明, 傅建伟. 高碱固废固碳降碱固碳量计算方法[P]. 北京市: CN117686657A, 2024-03-12.
[28]孙万明, 孙法宝, 刘贵, 浮耀坤, 甘志超, 张华兴, 尹希文, 刘义新, 于秋鸽, 郭爱国, 张刚艳, 张玉军, 樊振丽, 孙林, 武晓适. 一种房柱式采空区充填率的确定方法[P]. 北京市: CN117662234A, 2024-03-08.
[29]相里海龙, 田国灿, 马小辉, 胡沛, 高超, 马晓强, 薛志强, 邓伟男, 尉博虎, 张欢, 尹希文, 张玉军, 刘贵, 刘海青, 王明立. 采煤沉陷区内建筑物下压煤开采范围确定方法及装置[P]. 北京市: CN116892390A, 2023-10-17.
[30]张玉军, 肖杰, 李嘉伟, 张志巍, 李友伟, 张风达, 赵秋阳, 高超. 压裂疏放顶板含水层协同控制覆岩破坏与矿压方法[P]. 北京市: CN116877190A, 2023-10-13.
[31]张风达, 尹希文, 李磊, 樊振丽, 张玉军, 宋业杰, 赵秋阳, 武晓适, 张志巍. 工作面涌水量预测方法、装置、电子设备及存储介质[P]. 北京市: CN116805174A, 2023-09-26.
[32]张风达, 尹希文, 胡炳南, 樊振丽, 张玉军, 宋业杰, 李磊, 赵秋阳, 武晓适, 张志巍. 一种液位变化预警方法及系统[P]. 北京市: CN116777101A, 2023-09-19.
[33]樊振丽, 曹路通, 尹希文, 邵远洋, 武晓适, 张玉军, 何万里, 于秋鸽, 张志巍. 矿井的灾害协同治理孔结构及灾害协同治理方法[P]. 北京市: CN116557039A, 2023-08-08.
[34]高超, 张国银, 邓伟男, 岳春辉, 田国灿, 武小宝, 尹希文, 杨永军, 张玉军, 邵龙强, 刘卓然, 王旭, 程艳芳. 沉陷区稳定性区域划分方法及治理时间规划方法[P]. 北京市: CN116485218A, 2023-07-25.
[35]张玉军, 肖杰, 李嘉伟, 李友伟, 申晨辉, 张志巍, 张风达, 范淑敏. 绿色开采方法、装置、电子设备及存储介质[P]. 北京市: CN116446880A, 2023-07-18.
[36]张玉军, 李友伟, 肖杰, 张风达, 张志巍, 武晓适, 李嘉伟. 浅埋厚土层薄基岩条件下导水裂缝带高度综合探测方法[P]. 北京市: CN116291398A, 2023-06-23.
[37]高超, 李云风, 张玉军, 李明阳, 邓伟男, 李高军, 董大坤, 徐磊, 程鹏, 田国灿, 张岩, 张培永, 张家明, 石汉博, 刘卓然. 碱渣坝体稳定性评价方法及装置[P]. 北京市: CN116307832A, 2023-06-23.
[38]邓伟男, 尹希文, 张玉军, 高超, 田国灿, 刘义新, 郭爱国, 刘海青. 基于多源数据的采煤沉陷区地面稳定性可视化协同监测预警方法及系统[P]. 北京市: CN116146281A, 2023-05-23.
[39]高超, 王晨光, 邓伟男, 张秋园, 尹希文, 姚恒, 张玉军, 李三川, 田国灿, 褚振尧, 徐磊, 孙鹏志, 刘卓然, 郭英杰. 基于煤矿采空区残余孔隙率测试的注浆量计算方法[P]. 北京市: CN116122896A, 2023-05-16.
[40]高超, 李云风, 张玉军, 李明阳, 邓伟男, 李高军, 董大坤, 徐磊, 程鹏, 田国灿, 张岩, 刘卓然, 张家明, 武童. 膏体碱渣安全采挖方法及坝体拆除方法[P]. 北京市: CN116104052A, 2023-05-12.
[41]张永超, 刘贵, 孙万明, 甘志超, 孙林, 尹希文, 张玉军, 樊振丽, 张刚艳, 曹路通. 全程视电阻率确定方法及装置[P]. 北京市: CN116088061A, 2023-05-09.
[42]武晓适, 武晓媛, 尹希文, 张玉军, 樊振丽, 李磊, 宋业杰, 张灿存. 停电自动报警装置[P]. 北京市: CN115938084A, 2023-04-07.
[43]宋业杰, 鞠文君, 张玉军, 李磊, 张风达, 赵秋阳, 邓伟男, 申晨辉, 高超, 武晓适. 煤层开采覆岩控制方法及装置[P]. 北京市: CN115898404A, 2023-04-04.
