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1700600033 北京
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2017
成果简介:项目研究成果主要应用于煤矿工作面综合机械化开采。随着中国千万吨综采成套技术和装备已进入国际先进技术水平的行列,但是供液系统技术长期以来严重滞后,存在系统匹配性差、供液不稳定、智能化水平低、关键元部件耐久性低、乳化液配比效果差、介质清洁度保障薄弱等问题,成为制约综采工作面实施自动化开采的瓶颈。该项目针对以上问题开展了技术攻关,提出了适用于智能化开采工艺的自适应供液方法,建立了一套完整的智能集成供液体系,攻克了高压泵脉动控制、智能联动、电磁卸荷、浓度在线检测、可靠性等关键技术,研制出中国首套具有自主知识产权的综采智能高效集成大流量供液系统,解决了供液质量差和无法与工作面用液需求自适应的难题,取得了如下重大创新性成果: 首创了一种以工作面用液需求为目标的压力窄幅波动大流量供液模式,创新提出了一种自适应采煤工艺的乳化液均衡输出控制方法并研制出首套智能供液控制系统,实现系统的闭环智能联动控制; 创新提出了以大偏心距重载曲轴为基础的高效率乳化液泵的设计方法,解决了乳化液泵耐久性低、可靠性不高的难题,研制出国内首套三柱塞结构的400L/min、37.5MPa乳化液泵。 发明了电液双控自动切换本安型电磁卸载阀,填补了国际空白,解决了泵站压力无法实现远程自动控制的难题,保障了供液的稳定性。 发明了一套可靠的综采工作面乳化液质量保障系统,解决了制约行业多年乳化液浓度在线检测、清洁度控制和适应不同水质条件下的乳化液稳定性难题,实现了供液系统的清洁、稳定、高效,保障了工作面采煤的连续运行。 独创了全方位多层级工作面供液安全保证体系,建立了故障诊断和应急保护快速响应机制,保障了综采智能高效集成大流量供液系统的安全运行。项目在伊泰京粤酸刺沟煤矿6上111工作面进行了工业性试验,实现了供液系统的一键启停控制,系统工作压力为36MPa,连续运行时间6个月,年过煤量1100万吨,总节能30%,用液系统相关故障率降低40%。共推广应用100余套,出口俄罗斯3套,市场占有率占到同类系统的60%以上,遍布中国宁东、陕蒙等10余个大型煤炭基地。 项目获得授权发明专利12项、实用新型专利5项,申请受理发明专利3项目,发布能源行业标准2项。项目在供液系统技术与装备方面取得重大突破,形成了中国首套具有自主知识产权的综采智能高效集成大流量供液系统。经鉴定成果总体上达到了国际领先水平,对实现中国综采自动化、信息化、智能化开采和推动煤炭科技进步具有重要作用。
1700310070 河北
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:所属科学技术领域:该项目属于矿山机电与控制领域。主要研究内容:研究固体充填自动化控制策略与方法,包括直接顶下沉量hb的影响及控制方法,充填体受推力FN与充填密实度kb之间的关系,实际推力T的判定方法,充填材料的影响及控制方法,充填工作面地质条件的影响及控制方法,充填体自由度的影响及控制方法,充填采煤时间性和空间性的研究,以适应各种复杂条件下的自动化充填。研发综合机械化充填采煤系统自动控制系统,包括顺槽主控系统、充填液压支架控制系统、矸石输送系统、液压系统、采煤机运行状态及位置参数控制系统、视频系统和数据传输系统;研发充填液压支架电液控制系统,包括电液控换向阀组、过滤系统及各种传感器;研发自动化充填采煤新工艺,包括单架自动充填、成组自动自动充填、推压密实机构与充填刮板输送机防碰撞技术;研究固体充填采煤自动控制系统应用,包括自动充填和人工充填对比以及充填效果和充填效率对比。推广应用及效益情况:该项目在邢东矿的顺利实施,在国内率先提出并实现了综合机械化充填采煤系统的自动控制技术,很大程度上提高了充填效率和充填质量,弥补了国内外空白,具有较强的实用性和操作性,具有广阔的推广应用前景。综合机械化充填采煤系统自动控制在邢东矿的成功应用,取得了很好的社会和经济效益:1)该项目实现了综合机械化充填采煤系统自动控制的目的,很大程度上提高了煤矿井下工作面充填作业效率,为实现充填工作面高产高效提供保障。2)该项目的研发,能够提高充填质量,有效地保护了地面建筑物和地表生态环境。3)基于装备自动化水平的提高,使职工劳动强度降低,作业条件改善,充填采煤安全性得到提升。4)为“三下”资源回收提供新的技术支撑,将对解放冀中能源集团20亿吨“三下”压煤和全国137.9亿吨”三下”压煤提供了一种新途径,形成新的充填采煤自动控制企业标准,推广应用前景广阔。推动科技进步的作用:该项目成功实验在矿井工作面安全产生上产生巨大的社会和经济效益,不仅提高了充填作业效率和工作面整体推进速度,同时也减轻操作工人的劳动强度,节约了用工成本。实现对充填开采设备运行远程自动化控制及状态监控检测功能,对于充填综采成套设备自动化远程控制有及其重要的应用和推广价值。
1600600956 湖北
