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[成果] 1800150501 河南
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:主要研究内容: 该项目属于采矿科学技术领域。针对义马矿区特厚煤层困难巷道变形量大、变形速度快、维护难度高等难题,在国家国家科技支撑计划、自然科学基金-煤炭联合基金重点项目等资助下,开展了义马矿区特厚煤层困难巷道围岩控制技术及应用研究。获得了义马矿区大落差断层影响下地应力分布规律,掌握了困难巷道围岩变形破坏机理,揭示了冲击载荷下锚杆及构件动力响应机制与抗冲机理,开发了适用于强动载困难巷道的超高强度、高冲击韧性锚杆材料及构件,建立了困难巷道围岩控制体系,实现了围岩变形的有效控制。主要研究内容包括8个方面:(1)地质力学参数原位测试及分布规律;(2)煤岩体物理力学性能及矿物成分测试与分析;(3)巷道变形破坏特征及机理;(4)冲击载荷下锚杆及构件动态力学响应及抗冲机理;(5)新型锚杆支护材料及构件研发;(6)巷道支护设计方法研究;(7)井下工业性试验;(8)效果评价。 技术经济指标: (1)获得义马矿区地应力分布规律;(2)开发适合强动压巷道的锚杆支护材料及构件;(3)研制锚杆冲击载荷试验台;(4)提出综合控制体系,有效解决试验巷道支护难题,显著提高支护可靠性;(5)实现巷道基本不架棚或大幅度减少架棚量;(6)实现巷道服务期间基本不维修或降低维修次数,保证工作面正常开采;(7)降低巷道综合维护成本。 创新性研究成果: (1)揭示了义马矿区大落差断层影响下深部地应力分布规律,建立了地应力估算公式,绘制了地应力分布图,获得了原岩应力与煤岩强度的相互关系;(2)发明了测试锚杆冲击载荷的试验台及其测试方法,揭示了冲击载荷下锚杆及构件动力响应机制和抗冲机理,阐明了冲击载荷下锚杆及构件吸能特性,提出了强动压困难条件下锚杆支护材料及构件选择原则。(3)开发了适用于强动压困难巷道的超高强度、高冲击韧性、高延伸率锚杆及其配套构件,提高了锚杆支护抗冲击性能;(3)揭示了义马矿区特厚煤层困难巷道变形破坏机理,提出强动压困难巷道支护原则,建立了以采用高冲击韧性锚杆为主体、深孔卸压综合控制技术为主要技术手段的强动压困难巷道围岩控制体系。 应用推广及效益情况: 研究成果已广泛应用于义马煤业集团股份有限公司常村煤矿、耿村煤矿、跃进煤矿及千秋煤矿等矿井,成功解决了困难巷道支护难题,研究成果还在山东新汶、甘肃华亭、伊泰红庆河等矿区推广和应用。直接经济效益:改善了巷道支护效果,提高了掘进速度,显著降低了巷道维护成本,近三年取得利润1.19亿元。缓解了采掘衔接紧张,保证了工作面顺利回采。提高了顶板安全性,改善了工人作业环境,避免了巷道多次返修,促进了支护技术发展,对全国煤矿巷道围岩控制具有很强的示范作用。 授权专利情况: 项目研究期间获专利10项,发明专利6项,实用新型4项,发表核心期刊论文8篇,EI检索6篇。
[成果] 1800220119 安徽
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:主要技术内容: 1)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的机构设计及结构优化掘、锚、支、运作业是多工序协调动作的复杂过程,其中平台多方位运动、架棚梁的上下平动及整机迈步行走尤为关键。项目提出了安全可靠的行走机构;利用机构组合创新,设计使平台在巷道断面内上下平动的机构。 2)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的液压系统设计与分析为使作业平台具备良好适应性,能应对多种复杂工况,设计电控、先导、全液控等三种液压系统,进行了原理解析、仿真、试验等,保证了系统有效性和可靠性,从而最终确定了最优行走驱动方式。 3)复杂工况下快速掘进支锚运多适应协同作业平台的动力学特性为适应大角度转弯、连续变坡等复杂工况,建立弯道行走力学模型,分析悬挂点、转弯半径与整机平衡的关系,确立弯道行走设计准则。建立变坡行走的动态模型,找出坡度、驱动力与闸阀压紧力之间的匹配关系,构建变坡行走的设计准则。 4)快速掘、锚、支、运一体化协同作业机制的研究建立掘、锚、支、运协同工作机制,提高掘进效率;优化锚杆钻机布置,分析其稳定性,找出关键受力部位,合理设置支腿位置;建立多维振动模型,得出其动态性能与钻机驱动力、煤岩硬度等参数之间的关系,优化其设计准则。 5)快速掘进支锚运多适应协同作业平台的控制策略研究以掘、支、锚、运协同工作机制为基础,分析作业平台的结构及运动学特性,优化出各机械臂的运动轨迹;构建作业平台的动力学模型,分析各动作之间的功率匹配关系,提出负载敏感控制策略,并对其可靠性进行仿真分析和实验验证。 授权专利情况: 该项目授权专利13项,其中发明专利10项,实用新型3项。 技术经济指标: 1)技术指标该装备技术指标为:装备总高度700-900mm;总功率25kW;可承载荷10kN,速度0-6m/min;最大爬坡角度20°,最小转弯半径6.0m,安全系数达到国际水平6.0-7.0。 2)经济指标该装备在煤矿企业应用后,提高了企业的年生产总值和年采煤量,如淮北矿业股份有限公司的袁店一矿应用该装备后,年新增采煤量约50万吨,每吨节约40元,共计约2000万元,按2015-2017年度计算,在6家煤矿企业中应用,累计产生经济效益3.6亿元。 应用推广及效益情况: 该装备加快了工作面推进速度,提高了作业效率和安全性,为工作面的尽快投产提供了基础。日最高循环进尺28m,月最高进尺580m,单位开采成本下降约10万元;该装备替代昂贵的同类进口产品,降低了工作面装置的投资量。进口同类装置约600万元,该装置约260万元,单台节约成本达56.7%;降低了煤矿企业在人身安全方面的支出,年节约支出60万元。
[成果] 1800220118 安徽