[44]孙万明, 甘志超, 刘义新, 于秋鸽, 尹希文, 樊振丽, 张玉军, 刘贵, 张刚艳, 郭爱国, 谭永强, 申晨辉, 孙林, 张永超, 浮耀坤. 一种满水采空区管孔直连式注浆排气装置及排气方法[P]. 北京市: CN115898522A, 2023-04-04.
[45]赵秋阳, 何万里, 樊振丽, 曹路通, 张志巍, 赵政委, 尹希文, 张玉军, 甘志超, 张风达, 孙林. 水平多分支注浆井的布井方法[P]. 北京市: CN115874925A, 2023-03-31.
[46]孙万明, 尹希文, 刘贵, 郭爱国, 张玉军, 樊振丽, 于秋鸽, 浮耀坤, 甘志超, 高超, 田国灿, 孙林, 张永超, 申晨辉. 一种铁塔调斜结构和调斜方法[P]. 北京市: CN115823410A, 2023-03-21.
[47]甘志超, 孙万明, 刘义新, 于秋鸽, 郭爱国, 尹希文, 樊振丽, 张玉军, 刘贵, 孙林. 治理房柱式采空区的方法[P]. 北京市: CN115788559A, 2023-03-14.
[48]胡俭, 孙万明, 杨帆, 尹希文, 张池, 刘贵, 毛小娃, 贺晓忠, 张玉军, 樊振丽, 郭爱国, 甘志超, 于秋鸽, 浮耀坤. 一种输电线路铁塔安全状态评估方法、装置、介质及设备[P]. 陕西省: CN115795733A, 2023-03-14.
[49]张风达, 宋业杰, 尹希文, 李磊, 张玉军, 樊振丽, 赵秋阳, 武晓适, 申晨辉, 徐磊, 何一夫. 矿井工作面涌水量预测方法、装置、电子设备及存储介质[P]. 北京市: CN115796339A, 2023-03-14.
[50]曹路通, 樊振丽, 尹希文, 赵秋阳, 张志巍, 于秋鸽, 甘志超, 张玉军, 张刚艳, 孙林, 程艳芳. 奥灰岩溶含水层浆液扩散范围检测方法[P]. 北京市: CN115718051A, 2023-02-28.
[51]曹路通, 樊振丽, 尹希文, 赵秋阳, 张志巍, 于秋鸽, 甘志超, 张玉军, 张刚艳, 赵政委, 何万里. 钻孔注浆浆液扩散范围探测方法及装置[P]. 北京市: CN115680646A, 2023-02-03.
[52]刘贵, 张华兴, 田国灿, 孙万明, 高超, 甘志超, 尹希文, 张玉军, 郭爱国, 崔锋, 孙林, 邓伟男, 于秋鸽, 张永超, 浮耀坤. 建构筑物下近水平煤层适用宽条带全柱开采的判定方法[P]. 北京市: CN115630523A, 2023-01-20.
[53]尹希文, 张风达, 张玉军, 李磊, 宋业杰, 李岩. 覆岩破坏高度确定方法、装置、电子设备及存储介质[P]. 北京市: CN115263427A, 2022-11-01.
[54]高峰, 张国玉, 张玉军, 朱涛, 樊振丽, 郑光辉, 张志巍, 刘凯文, 邢旭东, 苏继敏, 顾卫卫. 煤层开采覆岩采动破坏规律的多点全周期监测方法[P]. 北京市: CN115126475A, 2022-09-30.
[55]樊振丽, 胡炳南, 尹希文, 曹路通, 张玉军, 赵秋阳, 于秋鸽, 张风达, 张志巍, 邵远洋. 定向钻探层位控制方法、装置和计算机程序产品[P]. 北京市: CN114922609A, 2022-08-19.
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发明授权:
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[3]高超, 张秋园, 刘竞超, 尹希文, 班海龙, 张玉军, 姚恒, 樊振丽, 孙鹏志, 邓伟男, 曲国文, 张旭东, 吴君飞, 田国灿, 武童, 熊玮. 基于采空区残留空隙差异化分区的注浆方法及装置[P]. 北京市: CN119466965B, 2025-08-26.
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[34]张玉军, 宋业杰, 冯彦军, 陈佩佩, 高超, 樊振丽, 范淑敏, 张风达, 张志巍, 赵秋阳, 李友伟. 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[P]. 北京市: CN112879011B, 2021-10-12.
[35]樊振丽, 刘治国, 张刚艳, 李磊, 孙林, 张玉军, 宋业杰, 赵斌, 赵秋阳, 邓伟男. 一种基于水体保护的煤炭安全开采评价方法[P]. 北京市: CN110009190B, 2021-09-28.
[36]高超, 邓伟男, 尹希文, 张玉军, 张正, 刘强, 孟庆云, 杨志宏, 田国灿, 谭勇强, 刘芳兵, 张亮, 刘卓然, 程艳芳. 采煤沉陷区移动变形、水文及应力监测设备装设方法[P]. 北京市: CN112197806B, 2021-08-06.