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:中国厚大矿体采矿主要运用的方法有房柱法,壁式崩落法,分层、分段充填法等。随着生产技术的发展,综合机械化技术装备、大采高支架的应用,厚度5米以上的煤矿开采技术难题已经得到解决,但对厚度大于5米的缓倾斜磷矿层开采,由于矿石硬度、赋存条件、围岩稳定性等与煤矿差异较大,尚无成熟、可借鉴的采矿方法。为此杉树垭磷矿对此类矿体的开采进行了专门技术研究。杉树垭矿区西北部的401-2盘区矿层厚度达8m以上,矿层倾角在3-5°。近该区域顶板结构差,不允许后期地表出现塌陷,因此采用分层、分段充填法采矿。该技术采用分阶梯全层降底采矿技术主要解决分层、分段过程中二次降底难题,同时提高施工安全系数,有效保障作业人员生命财产。
1700320148 江苏
TD7 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:煤矿粉尘导致尘肺病和爆炸事故,中国煤矿每年因尘肺病死亡人数已超过各类事故死亡人数总和,煤尘爆炸是煤矿中伤亡最惨重的事故类型,因此,煤矿粉尘防治是煤矿职业健康与安全工作的重中之重。在煤矿井下,掘进工作面粉尘灾害最为严重,85%以上的尘肺病患者为掘进工人,煤尘爆炸事故也多数发生在掘进面。随着综合机械化掘进技术的迅猛发展,综掘工作面产尘量也急剧上升,防治难度进一步加大,国内外现采用的喷雾和除尘风机技术不能满足需求。因此,综掘工作面粉尘防治成为煤矿防尘降尘工作的重点与难点。该项目针对综掘工作面粉尘高效防治的重大需求,在国家自然科学基金重点项目等科技计划的支持下,经过十年的努力,研发出适应综掘作业环境的泡沫除尘技术与装备,取得如下原创性成果:发明了射流汽化吸液及低阻高效产泡方法与装置。提出以压力水射流汽化相变产生的稳定压力差吸入发泡剂的方法,实现了发泡剂低比例(0.3%-0.5%)小流量(1.5L/h-5.0L/h)的稳定添加;研制了螺旋网孔低阻强化产泡装置,发泡倍数达30-50倍,泡沫出口压力为0.1MPa-0.2MPa,既有效降低了泡沫制备成本,又保障了泡沫喷射对出口压力的需求。该发明内部无运动部件,无需外动力,装置体积小,可靠性高,本质安全,实现了综掘面抑尘泡沫的高效制备。发明了环形承压泡沫的喷射技术与装置。研制了弧扇形泡沫喷嘴及可调式安装支架,该喷嘴可形成包裹综掘机截割头抑制尘源的弧扇形泡沫,该支架能调节喷嘴安装位置和泡沫喷射方向与角度,既保证了泡沫高效抑尘,又提高了泡沫的利用率。研制了一种增加泡沫液膜强度的聚合物增强型发泡剂,提高了抑尘泡沫的承压能力、减少了泡沫在喷射中的破裂损失,还降低了发泡剂使用量。该发明解决了环形承压泡沫准确包裹截割尘源的难题,泡沫射程达到3m,抑尘效率达85%-92%,泡沫损失量少,实现了综掘面抑尘泡沫的高效利用。发明了与泡沫技术联用的控风除尘系统。该系统中的三向旋流风幕发生器采用三向分风方式形成隔断巷道全断面的控尘风幕,既消除了高速风流对泡沫喷射轨迹的影响,又提高了除尘风机的收尘率;该系统中的三级旋流除尘风机采用梯级旋流叶片降低工作阻力,提高了净化大流量含尘空气的能力,处理风量可达600m<'3>/min。该系统配合泡沫抑尘技术的综合除尘效率达94%-99%,解决了高产尘和大配风量综掘面粉尘防治的难题。该项目获国家授权专利48项(发明专利26项);出版专著2部,发表论文88篇(SCI、EI收录55篇),获中国煤炭工业协会科学技术一等奖、中国职业安全健康协会科学技术一等奖、国家安全生产科技成果一等奖各1项。项目成果经有关院士和专家鉴定,达到国际领先水平;已在93个国有重点煤矿获成功应用,实现了综掘面的清洁文明生产,社会和经济效益巨大,推动了煤炭行业安全科技进步,并在非煤矿山等行业的尘害治理中也有广阔的应用前景。
1600380122 宁夏
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:该项目针对梅花井煤矿1102206中厚煤层工作面实施的自动化系统,将采煤机控制、支架电液控制、运输机控制、三机通信控制、泵站控制及供电系统等有机结合,实现了对综合机械化采煤工作面设备的协调管理与集中控制。其中,采煤机以记忆割煤为主、液压支架以跟随采煤机自动序列动作为主、综采运输设备以集中自动化控制为主,人工远程干预为辅,实现了煤矿中厚煤层的安全、经济、高效开采。该项目的应用促进了煤矿开采技术的进步,月原煤产量由原来的28.7万吨,提高到45.6万吨,提高了综采生产效率,采煤工作面减少现场操作人员66%,降低了劳动强度。
1700350061 北京
TD7 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:目的: 透水和突水是煤矿安全生产的重要威胁之一,为保证安全生产,大量疏排地下水成为最主要的预防措施。煤矿生产在花费巨资疏排地下水的同时,破坏了地下水系统和生态环境,造成了土地荒漠化、地表塌陷等一系列生态环境问题。如何最大限度的将水资源保护在地下状态,促进煤炭行业绿色、经济、安全、高效发展成为煤炭产业发展亟待解决的问题。课题针对中国煤矿生产过程中水资源、生态环境保护和煤炭资源集约化开采与煤矿安全生产这一矛盾问题,结合中国华北地区煤矿地质条件,将多分支水平井技术创新应用于煤矿底板加固和水害治理,为保水采煤提供了新的途径和方法,填补了中国多分支水平井地面注浆堵漏技术的空白。为煤炭生产企业安全生产提供保障,解放水灾威胁的煤炭资源,保护地下水资源不受损失,同时也使工农业生产、人民生活用水以及生态环境得到保护。创新点: 非顶驱钻机多分支水平井钻井技术; 奥陶系灰岩中分支水平井钻探技术; 隐伏导水构造高效探查技术; 含水层构造充填浆液控制技术; 煤层底板区域治理的判层技术; 奥灰系底板注浆钻孔水平取芯。成果产生的价值: 该项目成果在冀中能源九龙矿完成后,先后在九龙矿其他工作面全面展开。冀中能源集团多次在实验区召开矿井防治水推广工作会和座谈会,该技术已在冀中能源下属辛安矿、梧桐庄、郭二庄矿、邢东矿进行全面展开,开工钻机近20余台,仅2015年完成产值超亿元。后续工程合同也已陆续签订,将为企业创造产值数亿元。该项目自立项以来,取得了良好的推广效果。该技术已成为国内煤矿水灾治理领域的重要技术,引领全国煤矿水防治技术发展,全面提高了中国煤矿水防治水平。技术推广前景广阔,潜在经济效益和社会效益巨大。