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于矿山支护工程科学技术领域。 十余年来,两淮矿区煤炭生产矿井浅部资源渐趋枯竭,为确保矿井安全高效可持续发展,多数矿井迫切需要实施安全改建工程,在工业广场内新建深立井井筒工程日益增多。该类工程具有井筒深、直径大、与既有井筒邻近、地下水渗流场受扰动、井筒出水对矿井安全生产威胁大等特点,且多采用“上冻下注”法施工,即在冲积层段采用冻结法凿井,在含水基岩段采用地面预注浆法封水。因此,井筒施工和运行过程中面临高压浆液引发邻近既有井筒破损、冻结壁难以交圈、深井高压水造成井壁损伤漏水等技术难题亟待解决。国内外少有该类工程的相关研究和报道。为此,开展两淮矿区安全改建工程深立井凿井关键技术研究具有重要的理论意义和应用价值。 该项目针对上述技术难题,历时11年,采用理论分析、模型试验、数值模拟和工程实践相结合的方法,系统开展了邻近既有井筒条件下地面预注浆扩散规律、人为扰动地下水流条件下温度场分布规律、冻结井壁渗漏水机理等研究,形成了安全改建工程冻结深立井设计与施工关键技术,项目主要研究内容与科技创新如下:(1)针对邻近既有井筒的工程与水文地质条件,研究了并行电阻率和电磁波CT法探测井筒基岩段岩层裂隙发育特征与富水性技术,基于多孔间立体层析成像原理,构建三维地层模型,精细成像与判识测试区域岩层富水性、结构及构造,发明了深立井井筒基岩含水层精细化探测方法,精准获得了岩层裂隙发育特征与富水性。(2)基于井筒基岩含水层精细探测结果,研究了邻近既有井筒条件下地面预注浆扩散机理,提出了“控压间歇式岩层分类注浆”方法,解决了注浆参数精准设计的难题;研发了邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆过程控制技术,确保了注浆过程中邻近井筒的安全运行。(3)深入研究了工业广场内抽采生产、生活用水引发的第四系含水层流速变化规律;研制了地下水流速对冻结温度场影响的试验装置,建立了含相变全参数渗流冻结耦合数学模型,研究揭示了不同地下水流速工况下冻结壁温度场分布及其形成规律;研发了工广内新建井筒“流速分层分类、冷量精准补偿、监测实时控制”冻结技术。(4)研究了水力耦合作用下井壁渗漏水机理,通过大量混凝土配制与渗透性试验,获得了配制高抗渗性冻结井壁混凝土技术;使用自主研制的井壁试验装置,研究了高抗渗性混凝土井壁渗透性及力学特性,研发了高抗渗性混凝土及其井壁结构;创新了“高抗渗井壁+防水结构+适时壁间注浆”综合防水技术。 该项目获授权发明专利8件、实用新型专利4件,参编国家规范1部,发表学术论文40多篇,出版专著2部。2006年以来,该项目研究成果先后在两淮矿区安全改建工程的8座煤矿10个井筒得到成功应用与推广,实现了生产矿井安全改建工程的安全高效建成,近三年新增利润2.8425亿元,取得了显著的社会经济效益,研究成果推广后将产生更大的社会经济效益。
[成果] 1800220348 安徽
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于采矿科学技术领域。中国深部煤炭资源丰富,2000m以浅的煤炭资源量为5.9万亿t,其中1000m以深占50%以上,软岩巷道支护是制约煤炭深部开采的核心问题。中国已形成高预应力锚杆、型钢、钢管混凝土等多种深部巷道支护技术,解决了中浅部及煤岩赋存条件较好的深部软岩巷道支护问题,但对于千米深井软岩巷道尚无高效、经济、保持巷道长期稳定的支护技术。针对千米深井软岩巷道,在试验锚网索喷注、套36U型棚+注浆、锚网喷+注浆二次支护、锚网索喷+套36U型钢反底拱棚及钢管混凝土等支护技术均无法有效解决巷道大变形的背景下,中煤新集公司联合天地科技股份有限公司以口孜东矿为试验矿井,创新提出厚松散层薄基岩千米深井软岩巷道锚架充耦合协同支护理论,研发出高强度锚杆支护+U型可缩支架+架后精准充填“三位一体”成套技术与装备,应用4年巷道未出现大变形和返修情况,突破了千米深井软岩巷道支护难题。 1、主要研究内容:(1)厚松散层薄基岩千米深井软岩巷道围岩大变形破坏机理;(2)千米深井软岩巷道锚架充耦合协同支护理论;(3)千米深井软岩巷道锚架充支护工艺;(4)千米深井软岩巷道锚架充成套支护装备;(5)千米深井软岩巷道锚架充复合支护材料;(6)典型千米深井软岩巷道井下试验。 2、科学发现点:(1)揭示了千米深井软岩巷道分别在锚喷、钢管混凝土和锚架充支护方式下围岩变形破坏机理,提出了千米深井巷道锚架充耦合协同支护理论。(2)开发出高强度锚杆索+U型钢支架+架后充填“三位一体”复合支护技术,有效控制了深井软岩巷道大变形。(3)研制出锚架充自动化支护装备,包括单轨吊巷道自动化锚杆支护平台、高效自动架棚机、从地面至施工作业地点全自动化充填材料输送系统等,实现了巷道支护一体化作业。(4)开发出锚架充复合支护材料,获得了充填材料在不同时效下力学性能。(5)开发出掘-锚-架-充高效平行作业工艺,实现了巷道快速掘进。 3、科学价值:(1)创新性。首次研制出1:1比例锚杆支护应力场试验台,揭示出锚杆支护应力场在空间上的分布规律;首次提出了千米深井软岩巷道锚架充填耦合协同支护理论;开发出千米深井软岩巷道锚架充“三位一体”成套技术及装备。(2)成套性与实用性。开发的锚架充“三位一体”成套技术与装备,不仅适用于深部软岩巷道支护,同时架后智能精准充填系统也可应用于工作面局部充填,具有很强的成套性与实用性。(3)示范性。项目成果在中国典型千米深井软岩大变形巷道进行了成功应用,对类似巷道支护具有很强的示范性。 4、同行评价:2017年9月,中国煤炭工业协会组织专家对“厚松散层薄基岩千米深井软岩巷道锚架充填耦合协同支护理论与成套技术”项目进行了科技成果鉴定:研究成果达到了国际领先水平。
[成果] 1800220353 安徽