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[38]樊振丽, 尹希文, 王志晓, 张玉军, 赵秋阳, 申晨辉, 宋业杰, 张风达. 巷道承压动水断层的截围探注方法[P]. 北京市: CN111022088B, 2021-03-26.
[39]高超, 徐乃忠, 张玉军, 刘贵, 韩科明, 邓伟男, 田国灿, 刘卓然. 薄松散层采煤沉陷区双层介质地基附加应力计算方法[P]. 北京市: CN111753404B, 2021-02-09.
[40]高超, 张玉军, 徐乃忠, 刘贵, 邓伟男, 韩科明, 田国灿, 刘卓然. 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[P]. 北京市: CN111783275B, 2021-02-02.
[41]高超, 张玉军, 徐乃忠, 刘贵, 邓伟男, 韩科明, 田国灿, 刘卓然. 薄松散层采煤沉陷区地基稳定性评价方法及装置[P]. 北京市: CN111767642B, 2021-02-02.
[42]邓伟男, 韩科明, 尹希文, 张玉军, 于秋鸽, 樊振丽, 宋业杰, 高超, 田国灿, 孙万明. 一种采煤沉陷影响下高速公路路面损坏的预测方法[P]. 北京市: CN111441329B, 2021-01-15.
[43]樊振丽, 徐乃忠, 申宝宏, 胡炳南, 刘见中, 张刚艳, 田锦州, 崔锋, 张玉军, 刘鹏亮. 煤层气抽采工程的布设方法[P]. 北京市: CN105298448B, 2018-02-13.
[44]张玉军, 徐乃忠, 宋业杰, 张华兴, 樊振丽, 陈佩佩. 一种覆岩垮落带和导水裂隙带高度钻孔电视探测确定方法[P]. 北京市: CN103742127B, 2016-12-07.
实用新型:
[1]朱世奎, 张风达, 倪建明, 张玉军, 庞迎春, 胡杰, 孟志明, 聂锋, 姜星君, 侯国雄, 任春辉, 赵理想, 柯友亮, 朱朝宏, 刘香干. 一种泥沙检测器[P]. 安徽省: CN216160384U, 2022-04-01.
[2]李寿君, 李磊, 汪义龙, 刘义新, 李德军, 尹希文, 闫寿庆, 张玉军, 焦扬, 武晓适, 于斌, 张风达, 李继升, 王冰山. 一种煤矿井下溃水溃砂预警装置[P]. 内蒙古自治区: CN214616674U, 2021-11-05.
[3]朱世奎, 张风达, 倪建明, 胡炳南, 庞迎春, 张玉军, 胡杰, 孟志明, 聂锋, 姜星君, 侯国雄, 任春辉, 陆清山, 赵理想, 邵耀, 刘香干. 一种带有清洁功能的底板钻孔窥视仪[P]. 安徽省: CN214303810U, 2021-09-28.
[4]胡炳南, 朱世奎, 张风达, 倪建明, 张玉军, 侯国雄, 纪宝柱, 岳巍, 任春辉, 张超, 王守新, 陆清山, 万和勇, 谢君, 牛杨, 许继贺, 赵理想, 邵耀, 李创, 刘香干. 一种用于地面液位检测器的防盗报警装置[P]. 安徽省: CN214098606U, 2021-08-31.
[5]赵秋阳, 张玉军, 宋业杰, 樊振丽, 李磊, 申晨辉, 张风达, 王志晓, 于秋鸽, 程艳芳. 采动裂缝井下导高观测系统[P]. 北京市: CN212774276U, 2021-03-23.
[6]邓伟男, 韩科明, 尹希文, 张玉军, 于秋鸽, 樊振丽, 宋业杰, 高超, 田国灿, 孙万明. 采煤沉陷影响下高速公路主体结构隐蔽损伤的探测设备[P]. 北京市: CN211928208U, 2020-11-13.
[7]樊振丽, 尹希文, 张玉军, 张志巍, 邓伟男, 王志晓, 孙万明. 钻孔固管装置[P]. 北京市: CN211342873U, 2020-08-25.
[8]樊振丽, 程艳芳, 李旭, 张刚艳, 张玉军. 一种钻孔终端滤渣装置[P]. 北京市: CN208252096U, 2018-12-18.
出版专著:
1、水体下采煤宏观分类与发展战略
2、承压水弱面突破与控水采煤
3、太阳石铸青山
4、煤炭科学研究总院建院60周年技术丛书(第三卷),煤矿开采技术
发表期刊论文:
[1]康红普, 张玉军, 胡皓宇, 李嘉伟. 煤矿可控性导水通道封堵与加固技术研究进展[J]. 绿色矿山, 2026, 4 (01): 7-26.