1700310008 河北
TD3 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:该项目属于煤矿开采与矿山岩体力学的交叉学科领域。煤炭开采是向大自然索取资源,毋庸置疑,会带来自然环境破坏问题,在村庄密集、水资源严重短缺的河北省表现得尤为突出。近年来,为破解资源开发与生态环境协调发展难题,开展了主动保护生态环境的煤矿充填开采理论研究,取得了重要科学成果并应用于工程实际,有效减轻了煤炭开采对生态环境的破坏。主要科学成果如下:揭示出煤矿充填采场覆岩变形与移动的内在规律,形成了充填开采条件下上覆岩层运移理论体系。充填开采改变了传统采煤顶板控制方法,岩层运动规律发生了根本性变化,由周期性断裂下沉转化为非断裂性弯曲下沉;首次提出充填开采连续曲形梁理论,在充填体、采场围岩共同作用下,顶板岩层经过复杂的应力调整与时空运动,形成具有较强自稳能力的连续岩梁承载结构;阐明了连续岩梁随工作面推进而动态前移并保持几何形态连续和力的传递连续的运动特征,证明了连续曲形梁对上覆岩层沉降变形的控制作用。建立了以等效弹性体为地基的充填开采覆岩变形力学模型,得出了岩层保持连续的边界条件。岩层移动变形过程与充填体密实充填率、上覆岩层及其自身岩性特征密切相关,通过研究不同充填条件下的应力路径对围岩的力学行为影响,获得了不同围压不同加载速率条件下岩石的全应力-应变曲线及岩体宏观破坏模式;根据试验研究结果,提出有效连续和完全连续的概念及相应的边界条件:岩层变形值满足容许沉降、曲率、容许抗拉强度条件时为有效连续,进而满足应变分量相容协调条件时为完全连续,为岩层变形量化控制提供了重要依据。创建了主动保护原岩结构的充填开采岩层控制方法。基于充填体与覆岩力学特性,建立起充填开采岩层控制量化关系计算模型,得出反映本构关系的理论解和用于指导工程实践的工程解,解决了充填开采岩层变形难以量化控制的难题;将理论成果应用于工程实践,建立充填效果判据,主动控制上覆岩层及关键层沉降变形量,达到保护隔(含)水层及地表移动变形的目的。科学价值、同行引用及评价:该项目在充填开采覆岩运移规律及岩层主动保护方面取得了重要创新成果,针对充填开采中的关键科学问题进行了系统研究,实现了理论和方法上的突破,解决了充填开采条件下围岩控制的基础和共性问题,研究成果具有前瞻性和创新性,也可为非煤矿山充填开采围岩控制提供了必要的理论基础;所列8篇代表性论文专著被他引120次,单篇最大他引34次;所列代表性论文和其他重要论文被SCI收录2篇、EI收录11篇;出版著作4部;获批成立国家能源充填采煤技术重点实验室,是国家能源局在充填开采技术领域设立的唯一研发平台;该项理论成果应用于工程实际,突破了矿区生态环境先破坏后治理的传统模式,实现了煤炭开采过程中对水资源和地面环境的主动保护。河北省邯邢矿区应用该成果,减少土地塌陷13500亩,减少矿区地下水资源涌出量650万m<'3>/年,取得了显著的经济社会效益。
1600420020 安徽
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:该项目研究了水位冗余检测方法、矿用高速光纤总线、隔爆兼本安分布式数字采集控制、井下光纤视频采集等关键技术及工艺,建立了采区自动化排水系统,实现采区排水的远程监控和无人值守运行。项目创新点有:系统使用矿用光纤总线技术、隔爆兼本安分布式数字采集控制技术,首次在采区实现自动化排水;采用隔爆液位变送器和导波型雷达物位计两种水位传感器,实现水位冗余检测。研究成果在淮南矿业集团潘一矿得到了成功应用,实现了采区排水的远程监控和无人值守运行,取得较好的社会和经济效益,应用前景广阔。
1700320595 北京
TD7 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:中国有各类矿山10万多座,矿产资源开发导致地面沉陷和边坡失稳等地质灾害非常严重。全国每年新增开采沉陷区30多万公顷,露天边坡随开采降深滑塌更加频繁,因采矿诱发的次生地质灾害累计12366起,直接损失166.3亿元,人员伤亡约4250人。因此开采诱发滑移灾变的识别与预警技术亟待深化研究。通过开展系列国家重大课题研究,创新成果如下:1)创建了露井复合开采边坡风险辨识及其防控体系。针对露天转地下、井工转露天与两者同期开采三种工况及井采区与边坡三种不同相对空间位置关系,首次系统揭示了各工况下边坡滑移机制及其对环境的破坏规律,建立了复合开采下边坡稳定性评价新方法。基于广义极限平衡、有限元和大系统多目标规划理论等,通过构建微小单元体系创建了加固与地震等荷载作用下边坡稳定性精细化评价方法,解决边坡稳定性评价结果非唯一解、延深开采与潜在滑体治理一体化设计问题。提高其计算结果可靠性。研发了用于岩土工程加固多个变截面锚杆的扩孔装置和自动伸缩锚台钢筋结构,建立新型锚杆加固设计与计算理论,其承载力为常规的2-5倍。