煤炭是我国的主体能源和重要原料，是保障能源安全的“压舱石”，长期发挥兜底保障作用。大规模高强度开采煤炭资源（2021年全国产量41.3亿t），有力支撑国家经济社会发展能源需求的同时，强烈破坏地下岩体、显著扰动地下水流场，造成85%以上的矿区面临矿井水害、水资源流失等问题。据统计，2021年水害死亡48人（占全国煤矿事故死亡人数27%），吨煤水资源流失量达2.0～4.0m3。
“绿水青山就是金山银山”，煤炭资源保水开采势在必行，消除水体“灾害属性”的负效应，保护“资源属性”的正效应。团队近20年来，依托国家“973”计划（2015CB251603）等项目，从江苏微山湖下到内蒙古神东荒漠下、陕北榆神沟谷河流下再到新疆伊犁绿洲矿区，围绕采动水资源影响评价与控制理论、高效保水开采技术与工艺、矿区规划与开采设计及无损探测监测等难题开展研究，形成如下创新成果：
1、提出了“三等效”保水开采控制原理与评价方法。揭示出开采参数对覆岩阻水性能和地下水系统的影响规律，提出了基于隔水层采动稳定性的保水开采临界等效采高确定方法，建立了采动覆岩系统耗散结构模型和失稳突变判据，创新出基于等效阻水厚度的保水开采可行性判别方法，构建出矿区等效水资源承载力评价指标体系，实现了矿区开采水资源影响的定量评价。
2、研发出低损伤、高效率的壁式保水开采技术体系。建立了长壁工作面保水开采参数影响因素识别方法，研发了弱胶结含水层下大采高长壁工作面开采参数优选与智能控制技术；揭示了短壁开采覆岩导水裂隙发育特征与控制机理，发明了采充并行式短壁连采连充高效保水采煤技术；研发出近距离煤层群保水采煤薄弱区的消除、转移和局部处理等控制技术，解决了强开采扰动区地下水资源有效保护与煤炭资源高效开采协同控制的难题。
3、创立了基于水资源承载力的矿区规划与设计方法。揭示了多域采空浅表水系统区域连通效应及水资源承载力突变诱发机制，创新出基于水资源承载力的矿区（井）规划和采（盘）区设计原理，建立了融合煤炭资源量和水资源承载力的单面（井）科学产能决策和矿区开采规模确定方法，实现了我国煤炭资源保水开采设计从“点”到“面”的突破。
4、发明了保水开采“远-近-临-深”立体监测技术。研制了采动覆岩三维固液耦合无损监测实验系统，研发出采动地表裂缝遥感远距离观测、覆岩采动裂隙氡气近距离探测、采掘面煤岩体裂隙红外辐射临界距离监测和采动地下水动态并行电法深部探测的“远-近-临-深”立体监测技术体系，解决了矿井水资源运移实时监测及水害预警难题。
项目创新出煤炭资源保水开采基础理论-技术工艺-规划设计-监测预警技术体系。获中国、美国、澳大利亚等授权发明专利68件，发表SCI论文52篇、中文EI论文16篇。
项目成果已在徐州矿务集团有限公司、大屯煤电（集团）有限责任公司、伊犁新矿煤业有限责任公司等单位的10多个矿区的22个矿山开展了应用，减少水资源流失60%以上、排水能耗79%以上，取得了显著的经济、社会和生态效益，引领了国际矿山保水开采技术创新水平。

煤炭是我国的主体能源和重要原料，是保障能源安全的“压舱石”，长期发挥兜底保障作用。大规模高强度开采煤炭资源（2021年全国产量41.3亿t），有力支撑国家经济社会发展能源需求的同时，强烈破坏地下岩体、显著扰动地下水流场，造成85%以上的矿区面临矿井水害、水资源流失等问题。据统计，2021年水害死亡48人（占全国煤矿事故死亡人数27%），吨煤水资源流失量达2.0～4.0m3。
“绿水青山就是金山银山”，煤炭资源保水开采势在必行，消除水体“灾害属性”的负效应，保护“资源属性”的正效应。团队近20年来，依托国家“973”计划（2015CB251603）等项目，从江苏微山湖下到内蒙古神东荒漠下、陕北榆神沟谷河流下再到新疆伊犁绿洲矿区，围绕采动水资源影响评价与控制理论、高效保水开采技术与工艺、矿区规划与开采设计及无损探测监测等难题开展研究，形成如下创新成果：
1、提出了“三等效”保水开采控制原理与评价方法。揭示出开采参数对覆岩阻水性能和地下水系统的影响规律，提出了基于隔水层采动稳定性的保水开采临界等效采高确定方法，建立了采动覆岩系统耗散结构模型和失稳突变判据，创新出基于等效阻水厚度的保水开采可行性判别方法，构建出矿区等效水资源承载力评价指标体系，实现了矿区开采水资源影响的定量评价。
2、研发出低损伤、高效率的壁式保水开采技术体系。建立了长壁工作面保水开采参数影响因素识别方法，研发了弱胶结含水层下大采高长壁工作面开采参数优选与智能控制技术；揭示了短壁开采覆岩导水裂隙发育特征与控制机理，发明了采充并行式短壁连采连充高效保水采煤技术；研发出近距离煤层群保水采煤薄弱区的消除、转移和局部处理等控制技术，解决了强开采扰动区地下水资源有效保护与煤炭资源高效开采协同控制的难题。
3、创立了基于水资源承载力的矿区规划与设计方法。揭示了多域采空浅表水系统区域连通效应及水资源承载力突变诱发机制，创新出基于水资源承载力的矿区（井）规划和采（盘）区设计原理，建立了融合煤炭资源量和水资源承载力的单面（井）科学产能决策和矿区开采规模确定方法，实现了我国煤炭资源保水开采设计从“点”到“面”的突破。
4、发明了保水开采“远-近-临-深”立体监测技术。研制了采动覆岩三维固液耦合无损监测实验系统，研发出采动地表裂缝遥感远距离观测、覆岩采动裂隙氡气近距离探测、采掘面煤岩体裂隙红外辐射临界距离监测和采动地下水动态并行电法深部探测的“远-近-临-深”立体监测技术体系，解决了矿井水资源运移实时监测及水害预警难题。
项目创新出煤炭资源保水开采基础理论-技术工艺-规划设计-监测预警技术体系。获中国、美国、澳大利亚等授权发明专利68件，发表SCI论文52篇、中文EI论文16篇。
项目成果已在徐州矿务集团有限公司、大屯煤电（集团）有限责任公司、伊犁新矿煤业有限责任公司等单位的10多个矿区的22个矿山开展了应用，减少水资源流失60%以上、排水能耗79%以上，取得了显著的经济、社会和生态效益，引领了国际矿山保水开采技术创新水平。