[2]张玉军, 宋业杰, 胡皓宇, 张风达, 张志巍, 李友伟, 肖杰, 李嘉伟. 典型煤矿区顶板含水体充水模式与控水开采技术研究及实践[J]. 采矿与岩层控制工程学报, 2025, 7 (05): 108-121.
[3]张风达, 王路, 张玉军, 樊振丽, 张志巍. 不同围压和加卸载速率下砂岩变形破坏机制实验研究[J]. 矿业安全与环保, 2025, 52 (04): 78-86.
[4]张玉军, 华照来, 宋业杰, 胡皓宇, 李嘉伟. 超大采高土–基型覆岩采动导水裂缝发育规律及控水开采策略[J]. 煤田地质与勘探, 2025, 53 (07): 112-127.
[5]张玉军, 李友伟, 肖杰, 张志巍, 李嘉伟. 预制裂隙对坚硬砂岩力学特征的弱化效应试验研究[J]. 矿业安全与环保, 2025, 52 (03): 22-30+38.
[6]宋业杰, 鞠文君, 张玉军, 华照来, 尹希文, 胡皓宇, 刘前进. 超大采高综采新近系红土层采动隔水性监测及响应特征[J]. 煤炭学报, 2025, 50 (04): 2005-2019.
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[11]张玉军, 李友伟, 肖杰, 张志巍, 李嘉伟. 坚硬覆岩预裂弱化改性效应及导水裂缝带控制机理[J]. 煤炭科学技术, 2024, 52 (04): 105-118.
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[59]张玉军, 张华兴, 陈佩佩. 覆岩及采动岩体裂隙场分布特征的可视化探测[J]. 煤炭学报, 2008,33 (11): 1216-1219.(EI检索)
[60]张新荣, 张玉军. 急倾斜特厚煤层综放面溃泥成因探测及数值模拟分析[J]. 煤矿开采, 2008, (02): 15-18.
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[63]张玉军,康永华. 岩体渗流与应力耦合理论及在近水体采煤的应用[J]. 煤矿开采, 2005, (05): 18-19+21.
[64]张玉军,康永华. 覆岩破坏规律探测技术的发展及评价[J]. 煤矿开采, 2005, (02): 10-12.
[65]张玉军. 型煤干燥过程的研究[J]. 洁净煤技术, 1999, (02): 29-30.
会议论文:
[1]张玉军, 胡炳南, 侯善军 & 宋业杰. (2012). 袁店二井82采区F高长营断层防水煤柱留设与评价. (eds.) 全国“三下”采煤学术会议论文集 (pp.80-86). 天地科技股份有限公司开采设计事业部;淮北矿业股份有限公司袁店二井;
[2]张玉军. (2010). 综放开采覆岩破坏高度及裂隙发育演化监测与模拟研究. (eds.) 第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集 (pp.289-300). 天地科技股份有限公司开采设计事业部;
[3]张玉军, 徐法奎 & 陈千. (2010). 王坡煤矿综放开采地表移动与覆岩破坏规律研究. (eds.) 2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集 (pp.107-110). 天地科技股份有限公司开采设计事业部;
[4]康永华, 刘治国, 张玉军, 张刚艳 & 郭栋. (2007). 高水头原生纵向裂隙发育覆岩破坏特征的初探. (eds.) 煤炭科学研究总院北京开采研究所建所50周年论文集 (pp.629-635). 天地科技股份公司开采所事业部煤炭科学研究总院北京开采研究所;
[5]张玉军& 康永华. (2007). 祁东煤矿高角度原生裂隙发育岩层在水压力作用下覆岩受采动破坏高度研究. (eds.) 煤炭科学研究总院北京开采研究所建所50周年论文集 (pp.739-745).
英文论文:
[1]ZHANG Yujun,LIU Zhiguo,GUO Dong.Study on simulation and monitoring of overburden failure height of Multi- full-mechanized caving mining.2010 international conference on mine harzards prevention and control.(EI检索)。
[2]ZHANG Yujun.Study on failure characteristic simulation of seam floor for coal mining above confined aquifer based on fluid-solid coupling theory,Applied Mechanics and Materials Vols. 675-677 (2014) pp 1433-1439。(EI检索)。
[3]LIU Zhiguo , FAN Zhenli , ZHANG Yujun .Fracture Characteristics of Overlying Bedrock and Clay Aquiclude Subjected to Shallow Coal Seam Mining[J]. Mine Water and the Environment, 2019, 38(1):136-147.(SCI检索).
[4]ZHANG Yujun,李凤明.基于煤层底板有效隔水层厚度突水危险性预测研究[M],2013 International Symposium on Coal mining and safety—Safety and high efficiency mining in coal, ST.PLUM-BLOSSOM Press, 2013.10:276-282。
[5]ZHANG Yujun.Study on simulation and monitoring of overburden failure height of Multi- full-mechanized caving mining. 2010 international conference on mine harzards prevention and control.