2)研发了井采诱发覆岩及环境灾变的风险辨识系统。基于模型试验、工程实测及宏细观破坏理论研究,揭示了井采诱发围岩宏细观渐进破断机理和覆岩关键层的动态演化过程,获得了大采出空间覆岩应力场-裂隙场-位移场时空动态演化规律及其充填控制技术。突破了覆岩破断不能连续模拟分析的关键技术,建立了岩体不同尺度破坏力学模型与断层活化的计算理论,开发了可以实时连续模拟采矿过程的分析体系,为覆岩破坏的灾变识别提供了理论基础和分析方法。3)开发了高精度北斗(BDS)智能接收机系统。首次研制出三系统(BDS、GPS、GL0NASS)八频点信号处理与解算系统接收机,该机板卡在多模卫星导航信号接收与处理、单板定姿定态、长距离RTK、动态应用等方面突破了国外技术垄断。基于CORS系统实时精密的星历与钟差以及对流层模型,建立了具有自主知识产权集成体系的中长基线毫米级解算方法,测距比例误差由lppm降到0.5ppm。创建了BDS、GPS、GL0NASS等多星单历元变形计算体系,大幅提高监测精度。4)首次研发了圆弧合成孔径干涉雷达设备。该设备突破了方位向高分辨率与360°扫描的关键技术,采用调频连续波替代步进频体制,扫描速度和范围是国外的1.33倍;采用两步式运动补偿、永久散射体等航空军用技术,建立了二维空变自适应相位补偿计算体系,大幅减小大气影响的测量误差。研发了多基线干涉与保相成像的技术,实现了高精度三维监测及其预警。5)工程应用效果显著。研发的北斗接收机等设备已销售4.7万多套,并在240多家企业或政府部门推广应用。相关研究成果编入国家和地方标准4项;获得国家授权专利47项,其中发明专利15项;获软件著作权64项;出版专(编)著及教材10部,发表论文652篇,其中被SCI、EI收录194篇、他引3404次。获省部级科学技术奖19项,其中一等奖7项,另获国家测绘地理信息领域自主创新十大产品1项,推动了该领域的科技进步和学科发展。
1600080239 河北
TD3 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:项目所属学科技术领域、主要内容、项目特点及应用推广情况:该项目属煤矿绿色开采技术领域,针对冀中能源股份有限公司邢台矿面临的资源枯竭、“三下”压煤量大、土地塌陷、矸石山占地污染等问题,在邢台矿顶分层固体充填开采技术成熟基础上,提出了“充填体顶板下充填开采与地表沉降控制关键技术研究”课题,该项目研发成功,实现了建筑物下运用矿山固体废弃物分层全煤厚进行充填开采,提高了回收率,对进一步解放“三下”压煤,延长矿井寿命和建设绿色矿山具有重要意义。主要研究内容为:研究充填体假顶的物理、力学特性,对充填体的压实特性和流变特性分析。提出了分层充填开采情况下的顶板控制技术,成功的控制了顶板变形,达到了控制顶板移动的目的。设计了充填体顶板下充填开采工艺,提出并完善充填体顶下充填开采工艺及实施。研发了充填体顶板下充填开采适用的关键设备,包括充填体作为充填顶板的带有伸缩梁的专用充填支架、端尾支架及配套设备等。对充填体顶板下充填开采的上覆岩层的力学变化规律进行了研究。揭示了充填体顶板下二次充填过程中上覆岩层的力学变化规律;分别对顶、底分层的矿压变化规律进行了对比分析;建立岩层和地表移动观测站的实测研究,为今后“三下”压煤开采提供可靠的设计依据和技术参数。开发了充填体顶板下充填开采与地表沉降控制关键技术。项目特点:确立了将顶分层固体充填体作为下分层开采再生顶板进行充填开采的技术思路,成功实现了建筑物下运用固体废弃物分层全煤厚进行充填开采,提高了回收率,形成了一整套建下厚煤层分层充填采煤的新技术。研发了充填体作为充填顶板的带有伸缩梁的专用充填支架、端尾支架及配套设备,研发了固体充填体作为下分层开采再生顶板的充填开采工艺,提出并实施了采场范围内全封闭顶板控制技术,实现采、支、充工序的优化。揭示了分层充填开采采场围岩变化规律及矿压显现规律,揭示了分层充填开采对地表变形及建筑物的影响。充填体顶板下分层充填开采与地表沉降控制关键技术研究成功应用于建筑物下采出厚煤层煤炭资源,采空区充填压实率达95%以上,月产达到5万吨以上,地表建筑物变形控制在国家Ⅰ级破坏范围之内,安全高效解放了建下呆滞压煤。应用推广情况:该项目在邢台矿工业广场保护煤柱下进行工业性试验成功后,每年可回收煤炭资源约30万t,处理井上矸石约21.9万t,处理粉煤灰6.6万t,充填于采空区,实现了建筑物下煤炭资源的最大程度回收,延长了矿井服务年限,实现矿井绿色开采,为中国类似条件下“三下”压煤合理回收开创了一条新的技术途径,其科学与工程研究意义十分重大,具有广阔的推广前景。
1600080303 河北
TD9 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:主要技术内容:为实现大型煤炭企业井口混煤一次性高效率、低能耗、集成化分选,解决煤炭分散处理造成的环境污染和能源浪费问题,在对该公司复合式干选机进行大型化改造提升基础上,综合采用影像识别智能分选、复合式干选、无粘结煤粉热压成型等工艺技术,开发适于300mm粒级以下原煤及煤矸石的全粒级环保型干法选煤系统。该系统采用无水智能分选工艺、全封闭设计,配套除尘系统、煤粉成型装置,彻底解决了煤矿煤粉污染问题。整个装备采用自动化集中控制系统,全粒级入选,可用于排除各种煤炭中的矸石杂质,脱除高硫煤中的硫铁矿,提高原煤质量。