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:淮南矿区岩巷掘进水平位于全国前列,但依然存在岩巷快速掘进技术体系不健全,爆破技术单一,岩巷掘进装备配置不科学,矿区内岩石巷道围岩类别与快速掘进技术不匹配,周边成型质量有待提高等突出问题。因此,进行淮南矿区岩巷高效掘进集成技术的研究应用已成为巷道掘进技术发展的必然趋势。该项目围绕岩巷快速掘进基础理论、施工工艺技术以及装备配套、组织管理等关键难题进行了攻关研究,取得了如下创新成果: (1)建立了基于神经网络的围岩分类预测模型,确立了淮南矿区岩巷围岩稳定分类指标,实现了淮南矿区岩巷围岩的科学、智能分类,为爆破参数设计、装备配套等奠定基础。以淮南矿区工程地质条件为背景,结合岩石质量指标Q方法,确定影响巷道围岩稳定性的岩石质量指标RQD等6个关键指标,运用人工神经网络方法,建立了反映巷道围岩稳定性(四类)BP人工神经网络智能预测模型,结果表明该模型能够有效地建立起巷道围岩稳定性影响因子和稳定性类别之间的复杂对应关系,从而实现了对淮南矿区巷道围岩稳定性的准确评价,实现巷道围道稳定性评价的科学化和智能化。 (2)揭示了楔形掏槽技术和切缝药包爆破破岩机理,提出了适应于淮南矿区不同岩性的岩巷钻爆法快速掘进五种掏槽技术,确定了周边定向断裂爆破参数,提高了岩巷掘进效率。从理论上分析了影响中深孔爆破的影响因素,依靠数值模拟技术,得到了采用楔形掏槽更有利于槽腔底部岩石的破碎的规律,据此设计了适合于淮南矿区的5种掏槽结构。切缝药包能够控制裂纹产生的方向,有利于周边眼的成型;在理论研究和实验研究的基础上生产了工业化的切缝药包,提高周边成型质量。 (3)针对淮南矿区四类围岩,建立了岩巷掘进作业线装备配套公式,确定了气腿式凿岩机、凿岩台车、综掘机等三类岩巷快速掘进作业模式及其配套工艺,优化了项目管理模式,实现了不同条件下岩巷的快速掘进。建立了基于线性规划技术的装备选型公式,确立了气腿式凿岩机、液压钻车、岩巷综掘机为主要装备的作业线装备配套,为同类型巷道实现快速装备选型提供参考依据。为提高岩巷掘进施工管理效率问题,组织精兵强将成立了淮南集团矿建工程公司,形成了基于内部承发包的岩巷施工管理的“31X”管理模式,显著提高了淮南矿区岩巷掘进机械化水平和管理水平。 (4)研发了具有爆破设计、支护设计、作业规程编制功能的岩巷掘进智能设计系统,解决了人工设计易造成设计失误等问题,实现了岩巷掘进设计智能化、集成化。传统爆破及支护设计、作业规程编制工作,内容繁琐、科学性、规范性不够。 通过开发智能爆破专家系统,提高爆破方案设计效率,能够实现作业规程的智能化编排。大大提高技术人员的工作效率。实现了爆破图表智能设计系统,支护作业智能设计系统等,提高了本矿区施工技术及设计的智能化和科学化。
[成果] 1800130214 北京
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该成果属于矿山工程技术领域。随着中国矿产资源的开采不断向深部迈进,开采1500m级埋深的矿床正成为中国资源开发的新常态。为满足规模化提升和矿井通风的需要,大直径超深井筒的需求日益增加。但传统的千米级施工装备与技术已无法适用1500m级10m以上大直径竖井的安全高效施工。对于此类竖井的施工国内尚属空白,国外无成套装备与技术可引进,必须自主研发与创新。在此背景下,为解决大直径1500m级超深竖井安全高效施工的成套装备与工艺技术难题,在国家863计划和北京市科技计划项目的支持下,项目进行了系统攻关,取得了如下重大创新成果: 1、针对大直径超深竖井施工装备布置复杂、提升悬吊载荷大导致的现有凿井井架能力不足这一难题,建立了基于断绳荷载控制的凿井井架设计理论,创新了井架支撑体系结构,研发出可用于净直径大于10m、深度1500m以上的新型凿井井架,经第三方机构检测,井架承受荷载能力达到600t以上,较原Ⅴ型凿井井架荷载能力提升40%以上。 2、研发了国内首台全液压六臂伞钻。通过液压连动平动机构、液压泵站一体化设计以及液压缸-钢丝绳行程倍增推进系统创新,实现全液压动力快速凿岩,能耗较传统气动伞钻降低60%以上,凿岩效率提高2倍以上。 3、研发了大直径1500m超深竖井的机械化配套方案与施工工艺。攻克了提升、悬吊、凿岩、装岩、砌壁等装备配套技术,首次实现10m净直径井筒5m深孔爆破炮孔利用率超过90%,在1000-1500m深度月进尺超过80m。 4、建立了大直径超深竖井施工安全保障技术体系。研发了稳车同步集散控制、吊盘自动平衡、钢丝绳张力实时监测与吊桶摆幅监测系统,解决提升悬吊安全保障难题;研发的井壁释能支护技术解决了井筒深部井壁安全问题;研发了竖井综合超前地质预报与多种注浆材料复合动态调控注浆技术解决了竖井水害难题。 5、针对冶金矿山竖井马头门多、施工速度慢这一瓶颈难题,创新开发了模块化马头门整体模板支护技术,实现大断面马头门快速安全施工,施工人员和工期较传统技术均减少50%以上。 项目授权6项发明专利,14项实用新型专利,发表学术论文23篇,制定行业标准2项。成果在本溪思山岭铁矿副井(净直径10m、井深1503.9m)等10座竖井工程应用,新增收入2.4亿元。 项目在矿井建设领域取得重大突破,填补了中国在大直径超深竖井施工领域的空白,形成了具有自主知识产权的核心技术与成套装备。项目实现了凿井装备与技术的全面升级,建立了标准体系,为中国深部矿产资源的开发创造了条件。
[成果] 1800230082 河北
[TD9, X70] 应用技术 [烟煤和无烟煤的开采洗选, 污水处理及其再生利用] 公布年份:2018
成果简介:项目所属科学技术领域:选矿技术。 主要技术内容:为了解决中国湿法选煤厂长期存在的浮选精煤灰分、水分高导致商品精煤灰分、水分偏高,及大量煤泥水外排造成煤炭、水资源严重浪费和对环境破坏两大难题,在科技部科技型中小企业技术创新基金支持下,该项目开展了煤泥级配、两级高效浮选、离心脱水脱泥、煤泥水深度澄清等技术的研究,结合试验室试验和工业性实践,取得多项创新性成果: 1.基于中国湿法选煤厂煤泥多属难浮选或极难浮选等级、煤泥中粒度>0.25mm粒级已在重选得到有效分选、含有大量高灰粘土类杂质等特征,研发成功由粗精煤泥回收,一、二级浮选和一、二段脱水组成的煤泥两级浮选、精煤泥两段脱水新工艺。 2.基于中国湿法选煤厂尾煤泥水的特性,研发成功由一、二段浓缩,一、二段回收组成的洗水深度澄清,粗、细尾煤泥分别浓缩回收的尾煤泥水两段浓缩两段回收新工艺。 3.研发成功利用喷射原理和微泡析出机理的大型FJC(FJCA)型煤用浮选机,基于“网捕、渗滤,加速煤泥沉降”理论的高效煤泥水浓缩机,以及沉降过滤式离心机等煤泥分选及煤泥水处理装备。 4.“2+2”模式湿法选煤厂吨煤水耗0.05~0.07m3、水重复利用率>96%、回用水浓度≤1.0g/L,优于MT/T810《选煤厂洗水闭路循环等级》、GB/T18916《取水定额》指标要求。 