[6]ZHANG Yujun.Study on failure characteristic simulation of seam floor for coal mining,Applied Mechanics and Materials,2014.
获奖及荣誉:
20余项主要科学成果获省部级科技进步奖,其中一等奖4项,二等奖10项,三等奖11项。
(1) 2016年,第二十五届中国科学技术发展基金会孙越崎青年科技奖。
(2) 2024年,柱式采空区煤柱群失稳致灾机理与防控关键技术及应用,中国煤炭工业协会一等奖。
(3) 2025年,粉煤灰固碳降碱与采空区注浆防灭火关键技术及应用,中国煤炭工业协会一等奖。
(4) 2015年,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,中国职业安全健康协会科学技术一等奖。
(5) 2011年,朔南煤田开发对水资源的影响及保护措施研究,第五届安全生产科技成果奖一等奖。
(6) 2024年,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,中国煤炭工业协会二等奖。
(7) 2024年,典型顶板含水体安全防控与协同保护技术研究及应用,中国安全生产协会二等奖
(8) 2023年,峰峰矿区矿井典型岩溶水害成因及防控技术研究,中国煤炭工业科技进步二等奖。
(9) 2022年,承压动水断层突水机理与巷道突水区截围探注治理一体化关键技术,中国煤炭工业科技进步二等奖。
(10)2021年,煤层底板复合承压含水层突水机理与立体化区域治理关键技术,中国煤炭工业科技进步二等奖。
(11)2017年,峰峰矿区深部矿井奥灰水害防治一体化关键技术,中国煤炭工业科技进步二等奖。
(12)2014年,采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术,中国煤炭工业科学技术奖二等奖。
(13)2015年,澄合矿区复合水体下下安全开采技术研究,中国职业安全健康协会科学技术三等奖。
(14)2014年,蔚州矿区薄底板隔水层灰岩含水层上带压开采突水危险性评价,中国职业安全健康协会科学技术三等奖。
(15)2011年,采动煤岩多物理场耦合作用及其工程应用研究,中国煤炭工业科学技术奖三等奖。
(16)2016年,蒙西矿区复合水体下安全开采技术研究,中国煤炭科工集团科技进步三等奖。
(17)2017年获“全国煤炭企业建功立业优秀大学毕业生”称号。
煤海深处“特殊开采”的守望者
——记中国煤炭科工集团首席科学家、中煤科工开采研究院安全与生态环境研究分院院长张玉军

张玉军在学术会议上发言
在我国广袤的能源版图上,煤炭始终是保障国家能源安全的“压舱石”。但长期以来,“采煤毁水、采矿陷地”的困境,让煤炭开采与生态保护如同一组难解的命题。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张玉军,怀揣着“让煤炭开采既安全又绿色”的愿景,在煤海深处深耕二十载,用一项项创新技术破解生态难题。
从农村娃到煤矿开采学者,从初入行业的懵懂学子到引领领域发展的学术带头人,张玉军的成长轨迹,始终与我国煤炭工业的绿色转型同频共振。他用脚步丈量矿区的每一寸土地,用智慧搭建起安全开采与生态保护的桥梁,在黑暗的地下世界里,开辟出一条光明之路。
与采矿结缘
1978年,张玉军出生在河北张家口怀安县的一个小村庄。那是一个偏居一隅的贫困村落,全村只有几十户人家,“面朝黄土背朝天”是当地人最真实的生活写照。在张玉军的记忆里,童年的日子充满了艰辛,“那时候农村条件差,同龄人大多读到初中就辍学务农,能坚持上学本身就是一种奢侈”。
父亲一句朴实的话,成了他求学路上最坚定的动力——“不想再吃老一辈的苦,就好好读书,走出山村去!”这句话像一颗种子,在张玉军心中生根发芽。他从小就展现出对学习的热爱与韧劲,即便在简陋的学习条件下,他的成绩始终名列前茅。
初中毕业那年,张玉军站在了人生的第一个十字路口。当时,考上中专就意味着端上了“铁饭碗”,这对于一个农村家庭而言,无疑是很大的诱惑。填报志愿时,他原本已经填好了中专志愿,却在最后一刻,被他的班主任劝阻。班主任看到了张玉军身上的潜力,鼓励他:“你有能力考上高中、考上大学,未来会有更广阔的天地。”
知识改变命运!这番话点醒了张玉军,他毅然修改志愿,选择了高中这条路。然而,高考时,一向擅长的数学意外失手,让他与理想院校失之交臂。凭借着“服从调剂”的选项,他被河北理工大学(现华北理工大学)采矿工程专业录取。