主要技术创新:针对国内外超过80mm大粒煤无法实现机械化分选技术问题,创新运用新型双能γ射线衍射方式,对煤和矸石进行物理判别,通过设置具有传感、气动和测控的若干物料排队通道,实现了大粒煤炭的智能分选,一次净选率达到90%以上;为解决煤炭干选过程煤粉产生的二次污染问题,采用干粉热压成型工艺,利用等速反向运转的双辊对物料进行压型,实现了煤泥及粉煤在无任何粘结剂条件下压块成型,使煤粉成型率>90%,落下强度>50%;根据大型煤炭企业对原煤全粒级一次性分选装备的迫切需求,对智能分选、复合式干选和无粘接剂成型等工艺进行一体化集成,实现了井口混煤全粒级一次分选,综合处理能力达到1000t/h。技术经济指标:入料粒度范围宽,300~0mm全粒级入选;单机处理能力达500t/h;分选精度Ep>0.1,数量效率>95%;无粘结剂煤粉成型机成型率>90%,落下强度>50%;年产设备10台套,创产值3000万元,利税350万元。推广应用及效益情况:环保节能型全粒级干法选煤装备系统分别于2012年5月、2012年8月和2013年11月在内蒙古西乌旗科达褐煤提质公司、鄂尔多斯神州煤炭提质公司、平顶山天安煤业股份有限公司等企业进行工业化应用,达到了项目预期的技术指标。为扩大该项目产品的产业化推广力度,对智能分选机和无粘接剂煤粉成型机进行单独推广和应用,项目产品已累计实现销售收入8315万元,实现利税1912万元。同时,由于项目产品选煤成本低、处理效果好,为煤炭企业新增销售收入8.19亿元,利税1.9亿元。推动科技进步的作用:该课题在攻克智能分选、无粘接剂煤粉成型等技术关键基础上,通过不同技术装备的综合集成,在国内外首次实现了煤炭企业井口混煤全粒级一次分选,且选煤不用水、工艺简化、耗电量低(吨煤<4kW),避免了湿法分选、煤粉参与分选引起的水资源浪费和煤粉、煤泥造成的环境污染,环保效果好,煤炭回收率高。该项目在研制过程中取得专利5项,其中发明专利3项。发表学术论文3篇。
1600080124 河北
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:冀中能源邯郸矿业集团自2008年以来一致致力于超高水材料煤矿充填开采的应用和研究,取得了一定的效果。该项目主要解决了以下方面的关键技术:该项目是冀中能源邯郸矿业集团为进一步提高超高水材料充填开采技术的适应性、使充填工作面增产提效、更大规模的有效开发村庄下煤炭资源,在下属亨健公司和陶一煤矿后续推广应用过程中,根据厚煤层开采条件,在应用袋式充填开采工艺技术条件下取得的又一创新成果。项目以超高水材料大采高长壁充填开采工作面围岩活动特征和地表沉降控制为基本出发点和最终落脚点,通过系统掌握超高水材料充填固结体工程力学特性,重点围绕地面大流量充填工艺系统及其自动化、高产高效开采装备及工艺参数、工作面矿压显现规律、充填固结体整体稳定性控制、充填率保障技术、地表沉降规律及控制方法等内容展开研究。取得的主要创新成果有:1)首次成功研究应用了缓倾斜厚煤层长壁综合机械化与超高水材料采空区袋式充填一体化开采技术。有效解决了长壁充填开采设计、“采煤-充填”液压支架选型、充填体整体稳定性控制、大采高长壁充填工艺、“充填体-覆岩-地表”三位一体变形实时监测等技术难题,揭示了井下充填开采参数与顶板破裂动态及地表沉降之间的相关规律,形成了一套超高水材料大采高长壁袋式充填开采技术体系及覆岩变形实时监测监控系统。2)创建了超高水材料长壁袋式充填工作面“采煤-充填”整体力学模型,揭示了“煤壁-支架-充填体”的协调变形与载荷分布规律,确定出工作面充填率、推进速度、充填体初期强度、支架工作阻力等关键影响参数,为充填体稳定性、支架轻型化及采场围岩控制等设计提供了理论依据。3)形成了充填固结体整体稳定性控制技术与方法。首次研究了长壁采空区充填固结体不同胶结形态(纯浆型、胶结混合型、界面混合型)的工程力学特性及不同采深、不同尺度条件下充填固结体的时变特性和尺寸效应,为充填体稳定性控制设计提供了依据;成功开发了基于采空区埋管、顶板离层区钻孔、支架后尾梁厚度减小等“三位一体”的充填率保障技术与补注充填工艺系统,为实现覆岩沉降有效控制提供了重要技术支撑。4)首次将岩层破裂产生的震动场探测与覆岩应力场及地表沉降观测相结合,实现了实时联合监测。系统分析了超高水材料大采高长壁袋式充填开采顶底板破裂特征、采场矿压显现、充填体承载特性及其稳定性;揭示了“井下开采与充填参数”与“顶板破裂动态与地表沉陷规律”的多参量相关关系,实现了“一张图”多参量对比及覆岩沉降预测功能。该项目研究成果在冀中能源邯郸矿业集团亨健公司、陶一煤矿等得到了成功应用,已安全开采村庄下、铁路下煤炭资源110余万吨,创造利润7700余万元,项目研发的超高水材料充填开采技术能够有效控制地表下沉,避免了传统开采技术带来的地面塌陷、水资源破坏等问题,社会效益和环境效益显著。研究成果通过了煤炭工业协会组织的技术鉴定,鉴定专家认为该成果达到国际领先水平。
1600070118 安徽