技术经济指标:①经实施煤泥两级浮选、精煤泥两段脱水工艺的土城等4座选煤厂测试,浮选精煤灰分、水分分别降低3.09、9.05个百分点,设备投资降低17.0%,劳动定员减少30%;②经实施尾煤泥水两段浓缩两段回收工艺的田陈等4座选煤厂测试,尾煤泥固体回收率达99.5%,回用水浓度≤0.60g/L,吨煤水耗≤0.075m3,实现煤泥全部厂内回收、洗水一级闭路循环、工业用水零排放,较传统工艺装机容量降低25.5%,设备投资减少31.8%;③FJC(FJCA)型浮选机经资兴等7座选煤厂测试,较其它型号浮选机浮选精煤灰分平均降低0.90个百分点,尾煤灰分平均提升11.14个百分点,浮选完善指标平均提高10.04个百分点,处理量平均提高3.05m3/(m3h),电耗平均降低3.5kWh/t;ST型高效浓缩机处理尾煤泥水能力达9.11 m3/(m2h),是现用耙式浓缩机的7倍以上。 推广应用及效益情况:自2009年研发至今,该项目成果已在中国200余座新建、技改湿法选煤厂推广应用,仅2015-2017年,项目完成单位因实施该成果新增销售额1.86亿元。获授权发明专利4项,发表相关科技论文52篇,其中在国际选煤大会发表论文7篇。 推动科技进步作用:该项目成果构成了煤泥回收工艺的主体框架,已在中国湿法选煤厂大面积推广应用,成为中国煤泥分选和尾煤泥水处理首选工艺及装备,为选煤行业节能减排、绿色环保生产提供了技术保障。
[成果] 1700430012 湖北
TQ53 应用技术 褐煤的开采洗选 公布年份:2017
成果简介:褐煤是煤化程度最低的煤类,水分含量高,易自燃,热值低,这使褐煤通常被归为劣质煤类。褐煤热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中很容易风化变质,破裂成小块甚至粉末状,使热值更加降低,灰熔点也普遍较低,煤灰中常含有较多的钙质。褐煤绝大多数被用作价格较低的动力煤,长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合理的。在发电厂,褐煤的不可燃物每降低1%,无论是降低灰分还是水分,其热值都能显著提高。另一方面,若褐煤是湿态燃烧,将导致火焰降低,使热效率降低。美国曾对褐煤进行脱水和提质再运输的效果进行过评估。一种水分42.52%,发热量11.93MJ/kg的褐煤,经过处理后,发热量增加到18.08MJ/kg,相当于热值提高了51.6%。一座400MW电厂每天大约要用褐煤1万吨,如果使用脱水后的褐煤相当于每天节约用煤3400T,仅运输量的节约就十分可观。该发明主要是解决现有技术所存在建成的工艺生产线因环境污染严重,不得不停产,倒闭等的技术问题;提供了一种极大限度地赶走(蒸发)褐煤中的水份,减轻原褐煤自身重量,以达到减量化,从而提高了原褐煤的发热量,即:发热量从原3500Kcal/㎏左右提高到5000Kcal/㎏~5500Kcal/㎏,而其它褐煤工业成分,基本不变。从而提高褐煤应用范围与经济价值的一种褐煤烘干提质生产方法。
[成果] 1700550350 湖北
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:巷道支护是矿井建设和生产中的关键技术问题之一,多年来一直受到岩石力学和采矿工程界的高度重视。矿山开采以前,岩层都处于原始应力状态,采动后围岩的原始平衡状态遭到破坏,各部分应力将重新分布,顶板的两端出现应力集中区,顶板各岩层将因失去支撑面,在自重的作用下弯曲下沉,并在其底部出现拉应力,当拉应力超过限度,顶板岩层将遭到破坏,围岩应力的重新分布促使岩层产生新的运动。支护的作用在于改善围岩稳定状况和控制围岩运动发展速度,以维护安全的工作空间。现代矿山开采,随着开采深度的不断加大,巷道支护问题十分突出,在应对井下各种地质环境,保障巷道的安全畅通方面发挥着至关重要的作用。
[成果] 1700580249 江西
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:所属科学技术领域:矿山井巷工程。 主要科技内容、技术经济指标: 拱形网壳锚喷支护是一种新型的井巷、隧道软岩支护,它由网壳支架、快凝树脂锚杆、喷射混凝土三种支护联合而成。 网壳支架一架紧靠另一架连续架设,架与架相互拼连,支架之间不留空隙,并用锚杆和喷射混凝土将支架和围岩进行锚锁固结,使支架、锚杆、喷射混凝土与围岩一道组成连续的、刚柔相济的双曲薄壳拱型主动支护体系。 该种支护充分利用和发挥了壳体结构、锚、喷三种支护的优良力学性能。既具有一定的刚性支撑能力,又具有一定的柔性让压性能,具有轻型化、连续化、整体化的特点。 网壳锚喷支护不仅性能优良、支护可靠、成本较低,而且其支撑能力与让压性能有良好的可调节性,可以针对不同地质条件与不同地压显现特征,设计出不同规格的钢筋网壳支架。采用这种支护结构,既可单独进行巷道支护,也可以与锚索或围岩注浆等构成联合支护体系,因而在各种类型的软岩巷道、动压巷道及大断面硐室中都可以使用,具有广阔的推广应用前途。 拱形网壳锚喷支护由原安徽淮南工业学院(现安徽理工大学)土木工程系郭兰波、庞建勇教授发明,2001年8月在该公司承建施工的萍乡煤炭集团公司巨源煤矿三水平延深工程推广使用。2004年8月25日获得安徽省(34)专利,专利名称:《钢筋网壳支架及网壳锚喷支护方法》。专利号:00119101。 2014年新增利润:395.24万元,2015年新增利润:59.45万元,2016年新增利润:39.48万元。合计:494.17万元。 促进行业科技进步及应用推广情况: 任何一项先进施工技术的应用,其施工技术、工艺、操作方法是关键。该施工技术采用国家标准、施工规范,采用精细化施工技术,使网壳支架、锚杆、喷射混凝土三种支护联合成一整体,与围岩一道组成连续的、刚柔相济的双曲薄壳拱型主动支护体系,既具有一定的刚性支撑能力,又具有一定的柔性让压性能。使支护具有整体受力、连续受力、轻型化的优势。充分发挥了钢筋与混凝土两种材料的优点。
[成果] 1700510377 河南