“当时对采矿工程完全没有概念,甚至不知道这个专业具体是做什么的。”张玉军回忆道。那时他并不知道,采矿工程因为是“艰苦专业”,采取了降分录取的政策,他才得以被录取。这个看似“歪打正着”的选择,却让他与中国煤炭事业从此结下了不解之缘。
1998年,张玉军踏入大学校园,彼时煤炭行业正处于低谷,采矿工程专业备受冷落,“以前1个专业招3个班,我们那届只招了1个班”。但随着学习的深入和实习的展开,张玉军逐渐对这个专业产生了感情。“采矿工程是一门实打实的学科,关乎矿工的生命安全,关乎国家的能源供给,有着不可替代的价值。”
张玉军深知,要想在这个领域有所建树,就必须打下坚实的基础。这激发出他强烈的好奇心和求知欲。于是,他埋头于书本之间,刻苦钻研专业知识,同时积极参与各种实践活动,将理论与实践紧密结合。
大学4年,张玉军都憋着一股劲儿。高考数学失利的阴影,促使他在大学数学上下足了功夫,4年高数成绩全部满分,让授课老师都为之震惊。而专业课程的学习,则让他逐渐走进了采矿这个陌生而又充满挑战的领域。
张玉军以优异的成绩完成了学业,并成功考入煤炭科学研究总院攻读硕士学位。在煤科院,他遇到了生命中的第一位导师——康永华研究员。“康老师不仅在学术上给予我悉心的指导,更在科研态度上为我树立了榜样。”张玉军回忆,康老师时常叮嘱他:“做科研不能怕辛苦,必须亲自到现场去,盯紧每一个数据,才能取得真实可靠的结果。”导师的话声声句句敲在张玉军的心坎上,成为他日后科研工作的座右铭。
为了获取安徽皖北、淮北矿区水体下开采项目导水裂缝带高度的关键数据,张玉军和师兄跟着施工队伍24小时三班倒。他们住的地方是村民腾出的羊圈,夏天蚊虫叮咬,冬天四面透风,在采煤沉陷区搭起的土坯房子,裂缝比手指头还宽,随时要倒塌似的,让张玉军住得提心吊胆。
“那段日子虽然苦,但让我明白了科研不是纸上谈兵,必须扎根现场。”正是在这样的历练中,张玉军养成了“求真务实、扎根一线”的科研态度。更让他难忘的是,临近毕业前3个月,导师突然提出调整论文方向,这对他来说是巨大的挑战。“老师说我基础扎实、善于积累,相信我能完成。”顶着压力,张玉军理清思路、昼夜奋战,不仅按时完成了论文,还开创性地研究了弱固结砂岩溃沙防治与控水开采相关理论,成为该领域早期研究的重要成果。
2005年硕士毕业,张玉军顺利留在开采研究院工作,深耕煤矿开采领域。随着工作经验的积累,他逐渐意识到,传统的煤矿开采方式存在着资源浪费、环境污染、安全隐患等诸多弊端。如何实现煤矿的安全、高效、绿色开采,成为他科研工作的重点。
古希腊哲学家芝诺曾说过,关于知识,一个人知道的越多,不知道的也就越多。在工作中,张玉军就越发感觉到自己在之前学习的内容是远远不够的。他明白,在这个信息爆炸的时代,知识更新的速度远超过我们的想象。如果不主动学习,不跟上时代的步伐,就很容易被行业淘汰。在博士生导师李凤明的鼓励下,他在职攻读博士学位,为下一步的工作充电。“博士期间,我把研究方向从顶板水拓展到底板水,实现了水害防治领域的全覆盖,为后来的科研工作打下了全面的基础。”
“煤矿是一个大熔炉,奋斗者只有经过千锤百炼,脱胎换骨,才能实现更大的人生价值。”从怀安乡村的追梦少年,到开采研究院的科研骨干,张玉军的每一步都走得坚定而扎实。农村生活的艰辛磨砺了他的意志,求学路上的波折让他更懂坚持的意义,导师的言传身教塑造了他的科研品格。这些经历如同涓涓细流,汇聚成他科研路上不竭的动力,指引着他朝着“让煤炭开采更安全、更绿色”的目标不断前行。

张玉军团队合影
创新破解难题
煤炭开采,既要“采得出”,更要“采得安全、采得环保”。长期以来,矿井水害、地表沉陷、水资源破坏等问题,一直是制约煤炭行业高质量发展的“卡脖子”难题。“我国煤矿地质条件复杂,水体类型多样,高强度开采下,水害防控与水资源保护面临巨大挑战。”张玉军深知,传统的“疏水降压”模式虽然能保障安全,却会导致地下水位大幅下降,破坏生态环境;而单纯的“保水开采”又可能影响煤炭资源回收率,难以平衡安全、经济与生态三者的关系。
带着这样的思考,张玉军在科研一线不断探索,逐渐形成了自己的核心研究方向:围绕矿井水安全防控与水资源保护、特殊采煤与采动损害防治,构建煤矿区低损害绿色开采技术体系。20年来,他带领团队攻克了一个又一个技术难关,用一项项实打实的创新成果,为煤炭行业的绿色转型注入了强劲动力。