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:《复杂地下环境在用采矿方法平稳转换技术研究》项目,主要研究在用采矿方法平稳过渡到另一种采矿方法的关键技术,以保证采矿方法转化过程中采准与切割工程的有机衔接,稳定产能,提高效益,保证安全。项目以优化和睦山铁矿采矿方法为中心内容,通过现场调查分析、岩石力学试验、矿山三维模型建立、采矿方法优化选择等研究手段,成功将分段空场嗣后充填法转换为上向进路充填法,并针对采矿方法转换过程中的产能、效率、安全保障等具体问题,采取了切实可行并富有创新的技术措施,实现了矿山在用采矿方法的无缝平稳转换,开发的系列采矿方法无缝平稳转换技术对其他矿山具有较高的示范作用。项目在如下几个方面取得创新性成果:发明了预控顶上向进路充填采矿法(专利申请号:201310125403.4,已通过授权审核),将上向进路充填法“自下而上单分层回采”变为“自上而下双层回采”,采用预切顶方式,使进路高度翻倍,减少了不稳固顶板的支护工程量和支护成本(下分层无需支护),改善了下分层回采崩矿条件,减少了充填次数,提高了上向进路充填法效率和生产能力,实现了进路充填采矿法的技术升级和创新;发明了“一种全粒级尾砂充填料制备生产设备及其制备工艺”(专利号:201310041017.7),解决了细粒全尾砂普通水泥胶凝效果差,全尾砂浓缩、沉降速度慢等技术难题,实现了细粒全尾砂稳定、均衡、可靠充填;研发了多分层同步上向进路充填开采技术,为采矿方法产能平稳转换提供了保障;提出了采场最大允许暴露面积确定方法;开发了包括采切工程布置、回采工艺和回采顺序、安全保障措施、产能保障途径在内的,在用中深孔采矿方法向浅孔采矿方法的平稳转换系列技术方案。该项研究解决了和睦山铁矿在用采矿方法回收率低、安全性差的技术难题,合计增加销售收入15.59亿元,利润2.61亿元,每年节约支护费用3327.8万元,经济效益显著。研究成果不仅在姑山矿业公司所属矿山全面应用,而且已推广应用到衡阳远景钨业有限责任公司、湖南水口山有色金属有限责任公司等国内其他矿山,取得了良好的社会效益。该成果被以宋振骐院士为主任的专家委员会评议为国际领先水平。
1600070134 安徽
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:主要技术内容:隧道穿越采空区施工技术针对隧道多次穿越煤矿及金属矿采空区巷道情况,通过采取地质雷达和TSP超前地质预报对不良地质进行超前预报,并针对采空区与隧道不同相互位置制定了不同的技术处理方案,具体包括:隧道开挖断面两侧及底面采空区采取混凝土回灌密实的方案;隧道下方采空区采取钻孔灌砂密实,然后再灌水泥砂浆加固的方案,同时为了弥补后期沉降的影响,对该区段还采取了加高断面的处理;针对上方贯穿地面的采空区,施工方案主要采取管棚+超前小导管注浆加固,并配以环形开挖预留核心的开挖方案。隧道穿越煤层施工技术针对隧道多次穿越结构破碎、含瓦斯煤层情况,通过现场监测和现场试验相结合的方法,采取了实时瓦斯监测、铺设通风管道以及严格管理保证了穿越瓦斯的安全;通过采取管棚+小导管注浆加固的超前预支护方案,保证了隧道开挖施工的安全。隧道采空区变截面施工技术为了弥补下方采空区在车辆长期动荷载作用产生的可能沉降,在隧道穿越下方采空区时采取了扩大隧道断面的方案,这给隧道开挖施工以及二衬施工带来了一定困难。采取挑高来完成小断面向大断面的过渡,采取封闭掌子面开孔的方案完成大断面向小断面的过渡,采取可自动升降的模板台车来施工隧道的二衬混凝土。授权专利情况:授权专利无,但有1项发明专利已进入实审。技术经济指标:技术指标:城市Ⅰ级主干路,净宽:14.50m,净高:5.0m,设计速度60km/h,通风卫生标准:CO设计浓度δ:150ppm,烟雾设计浓度K:0.0065m<'-1>。经济指标:隧道长度1657m,总造价1.2亿元。应用推广及效益情况:已推广应用情况;已成功应用于铜陵市五松公路隧道等项目,取得良好的经济效益和社会效益。推广前景该科技成果由以下特点:采用地质雷达、TSP超前地质预报的方法对前方地层进行预判,超前钻孔进行确认,探明隧道前方不良地质及有害气体情况;隧道穿越范围内的采空区主要采取混凝土填充密实的处理方案;隧道下方一定距离内的采空区,采取钻孔灌砂充填密实,然后再注浆加固的处理方案,同时伴以加高隧道断面的方案来弥补后期可能沉降所诱发的不均匀沉降;采取实时瓦斯监测,并辅以大功率的排放设备和严格现场机械设备管理,来保证穿越煤层段的施工安全。考虑到煤层结构破碎,强度较低,通过采取管棚+小导管注浆加固或小导管超前预注浆加固,保证了隧道施工安全。隧道采空区变截面二衬施工采用可以自由升降的模板台车来施工,不仅保证了施工质量,也提高了施工效率。以上科技成果的特点已成功应用于铜陵市五松公路隧道等项目,取得良好的经济效益和社会效益,有较好的推广应用前景。
1600020633 黑龙江
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:技术性能指标:工人在下巷内打长钻孔、装药、放炮,落煤经空场底板自滑至空场底部,通过溜煤眼放到该区段运输入风巷(下区段回风平巷)内运出。工艺简单,增产潜力巨大。可使回采工效提高2~5倍以上,直接成本降低60%以上,单产提高50%以上。一个工作面每年节省成本180万元/面以上,因增产使利润增加每年每面千万元以上。技术的创造性与先进性:该成果实现了回采工作面无人无作业,工作面没有打钻、装药、爆破、溜煤、支护、回撤等工序,工作面没有坑木、单体支柱、铰接顶梁、柔性掩护支架、综采液压支架、金属网等材料和设备消耗,杜绝了急倾斜回采工作面内的顶板事故和物体滑落造成伤亡的事故,实现了高效、安全、低劳动强度、低碳化开采。技术的成熟程度,适用范围:技术中度成熟。适用于煤层顶底板比较稳定,能允许悬露一定的面积而不跨落的急倾斜煤层。
1600020671 黑龙江