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:“三软强变形煤层巷道支护理论研究与应用”成果属于矿山科学技术领域。三软煤层巷道指底板软、煤层软和顶板软的巷道。三软煤层巷道变形大,一般需要多次复修,严重影响工作面产量,增加开采成本,是煤矿巷道支护的技术难题。郑州矿区告成煤矿受滑动构造带影响,煤层及顶底板异常破碎,严重制约安全生产,在三软煤层巷道支护中具有代表性。中国大多数矿区存在三软煤层巷道支护问题,研究具有重要的理论意义和广泛的应用价值。“三软强变形煤层巷道支护理论研究与应用”针对郑州矿区滑动构造带影响下的典型三软强变形煤层巷道支护难题,自2010年开始理论探索和实测研究,2012年正式立项,由郑州煤电股份有限公司和西安科技大学共同承担完成。项目综合运用现场实测、模拟实验和理论分析方法,取得主要创新点如下:(1)实测掌握了三软强变形煤层巷道变形特征和规律,揭示了巷道围岩极限平衡圈的发育形态。发明了“地层模拟实验用多介质耦合实验装置”和相似模拟材料,研发了“地下工程物理相似模拟实验用锚杆测力计”。通过三软煤层巷道支护的物理模拟,揭示了巷道围岩极限平衡圈的演化规律,为建立极限平衡圈理论奠定了基础。(2)提出了三软煤层巷道极限平衡圈支护理论,确定了巷道“底板-两帮-顶板”支护范围,提出了“治顶先治帮,治帮先治底”的巷道支护控制原则。(3)发明了三软煤层巷道支护设计方法,提出了直墙拱带底板反拱的断面优化设计,设计了全断面锚网索梯子梁支护方案,替代了传统的U型棚支护,节约了支护费用,取得了良好的支护效果。告成煤矿工业性试验表明,巷道顶底收缩率下降了75%,两帮的收缩率下降了87%,支护效果显著。与过去采用的U型棚支护相比,节约巷道支护费用4234.88元/米,避免了巷道返修,实现增产约6%。近三年,研究成果在河南郑州矿区告成煤矿和芦沟煤矿,陕西神南矿区张家峁煤矿,陕西神府矿区三道沟煤矿推广应用,累计新增利润31090.1万元,取得巨大经济效益。该项成果发表核心期刊论文8篇,申报发明专利4项(授权3项,实审1项),授权实用新型专利2项,2013年获陕西省职工发明创造金奖1项。该项成果经过河南省科技厅鉴定达到国际先进水平,有力促进了煤矿软岩巷道支护技术进步,分别获得2016年度郑煤集团公司科技进步一等奖,2016年度河南省煤炭科技成果一等奖。中国三软煤层分布广泛,研究成果具有广阔的推广应用前景。
[成果] 1700560139 山东
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:该项目属于矿山支护工程领域。 随着浅部煤炭资源枯竭,煤炭开采进一步走向深部势在必行。高应力、极软岩、断层破碎带及动压影响等复杂条件下,巷道大变形、冒顶、支护体系失效、返修等现象频发,成为制约矿井安全生产的难题;约束混凝土因其钢管和核心混凝土产生“力的共生”作用,发挥了钢管的抗拉作用,同时使混凝土处于受压状态,具有承载力高、塑性好等优势。为解决以上围岩控制难题,该项目将约束混凝土技术应用到矿山及地下工程支护领域。 项目深入分析了复杂条件巷道围岩承载结构失效机理,提出了“高强、完整、让压”耦合支护理念,建立了约束混凝土支护体系,研发了增阻让压锚杆及预紧力定量施加装置,方钢约束混凝土(SQCC)、圆钢约束混凝土(CCC)与U型约束混凝土(UCC)定量让压拱架及配套技术。基于自主研发的拱架1:1大型力学试验系统,开展了系列对比试验,结合理论分析与数值计算,形成了约束混凝土拱架设计方法。通过在多种典型复杂条件巷道中的成功应用,最终形成了约束混凝土支护体系成套施工工法,解决了围岩控制难题。主要创新成果如下: 1.明确了复杂条件巷道围岩承载结构失效机理,提出了“高强、完整、让压”耦合支护理念,首创了约束混凝土支护体系,研发了约束混凝土高强定量让压拱架、柔性壁后充填材料、增阻让压锚杆及预紧力定量施加装置等关键支护技术。 2.明确了约束混凝土构件力学性能,得到了约束混凝土压弯强度破坏力学判别准则,提出了约束混凝土拱架套管节点设计及选型方法,建立了约束混凝土拱架内力分析和承载能力计算方法。 3.研发了约束混凝土拱架1:1大型力学试验系统,开展了不同断面形状、不同截面形式、不同荷载模式作用拱架的系列对比试验,明确了约束混凝土拱架变形破坏机制与承载特性,创立了约束混凝土定量让压拱架设计方法。 4.创建了增阻让压锚杆高预紧力定量施加、约束混凝土定量让压拱架拼装、柔性壁后充填等约束混凝土支护体系成套施工技术,形成了约束混凝土支护体系施工工法,攻克了复杂条件巷道围岩控制难题。 该项目获得国家发明专利8项,中国煤炭工业协会科技进步一等奖1项,部级工法2项,中国煤炭工业专利一等奖1项;发表SCI/EI收录30篇。项目技术应用通过了由王梦恕院士、杨秀敏院士和任辉启院士为主任的专家组论证,论证结论为:该体系能够更好的控制围岩变形,是安全、高效、经济的支护体系。项目成果通过了由蔡美峰院士为主任的科技成果鉴定,鉴定结论为:总体技术达到国际领先水平。 研究成果在赵楼煤矿、鲍店煤矿、东滩煤矿、济宁二号煤矿、济宁三号煤矿、营盘壕煤矿、转龙湾煤矿、梁家煤矿等8个煤矿的复杂条件巷道工程中成功应用,并在超大断面隧道工程中推广,近三年创造经济效益合计40167万元。该项目为解决复杂条件地下工程围岩控制难题提供了理论和技术支撑,促进了支护技术革新,具有广阔的应用前景。
[成果] 1700510180 河南
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:项目针对复杂应力区大断面硐室、破碎围岩巷道及受到动压影响的煤层巷道变形量大、普通支护手段难以奏效的难题,研究了以下内容:根据软岩巷道、大断面硐室工程实例,总结其变形破坏特征,分析其变形破坏的原因,找出大变形巷硐变形破坏失稳的机制。提出再造承载层控制围岩变形理念,并采用相似模拟方法,研究不同的几何特征、强度特征条件下,承载层的力学特性;研究再造承载层控制巷道围岩变形破坏的机制。结合典型的煤矿巷硐地质条件,提出再造承载层的实现途径与方法。提出煤矿巷道围岩层次注浆方法,研制一种双液无机超细水泥注浆材料,研究其物理化学性质和典型的注浆工艺。基于再造承载层控制围岩变形机理,选取“三软”煤层回采巷道、多次动压影响煤层巷道及复杂应力区大断面硐室进行现场工程应用。根据以上研究内容,结合现场实际,提出了围岩再造承载层的巷道变形控制方法和层次注浆加固技术。针对深埋大变形硐室,提出一次“锚杆+锚索钢梁+围岩注浆改性”+二次“双层封闭工字钢棚喷浆”的方案;其实质采用锚网索保证围岩初期稳定,围岩注浆提高锚固效果,形成承载层结构,被动钢架进一步控制围岩变形,保持再造承载层的高效承载,有效克服了围岩的流变,保证了硐室的稳定。