“控水开采”理念的提出与实践,是张玉军最具代表性的科研成果之一。“传统开采要么‘疏水保安全’,要么‘保水弃资源’,我们要做的是实现‘控水保安全、保水促生态’的协同发展。”张玉军解释道,所谓“控水开采”,就是充分利用覆岩破坏规律和含水层特征,通过控制采动裂缝的导水性,精准调控工作面涌水量,既保证开采安全,又最大限度保护水资源。
这一理念看似简单,实则需要攻克一系列技术难题。为了掌握不同矿区的覆岩破坏规律,张玉军带领团队跑遍了全国14大煤炭基地,收集整理了179组厚及特厚煤层导水裂缝带高度实测数据,绘制出我国高强度开采导水裂缝带高度分布特征图。“导水裂缝带就像地下的‘透水通道’,只有摸清它的发育规律,才能精准控制。”
在蒙东扎赉诺尔矿区,这里的顶板有六七层弱固结砂岩含水层,突水溃砂风险极高。当地煤矿原本只能采3~4米厚的煤层,资源回收率极低。张玉军团队针对该矿区的地质条件,创新提出“可控疏水+分阶段控制放煤”的控水方案:先采3米厚煤层,观察覆岩破坏和涌水情况,待溃砂溃水风险解除后,再逐步提高开采厚度,依次逐步波及不同含水层,最终实现12米厚煤层的安全开采,资源回收率大幅提升。
“我们就像给地下水装了个‘调节阀’,只疏放影响安全的30%水量,保护70%的地下水资源。”张玉军介绍,通过这种方式,该矿区不仅彻底杜绝了突水溃砂灾害,煤炭回收率大幅提高,还保护了周边的地下水资源,实现了安全、经济、生态三重效益。如今,“控水开采”技术已在我国40多个矿区被推广应用,成功破解了不同地质条件下的开采难题,推动我国煤矿控(保)水开采技术迈上新台阶。
如果说“控水开采”解决了“水”的问题,那么“主动预裂弱化覆岩技术”则破解了“岩”的制约。传统的采动覆岩控制技术要么降低开采厚度,浪费煤炭资源;要么采用充填开采,效率低下、成本高昂。“我们要找到一种既不影响产能,又能主动控制覆岩破坏的方法。”张玉军带领团队经过多年研究,创新提出“主动预裂弱化覆岩强度,控制采动裂缝发育”的新思路。
这项技术的核心原理,是通过水力压裂等手段,将原本坚硬完整的顶板岩层提前压裂,使其强度降低,从而抑制导水裂缝带向上发育。“这就好比给岩层做‘微创手术’,改变其力学特性,从而实现对破坏高度的精准控制。”张玉军用生动的比喻解释这个复杂的技术原理。为了验证这一技术,团队开展了大量数值模拟和物理模拟实验,对比分析了不同弱化层位的覆岩破坏特征,最终确定了最优技术方案。这项技术在国家自然科学基金的支持下,经过4年攻关,已在多个矿区成功验证,能将导水裂缝带高度降低20%以上。
在煤矿开采过程中,如何实时监测覆岩和地表的移动变形情况,及时发现并处理安全隐患,是保障矿井安全的重要一环。然而,传统的监测方法往往存在精度低、效率低等问题。张玉军深知,要想提高监测效果,就必须引入先进的科技手段。
经过多年研发与实践,张玉军团队成功构建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。系统集成了卫星遥感、无人机摄影测量、地面测量及覆岩钻孔监测等多种技术手段,实现了对覆岩和地表移动变形的全方位、全过程动态监测。通过实时传输监测数据至云平台,系统能够自动分析处理数据并生成监测报告,为矿井的安全生产提供了有力支持。
在北票采煤沉陷区的实践中,张玉军团队成功应用了这一系统。通过布设上千个地表监测点和几十个覆岩钻孔传感器,系统实时监测了沉陷区的移动变形情况,验证了部分采煤沉陷区地面建设用地的适宜性。这一系统的成功应用,不仅提高了矿井和沉陷区的监测精度,还为采煤沉陷区的综合治理和利用提供了科学依据。
科研路上从来没有坦途。“控水开采”技术推广初期,不少煤矿企业心存疑虑:“万一控制不住水,造成突水事故怎么办?”为了打消企业的顾虑,张玉军带领团队一次次深入矿区,现场勘察、制订方案、全程指导。在蒙东矿区,他们驻扎在当地,每天跟进开采进度,及时调整控水参数,最终用零事故、高回收的实际效果赢得了企业的信任。
正是这份坚持,让张玉军的科研之路越走越宽。如今,他的研究成果不仅得到了行业认可,更在实践中创造了巨大的社会经济效益,同时保护了宝贵的地下水资源。
传承与开拓
在前行的道路上,张玉军始终保持着对科学的敬畏之心和对煤炭事业的热爱之情。他深知,科研工作不是一蹴而就的,而是需要长期地积累和不懈地努力。正是这种坚持不懈的精神,让他在煤矿地质领域取得了丰硕的成果。
“科研不是一个人的战斗,而是一个团队的接力。”在张玉军看来,推动行业发展,既要产出高水平成果,更要培养高素质人才。作为中煤科工开采研究院安全与生态环境研究院院长,他始终把团队建设和人才培养放在重要位置,用自己的言传身教,为行业培养一批又一批青年骨干。