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:技术性能指标;煤层群设一组集中大巷,多煤层用反斜巷联合布置,不设采区上山,没有区段集中平巷。技术的创造性与先进性;该成果使矿井无采区上山、区段石门,出矸量少;万吨掘进率低;巷道维护费省;没有采区上山煤柱、区段石门煤柱和找煤石门煤柱,采出率高;尤其是近倾向断层发育时,过断层次数少,工作面推进距离长,产量大,搬家次数少,节省搬家费;无上山,有利于预防煤层自然发火。技术的成熟程度,适用范围;技术基本成熟。适用于12°~25°的煤层群。应用情况及存在的问题。应用前景良好。对煤炭行业的可持续发展将产生深远的影响。
1600020316 黑龙江
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:技术性能指标:该开采方式不同于把露天开采境界内的全部岩土和矿物全部运上来然后回填的整坑开采方式;也不同于在露天开采境界内分几个区(坑)开采,后续采区运上来的岩土再回填入先期采区的坑内的分区开采方式;而是边开采边内排,各个台阶剥离下来的岩、土,不必向上运至地面再排弃,而是通过坑内的平盘运输道路和坑线,运至相近标高或相同标高的内排土场的排土台阶排至坑内。技术的创造性与先进性:该成果在国内外首次提出了单坑平移跟踪内排开采方式,是一种全新的、先进的开采方式,符合国家和行业现行的规程和规范,适用条件广泛,它在矿坑的移动性、工作帮和排土帮的位置关系及发展动态、顶(或底)帮的坑线布置、独特的内排理论和实现技巧、煤炭上运设备等方面对以往的开采方式进行了改进,具有内排时间早、复土时间早、外排量少、内排量大、内排运距短、岩土的上运高度小、占地少、买地费少、环保效果好、煤的上运成本低等显著的优点,符合节能、高效、环保的发展方向,将使企业的经济效益有显著的实质性的提高。技术的成熟程度,适用范围:技术成熟。适用于开采境界为条形的露天矿。应用情况及存在的问题:经济效益和社会效益显著。应用前景良好。
1600010426 陕西
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:该项目为企业自筹经费的科研项目,属于采矿工程“三下一上”特殊采煤技术中的充填采煤技术领域,主要应用于煤矿企业,旨在解决减少地下开采造成的地表沉陷及其对地表建筑、水体等的破坏问题。该项目针对陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿充填减沉开采技术的具体问题,采用理论分析、实验室试验和现场工程试验相结合的研究方法,主要研究了以下五个方面的内容:充填开采控制地表沉陷理论研究。采用数值模拟和相似材料模拟方法,研究榆阳煤矿似膏体充填开采覆岩移动和地表移动变形规律,并与相同条件下垮落法开采相对比,建立似膏体充填开采地表沉陷计算公式。风积砂似膏体充填材料研发。通过材料来源调查与理化分析、粉煤灰活性激发、材料配比优化、膨胀剂选择、充填材料自流性能、充填材料力学性能、充填体支撑体系承载与抗变形破坏性能、充填材料环保性能等一系列实验,研发得到流动性好、强度适宜、结石率高、可实现倍线为15条件下自流输送的新型似膏体充填材料。风积砂似膏体充填系统研究。根据充填材料的特性及充填能力的要求,研发建立了包括原料存储、风积砂筛分、充填料浆配制、输送管路等双系统并联布置及自动化控制系统,两套系统最大充填能力达500m<'3>/h,采用连续循环制浆工艺,料浆自流输送,系统运行稳定性好、能耗小、运行成本低。充填液压支架、采空区柔模密闭技术、沿空留巷及充填采煤工艺研究。通过支护强度、支护阻力等参数的计算分析,为井下似膏体材料充填工作面提供一套科学兼顾工作面支护和充填施工的专用液压支架;并研发液压支架与柔模结合构筑充填密闭空间的新技术,形成快速、低成本的充填空间构筑方式;研究并实施了工作面沿空留巷,实现将沿空留巷施工巷旁充填带工序与采空区充填工序合二为一;根据工作面条件,研究设计合理的充填采煤工艺。似膏体充填采煤技术工业性试验。通过对以上4项研究成果的集成,在榆阳煤矿2307工作面开釆实践中进行检验和完善,包括充填试验区域巷道布置设计、充填系统和工作面生产系统建立与调试、安全措施制定、工人培训等,并进行井下工作面充填效果的监测与检验,同时进行了井下矿压和地表移动变形的观测工作,形成一套完备的风积砂似膏体机械化充填采煤技术。充填开采工作面生产能力达到60万t/a以上,并且在近水平煤层条件下实现了高充填率。该项目针对新的地质条件和开采工艺方法,丰富和完善了充填开采技术,并使中国充填开采技术处于国际领先地位。其研究成果已在陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿进行了工程应用,获得了巨大的社会、环境和经济效益,榆阳煤矿是陕北地区进行风积砂似膏体材料综采充填工业试验和生产的矿井,对西北地区乃至全国矿区的煤炭资源开采和环境治理有着极强的示范和带动作用。
1600120064 山东