采用这种方案对赵固二矿-800泵房进行加固不仅能够确保泵房以后不再进行大的修理,而且从长期投入来看,可节约费用390.74万元。层次注浆加固技术包括新无机注浆材料和新注浆技术体系,主要特点为:材料无毒、无腐蚀,不自燃,对施工工人不存在任何伤害,没有安全隐患;配套的气动注浆系统设备轻便、机动灵活,工人操作方便、劳动强度降低;解决了采动影响巷道,严重底鼓巷道,强烈变形巷道的加固问题,大大改善了井下作业环境,确保了工作面安全高效开采。目前,该项目研究成果已经在晋煤集团成庄矿、永城煤电控股集团有限公司陈四楼煤矿和安阳永安贺驼煤矿有限公司得以广泛应用,已经成为破碎、极破碎围岩,以及大采高工作面注浆加固的必选材料。该项目近三年所产生的利润为5233.94万元,取得了较好的经济技术效益。该项目获得3项发明专利;课题组共发表学术论文8篇,其中EI论文4篇,核心期刊论文4篇。
[成果] 1700510182 河南
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:1.项目研究背景:项目属于采矿科学技术领域。巷道围岩控制是煤炭安全高效开采的基础,近年来随着中国白垩系、第三系煤炭资源的开发,地质条件变得越来越复杂,煤岩体主要表现为“松、散、软、弱”四大特征,巷道围岩控制问题日益显著。国内外矿井多采用棚式支护,但受强烈的底鼓因素导致巷道围岩大变形;其次,松软煤岩体锚网支护时,正常的锚网支护锚固性能差,尤其动压作用下,锚固力衰减较快,造成巷道围岩整体失稳破坏,严重制约中国松软煤层安全高效开采。2.项目主要技术内容:项目研究成果包括:揭示3个机理,提出3个方法,形成3套实用技术。(1)3个机理:揭示了软弱、松散煤岩体巷道围岩锚固力衰减机理。确定了松软煤岩体巷道顶板岩层类型和厚度的判别指标,形成了松软煤岩体巷道顶板沉积岩体特征识别理论体系。揭示了软弱煤岩体锚固孔孔底扩大以增强锚固性能及抑制锚固力衰减的机理。(2)3个方法:提出了松软煤岩体巷道顶板岩层组合特征实时动态识别方法。提出了锚固孔底倒楔形扩孔锚固提高软弱煤岩体锚固性能的方法。提出了松散煤岩体钻封注一体化分次注浆锚固控制方法。(3)3套实用技术:研制了单翼倒楔形锚固孔孔底扩大装置,形成了软弱煤岩体巷道锚固孔底扩孔锚固技术。研发了高强自钻式锚杆、高强水泥基全长封孔材料、高强度无机注浆煤岩体加固材料,形成了松散煤岩体巷道钻封注一体化分次注浆锚固技术。研发了锚网握勾装置,实现了锚网无弱点连接,形成了松软煤岩体巷道围岩高预紧力无弱点连网的锚网支护技术。3.知识产权情况:项目实施过程中,取得国家授权专利10项,其中授权发明专利8项,授权实用新型专利2项,发表代表性论文8篇,其中SCI收录3篇,EI收录4篇,CSCD收录1篇。4.技术经济指标:(1)研制了Ø26mm小孔径锚固孔底倒楔形扩孔装置,扩孔段长度为120mm、最大扩孔直径Ø58mm、楔形角度为7°,锚固性能提高2倍以上,且未出现衰减现象;与棚式支护相比巷道掘进成本及维护成本降低65%以上。(2)开发了高强自钻式中空锚杆,其锚杆直径Ø25mm,极限抗拉强度为179KN,外形为右旋双螺旋凸台结构,螺旋角为32°,台高1.5mm,台宽3mm。(3)研发了高强水泥基全长封孔材料,体积膨胀系数达到3倍以上,单轴抗压强度63.4MPa,封孔锚固力120KN;与棚式支护相比巷道掘进及维护成本降低40%以上。(4)研发了高强锚网握勾装置,单人握勾2-5S/次,握勾效率提高80%以上。5.应用推广及效益情况:研究成果在新郑煤电、安福煤矿等8个矿区进行了推广应用,对于保障松软煤岩体巷道安全、降低支护成本具有显著效果。据不完全统计,近3年应用该项目研究成果的矿井累计施工巷道36.11Km,取得直接经济效益1.59亿元,经济社会效益显著,同时促进了矿井技术进步,在矿山、隧道、交通、水利等领域具有广阔的应用前景。
[成果] 1700510184 河南
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:巷道掘进是煤矿生产工作中最为重要的一个环节,但是在巷道掘进过程中,事故频发,严重影响煤炭生产及安全。因此,有必要研究巷道掘进过程中事故发生的根本原因,为实现快速安全的掘进提供科学依据和技术指导。掘进工作面是一个由人、机、环境所组成的、空间分布复杂的系统,在这一复杂的人机环境系统中,由于人在生理、心理、社会和精神等方面的特点,存在较大的可塑性和难控性,因而造成的事故愈来愈多,人因导致的伤亡事故一般占伤亡事故总数的70%-80%,因而研究掘进工作面作业环境与人因事故关系十分必要和紧迫。该项目主要针对对人因事故发生机理进行研究,分析掘进巷道中复杂环境条件下对人作业的可靠度、失效频率的综合影响,确立发生人因失误时的生理临界点表象特征及生理危险区域。研究人-环耦合及安全关系模型和数理公式,确定不同状态条件下人的行为可靠度和差错率,减少人因差错,避免伤亡事故发生。研究内容:(1)运用以人为主的人环要素相结合的系统分析法,对井下煤巷掘进工作面中人的因素、环境因素系统的分析,并就各种影响因素深入地研究,确定环境与人因失误关系模型,建立多因素环境条件与人因失误关系公式。(2)研究人因失误机理及人的行为量化关系:人-环境系统中,人不仅受环境的制约,还受到人自身知识、经验、生理等因素的影响。人作为一个极其复杂的而又相对高度完美的自适应反馈系统保证了其行为的可靠性,人所具有的功能自由度又导致了不同程度的失误。立项课题应用动作研究科学家吉尔布雷斯“人的17个基本动”作如:抓取、移动等,和动作经济原则,对井下作业人员在从事生产作用中的动作进行分解分类,确定基本动作要素,剔除危险动作,然后科学分析,建立安全可靠的操作顺序。(3)人为失误生理临界点表象特征研究:由于煤矿生产条件的特殊性,如照度、噪声、温度、湿度、风速等微气候都会引起井下作业人员的生理反映,表现为明显的生理特征:眨眼次数、脑电波、皮肤电及肌电等,通过观测生理特征,判定作业人员出现人为事故的生理临界点,构建生理指标危险区域图。(4)确定在不同环境条件下,人S-O-R行为过程的差错率,通过研究井下煤巷掘进工作面这一特定环境条件下人S-O-R行为过程,尤其是随时空变化其可靠度状态的转移量,确定其差错率。研究目标:(1)建立井下作业人员与掘进工作面环境的耦合关系;(2)量化掘进工作面环境下安全行为模式;(3)确定发生人因失误时的生理临界点表象特征;(4)确定不同环境条件下掘进工作面人的差错率。项目获得6项目发明专利,围绕着掘进工作面的环境、加固、钻进、效率等方面进行技术创新。在平煤、焦煤、郑煤等矿区或集团进行了推广应用。采用该项技术掘进效率提高50%,缩短掘进时间,采煤工作面提前出煤,累计增加销售额48700万元,增加利润12120万元。