张玉军的团队是一支年轻而精干的队伍。30名成员聚焦3个核心方向:矿井水安全防控与水资源保护、沉陷区治理与生态修复、煤基固废处置与资源化利用。张玉军描述起他的团队建设思路:“这3个方向看似独立,实则紧密相连,我们将固废材料作为纽带,把矿井水安全防控和沉陷区治理技术串联起来,形成一个完整的技术体系。”
为了让团队成员快速成长,张玉军根据每个人的特点制定个性化培养方案:“擅长基础研究的,就让他专注于理论创新;擅长现场实践的,就让他扎根矿区解决实际问题;擅长市场推广的,就让他负责成果转化。”他常对年轻人说:“一个人的发展,既要靠平台,更要靠自己。要给自己制定短期计划和长期目标,一步一个脚印往前走。”
在团队管理中,张玉军延续了自己“扎根一线”的作风。无论是野外勘察还是井下监测,他总是带头冲在前面。“有时候去偏远的矿区出差,20多个小时火车加几个小时汽车,没有座位就铺张报纸坐在地上。”团队成员回忆道,“张院长从来不说苦,他常说,搞煤矿科研,不深入现场就没有发言权。”
对于研究生培养,张玉军更是倾尽全力。他要求学生“既要读万卷书,也要行万里路”,每个研究生都必须参与现场项目,在实践中积累经验。“我的导师带我第一次下井、第一次测数据,教会了我科研的态度;现在我也要把这种精神传递给我的学生。”张玉军说,他带学生有3个“要求”:一是要踏实,不搞花架子;二是要创新,不墨守成规;三是要担当,有家国情怀。“煤炭行业需要一代代人的坚守,我希望能为行业培养更多既懂技术又有担当的年轻人。”张玉军如是说。
前段时间,在一次学术会议上,一位高校青年教师激动地找到张玉军:“张老师,我是读着您的论文成长起来的!”这时张玉军才意识到,自己在煤矿科研这条道路上已经奔跑了20年。二十载深耕煤海,他用智慧破解了一个又一个技术难题,用脚步丈量了一个又一个矿区,用担当培养了一批又一批青年人才。张玉军的科研历程,是我国煤炭行业绿色转型的生动缩影;他的科研精神,是新时代科研工作者的鲜活写照。
如今,47岁的张玉军依然保持着当初那份执着和热情。他办公室的灯光常常亮到很晚。在那里,他或是查阅文献,或是规划团队的科研方向,或是思考如何将最新的研究成果转化为实实在在的生产力。在张玉军的身上,我们看到了一代中国煤矿开采学家的成长轨迹——他们既继承了老一辈科学家的严谨求实,又勇于开拓创新;他们既深耕专业领域,又心系国家需求;他们既在实验室里刻苦钻研,更在矿井现场挥洒汗水。
在这条守望煤海深处绿色开采的路途上,张玉军和他的团队仍在风雨兼程。因为他们知道,在那深邃的地层之下,不仅蕴藏着宝贵的煤炭资源,其开采与利用更与万千矿工的生命安全和矿区周边的生态环境息息相关。这份沉甸甸的责任,将一直激励着他们在科研的道路上不断攀登新的高峰。
“特殊采煤这个领域,在我们这一代绝不能没落,我要推动这个行业继续往前走。”这是张玉军对自己许下的承诺。

专家简介
张玉军,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。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,中国安全生产协会绿色矿山专业委员会副主任委员,山西省煤炭学会千人智库高级专家。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%),主持国家自然科学基金面上项目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《科学引文索引》/《工程索引》(SCI/EI)收录30余篇,主编和参与出版专著4部。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》。
如今,47岁的张玉军依然保持着当初那份执着和热情。他办公室的灯光常常亮到很晚。在那里,他或是查阅文献,或是规划团队的科研方向,或是思考如何将最新的研究成果转化为实实在在的生产力。在张玉军的身上,我们看到了一代中国煤矿开采学家的成长轨迹——他们既继承了老一辈科学家的严谨求实,又勇于开拓创新;他们既深耕专业领域,又心系国家需求;他们既在实验室里刻苦钻研,更在矿井现场挥洒汗水。
来源:科学中国人 2026年第1期 封底人物
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