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:该项目属于矿山特殊开采技术研发与应用技术领域。该项目形成了完整的窄条带遗留煤柱膏体充填开采关键技术体系。其主要创新技术内容包括:首次分析了膏体充填开采遗留煤柱覆岩活化规律。通过对130采区遗留煤柱的二次回收,分析了膏体充填采动对遗留煤柱覆岩移动变形和应力动态演特征及其效应,揭示了膏体充填回收条带煤柱的覆岩“活化”机理,确定了活化系数。研制了新型膏体充填外加剂-贝福剂。根据许厂煤矿膏体充填材料组成及价格构成特征,研制了一种具有早强、速凝廉价的新型充填外加剂-贝福剂,并结合优化破碎工艺,取消了粉煤灰材料,使充填材料费有115元/t降到了65元/t。小倍线安全管输控制等关键技术。针对充填倍线过小(小于1)的问题,通过增加管路长度和改变管径等方法,解决充填倍线过小容易引起的堵管、破管等问题,保证膏体充填系统的稳定性。研发了膏体充填液压支架。研制了ZC5600/20/38GT型膏体充填液压支架,该支架主要创新点是把尾梁和隔离板结合一起,具有充填防漏功能,配以辅助措施,解决充填区的隔离效率低问题,同时起到管理顶板、隔离围岩、保护充填空间的作用。实践表明,上述技术体系具有系统操控性强、可靠性好、充填体密实度高、强度大、控制效果好等显著优点,解决了地表沉陷和矸石外排等难题,可用于“三下”压煤和保安煤柱开采。主要完成技术经济指标:膏体充填开采单面生产能力45万t/a;研发的膏体充填液压支架最大采高3.8 m,满足膏体充填面采煤与充填隔离安全及技术要求;膏体充填吨煤增加充填成本65元/t;充填前顶板下沉量控制为85 mm左右,采空区膏体充实率平均达到95.3%;膏体充填开采后,地表最大下沉值为160 mm,地表下沉系数为0.046,地表村庄建筑物受损坏等级控制在I级范围内。该项目的开发成功,解决了许厂煤矿“三下”压煤和永久煤柱开采的技术难题,截止2015年2月底,充填膏体29.33万m<'3>,回收煤炭资源46.08万t,消耗矸石42.46万t。同时许厂煤矿1335面膏体充填工业性试验开采后,地表最大下沉值为160 mm,按照充填面实际开采高度3.5m计算,地表下沉系数为0.046。经反演充填开采下沉系数为0.07,达到设计要求,保证了地面建筑物在条带开采遗留煤柱回收过程中安全和不受损害,取得了较好的充填率和地表沉陷控制水平。该项目成果具有通用性与可移植性,已在山东能源淄矿集团、峰峰集团、焦煤集团,鹤煤集团、沈阳焦煤股份有限公司、乌海市天裕工贸有限公司等矿井进行了应用。该技术的开发成功和推广应用,对提高煤炭采出率、推动“三下”压煤安全开采和保护生态环境具有重要意义,对促进中国煤炭绿色开采技术进步、社会和谐及环境建设具有重要的推动作用,社会、环境效益巨大。该项目在研究过程中,已取得发明专利4项,实用新型专利10项,相关内容发表论文5篇。
1500520567 北京
TD9 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2015
成果简介:目前煤矿开采造成年增沉陷地面积约2.7-4.2万公顷,年增煤矸石约3亿吨,总占地达7万公顷,传统的土地复垦治理率尚不到20%。习总书记在去年6月13日的讲话中明确提出,煤炭开采产生了直接的生态损伤,必须给予高度重视。矿区塌陷地和矸石山复垦成为矿区生态文明建设的重要内容。中国超过70%的煤炭产自西部地区,而西部水资源仅占全国的3.9%,与东部煤矿区不同,西部煤矿区年蒸发量为降雨量的6-10倍,加上高强度大规模的开采,对地表土壤结构与肥力破坏性更强,开采裂缝对植物根系拉伤更加严重,生态修复难度更大。在国家科技支撑、863计划和国家自然科学基金支持下,通过15年的研究与探索,发现了土壤中存在一类常见菌根真菌微生物,具有增强被损根系养分与水分吸收范围和运输速度、提高自我伤愈能力等作用功能。因此,该项目首次利用菌根等微生物自身优势,进行矿区土地复垦研究与实践应用(简称微生物修复),从根本上提高西部煤矿区土地复垦的植物水分利用效率、修复受损根系功能、促进土壤养分和水分吸收运输、改良土壤结构、改善煤矸石理化性质,为西部煤矿区土地复垦探索出了一条高效可行的新途径,形成了4项关键技术,填补了国内外空白。主要创新点如下:(1)揭示了西部干早煤矿区微生物修复作用机理。研究建立了丛枝菌根真菌的离体双重培养体系,首次揭示了菌根共生体在提高根系自我伤愈修复效率、增加有机酸分泌量活化养分、促进养分和水分的吸收与运输等方面的作用机理,为提高西部煤矿区土地复垦效率和质量提供了理论依据。(2)构建了西部干旱煤矿区废弃地微生物修复关键技术体系。针对西部缺水煤矿区植物根系损伤严重、植被重建需水量大、土地复垦难的特点,通过对菌根真菌、解磷菌、脱硫菌等微生物最佳作用条件及其协同配比的研究,形成了煤矿区废弃地复垦中提高植被成活、修复根系、增加水分利用、促进养分吸收、改良土壤结构等微生物修复技术体系。(3)创建了西部煤矿区抗旱微生物菌剂生产与质量控制方法。制约丛枝菌根土地复垦应用的瓶颈是该菌剂的规模化生产技术,针对西部典型干旱气候特性,创建了抗旱菌剂的工业化生产方法。结合西部矿区土地复垦对菌剂质量的规模化需求,发明了对该菌剂质量控制的快速监测方法,保证了菌剂生产质量。(4)建立了西部煤矿区废弃地大规模微生物修复应用与评价技术。微生物修复技术首次在西部干旱煤矿区规模化推广,具有生态长效性,可持续促进植被生长与土壤改良,增强了植物的抗病性。建立的微生物复垦信息管理平台与评价反馈技术,可全面实时地为微生物复垦效应提供重要的决策服务。成果在陕、蒙、宁、新25个煤矿区累计复垦8.94万亩,经济效益19.88亿,安置就业6190人次。出版专著3部,获发明专利6项、软件著作权2项,获省部级一等奖1项,发表相关论文80篇(SCI和EI 30篇),被CNKI引用1069次。
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