[成果] 1700510191 河南
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:近年来,随着煤矿开采技术及采掘装备的发展,巷道或硐室断面不断加大。潞安矿区传统巷道断面主要以10-15m2为主,目前巷道断面已经达到20m2以上,一些大断面硐室达到50-70m2以上,最大硐室断面达到96m2。随着硐室断面的增大,硐室底鼓问题突出,大断面硐室底鼓控制已成为亟待解决的技术难题。王庄煤矿支架换装硐室主要用于起吊、组装、维护7.0m的大采高支架。该硐室掘进断面宽×高为9.8×10.8m,断面积96m2;硐室围岩多为泥岩、砂质泥岩等软弱围岩。由于初期支护未考虑底板控制,致使硐室底鼓量达到1000mm以上,顶板和两帮也出现了不同程度的破坏。为此,项目针对支架换装硐室底板变形控制难题,系统开展了超大断面硐室底板变形控制技术研究。主要技术内容:(1)建立了超大断面硐室围岩稳定性分析力学模型和数值计算模型,分析了硐室稳定性的影响因素和影响规律,揭示了超大断面硐室底板变形破坏机理。硐室断面增大,临界埋深减小,超大断面硐室埋深超过300m即出现严重变形破坏;硐室底鼓量、底板破坏深度与其断面积呈负指数关系,随着硐室断面增大,底板变形量及其破坏深度显著增大;顶板与两帮的破坏加剧了底板破坏,加大了底板变形控制难度。(2)提出了超大断面硐室圈层耦合底板变形控制原理及方法。顶板及两帮的分层耦合支护可有效控制顶、帮的变形破坏,并有助于减轻底鼓;增大底板控制深度、改善围岩力学性能可显著减小底鼓,通过采用“顶板及两帮分层耦合支护”与“底板锚索群注浆加固”技术,形成“顶帮底联控”的耦合圈层,可有效控制底板的变形破坏。(3)研发了超大断面硐室圈层耦合底板变形控制技术,形成了“锚杆锚索分层耦合支护、分区注浆加固、底板锚索群注浆加固”技术体系,实现了支护结构与围岩力学特性的耦合,创新了底鼓控制方法,有效控制了96m2超大断面支架换装硐室底鼓,为大采高综采工作面的顺利投产提供了保障。(4)项目研究成果在王庄煤矿96m2支架换装硐室、66m2胶带机头硐室和山西煤炭进出口集团鑫顺煤矿86m2煤仓上部卸载硐室成功开展了应用,为煤矿安全生产以及大型机械装备的应用提供了保障,取得了显著的经济效益和社会效益。项目研究成果在《煤炭学报》、《采矿与安全工程学报》等核心期刊发表论文4篇,授权专利3项,并在第12次全国软岩工程与深部灾害控制学术会议上作了学术报告。经过中国煤炭工业协会鉴定,项目成果达到国际先进水平。近年来,随着采掘设备高度机械化、大型化,井下大断面巷道和硐室越来越多,项目研究成果具有广阔应用前景。
[成果] 1700580207 江西
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:1、项目所属科学技术领域为矿山井巷工程。 2、主要发明点: 在软岩或断层破碎带的施工段首先进行断面开挖,然后架设钢支架。在架设钢支架时,该施工技术采用一个特别的工艺,就是在支架的边缘上焊接吊环并穿过此吊环打锚杆,通过吊环使锚杆与钢支架和围岩形成整体,从而形成支架与围岩共同构筑支撑圈,达到提高在软岩及破碎带采用钢支架锚网喷的整体支护效果,减少地层压力造成的支架过量变形。 该施工技术使钢支架由单向被动承载作用原理转换成钢支架与锚网喷围岩围岩形成整体的主动承压圈作用原理,从而使钢支撑与锚网喷支护机理发生变化,真正取得了支架与围岩连成整体形成支护圈共同抵御围岩来压的作用。 该施工技术在钢支架之间使用加强背板连接,克服了传统钢支护中锚杆与钢支架之间没有连接,整体性较差的技术问题,使整个联合支护结构的支撑受力形成整体效果,增强了支护结构整体性和对围岩的承载能力。 该施工技术将监控量测数据处理与信息反馈技术应用到施工中,利用监控量测指导施工,动态修正施工方法与支护参数,确保软岩及破碎带施工稳定、安全、快速、高效。 3、技术的新颖性与创造性、先进性、成熟性: 该施工技术具有创新性、新颖性和实用性,其关键技术水平和技术难度达到国内领先水平,并获得以下科技成果: (1)“矿山隧道新型支护结构的施工方法”获得国家发明专利,专利号为ZL201210569308.9,专利权人:中鼎国际工程有限责任公司。 (2)“矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法”获得国家发明专利,专利号为ZL201210568978.9,专利权人:中鼎国际工程有限责任公司。 (3)“矿山隧道新型支护结构”获得国家实用新型专利,专利号为ZL201220722556.8,专利权人:中鼎国际工程有限责任公司。 (4)“矿上隧道吊环固定式支护结构”获得国家实用新型专利,专利号为ZL201220722661.1,专利权人:中鼎国际工程有限责任公司。 (5)“吊环钢支架与锚网喷巷道联合支护施工技术”获得2013年度中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果一等奖。 (6)“吊环钢支架与锚网喷巷道联合支护施工工法”获得2013—2014年度国家级工法。 4、推广应用情况: 该项技术成功应用于江西井冈山至睦村高速公路隧道项目、黄陵一号煤矿北风井及北二进风巷掘进工程、山西东周窑煤矿主斜井等工程,取得了较好的经济效益和社会效益。 5、促进科技进步的作用: 该项技术先进,适用性强,改进了施工工艺,加快了施工速度、节约了成本,减轻了劳动强度,提高了工效,确保了工程质量和安全。
[成果] 1700440728 浙江
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:喷水阀阀体主孔采用阶梯孔结构,有效避免O型圈被切断现象,提高了密封性能;阀杆采用较小截面结构设计,减小了液压作用面积,使喷雾阀开启更平稳;阀座采用高分子聚醚醚酮材料,与钢球形成锥面软密封,同时弹簧采用高性能60Si2MnA材料,提高了产品使用寿命。产品具有密封性能好、性能稳定等特点,相关技术已获实用新型专利1项,技术处国内同类产品领先水平。
[成果] 1700580252 江西
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:项目所属科学技术领域为矿山井巷工程。 主要发明点: (1)斜井大断面过含水层疏干保水施工时根据井点疏干抽水量、工作面涌水量、地面地下水文地质条件及水资源需求和使用情况,建立了合理的地下水抽取、地面水净化、检测工艺流程,水利用及回灌系统。 (2)井点疏干采用流体力学及岩体力学理论,对斜井深井井点疏干方案及参数设计方法及流程进行了标准化的设计,并根据此方法和流程进行了斜井深井井点疏干方案及参数的计算。 (3)按照保水要求,进行了斜井井筒防渗漏支护方式设计,主要包括预支护、隔水层、防水永久支护三步防渗漏支护。预支护的目的是快速通过含水砂砾层,防止巷道垮冒,确保施工安全,为后期施工创造条件;隔水层:在过含水砂砾层巷道预支护完成后,永久支护前全断面铺设隔水板,隔水板材料为硬质化学材料;防水混凝土永久支护:采用C30砼砌碹支护,混凝土添加BR防水剂,抗渗等级S8,厚度400mm;巷道底板(反拱)钢支架下铺设碎石滤层、ppc塑料多孔导水管导水后铺隔水板,再铺底C30砼,厚度300mm~600mm,浇筑至巷道设计开挖底板。 该施工技术具有创新性、新颖性和实用性,其关键技术水平和技术难度达到国内领先水平,并获得以下科技成果: (1)"斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构的施工方法"获得国家发明专利,专利号ZL 2013 1 0317134.12; (2)“斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构”获得国家实用新型专利,专利号ZL 2013 2 0448315.3。 应用推广情况: 2008年8月28日大同煤矿集团公司同发东周窑煤业有限责任公司工程项目开工,主斜井井筒工程开始施工,2008年10月6日主斜井掘进到74.2m时,工作面墙部底板见含水层涌水面,静水位标高为1311.52m。2008年11月16日开始施工降水井,2008年11月28日在降水漏斗内进行主斜井井筒掘进施工。主斜井从2008年10月见水,到2009年3月20日安全顺利穿过含水砂砾层,成巷长度为104.2m。历时4个月,平均月成巷26m,最高月成巷36m,施工过程中工作面涌水量较小,达到了井点疏干水再利用施工斜井的目的。 促进科技进步的作用: 斜井大断面过含水层疏干保水施工工艺简单,地表施工的劳动安全条件较好,组织灵活,不污染水源,施工期间所抽的水可通过简单设施回收利用,不影响周边居民用水,不破坏水系,便于控制,便于实施对水资源的保护。井筒穿过含水层后不破坏周边水系的补给途径、流向,特别是与“注浆帷幕法”和“冻结法”等方法相比费用低廉,为今后类似穿过含水层保水施工提供了成功经验。因此,该项技术推广应用前景广阔。
[成果] 1700510515 河南
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:中国煤矿岩巷掘进普遍采取钻爆施工方法,主要生产环节包括打眼、放炮、扒装、支护、运输等。根据统计资料表明,钻爆扒装工序所占时间占掘进总时间的30%以上,掘进工作面岩石的排矸时间长成为制约掘进速度的技术瓶颈。河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿由于矿井延伸需要,需进行北翼-640m皮带暗斜井和北翼-640m轨道暗斜井掘进,为提高破岩效率和排矸效率,加快掘进速度,减少施工成本,与中国矿业大学合作开展双岩巷共用排矸系统联合布置及高效施工技术研究,通过改进爆破工艺和巷道布置方式,设计“两平行巷道+联络巷道+共用排矸皮带+排矸装置+矸石仓+矿车”掘进机械化作业线,显著提高了破岩效率和排矸效率,为相同地质条件下岩巷工作面快速掘进提供依据。1.主要技术内容:1)针对巷道岩石硬度大导致难以机械化开拓的问题,提出中深孔光面爆破技术,采用准直眼掏槽眼中间增加1-2列辅助掏槽眼,提出新型空气柱单封法周边眼、两封法掏槽眼装药结构,增加一次爆破岩石量,减少钻眼工序时间,提高破岩效率。2)针对单巷道作业工序多、人员多、投入大的问题,提出双巷道共用排矸系统布置工艺,采用“两平行巷道+共享巷道+共用排矸皮带+抛矸装置+矸石仓+矿车”的配置方法,提高了巷道掘进速度和劳动工效,为类似条件的巷道开拓提供了一种新方法。3)针对矿车装载物料的间断性,在分析矸石仓出料速度的基础上,进行矿车快速运矸系统的设计及稳定性分析,根据矿车控制要求和控制流程,研究传感器组合测量信号的方法、布置方案,构建矿车快速运矸系统,提高运矸效率。2.专利授权情况:该项目已授权发明专利2项,授权实用新型专利8项。3.技术经济指标:采用中深孔光面爆破技术和新型空气柱单封法周边眼、两封法掏槽眼装药结构后,显著提升光面爆破和抛岩效果,光面爆破眼痕率达到85%以上,单循环进尺达到2.4米;双巷道共用排矸系统的应用,大幅提高了排矸、运矸效率,突破了排矸时间长制约快速掘进的技术瓶颈,单进水平达到90米-110米/月,较传统生产工艺提高30%以上,同时单个工作面减少施工人员7人,大大减轻了工人的劳动强度,提高了工效。4.应用推广及效益情况:双岩巷共用排矸系统联合布置及高效施工技术的应用,真正实现了双巷道耙矸、装矸、运矸一体化,有力地保证了采区开拓进度和矿井的正常采掘接替。2014年以来,河南龙宇能源股份有限公司先后在陈四楼煤矿六采区、九采区、二十采区推广应用,直接经济效益达5000多万元;安阳鑫龙煤业(集团)有限公司推广应用后,产生经济效益4000多万元。河南龙宇能源股份有限公司还与中国矿业大学采取校企联合推广模式,在江苏中机矿山设备有限公司进行了产业化推广,至今共生产销售智能化排矸系统20余套,产生效益1000多万元。
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