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山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目項(xiàng)目1:雙長綜放面強(qiáng)采動(dòng)影響巷道梯度破壞及全空間協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容針對(duì)雙長(走向推進(jìn)距離和工作面傾斜長度)綜放工作面強(qiáng)采動(dòng)誘發(fā)的巷道變形大、控制困難、支護(hù)和返修成本高,嚴(yán)重影響了雙長工作面的安全、高產(chǎn)、高效開采等問題,本項(xiàng)目以山西潞安化工集團(tuán)有限公司王莊煤礦和山西華陽新材料科技集團(tuán)有限公司新元煤礦為工程背景,采用巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論建模分析、數(shù)值模擬分析、工程實(shí)踐應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析等綜合方法,系統(tǒng)研究了雙長綜放工作面強(qiáng)采動(dòng)影響下巷道梯度破壞機(jī)理,發(fā)明了錨桿-錨索-錨注和組合支架的主被動(dòng)等強(qiáng)支護(hù)理論及方法,并提出了雙長綜放工作面強(qiáng)采動(dòng)影響巷道全空間協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)研究了回采巷道(煤巷)、大巷(巖巷)和高抽巷(半煤巖巷)圍巖在雙長綜放支承壓力作用下的力學(xué)響應(yīng),獲得了雙長綜放采動(dòng)作用下圍巖波速和聲發(fā)射數(shù)量及能量演變特征,建立了強(qiáng)采動(dòng)煤巖組合體差能失穩(wěn)力學(xué)模型,揭示了煤巖界面巷道發(fā)生煤巖非協(xié)同變形和環(huán)向擴(kuò)容激增致災(zāi)機(jī)理;(2)基于雙長綜放強(qiáng)采動(dòng)作用巷道圍巖應(yīng)力梯度和裂隙空間分布規(guī)律,建立了巷道圍巖梯度破壞模型,揭示了梯度應(yīng)力是導(dǎo)致深部巷道圍巖非連續(xù)破壞的主控機(jī)制;(3)發(fā)明了巷道“應(yīng)力、巖性和構(gòu)造”三因素調(diào)控技術(shù),降低圍巖應(yīng)力梯度;研發(fā)了新型納米基注漿材料,對(duì)巷道圍巖多尺度孔(裂)隙梯度注漿改性;提出了深層應(yīng)力調(diào)控、淺層巖性改性和表層結(jié)構(gòu)支護(hù)的全空間協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù);(4)研發(fā)了高強(qiáng)鋼管混凝土支架,并發(fā)明了鋼管混凝土支架自移式安裝系統(tǒng);提出的全空間協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)在潞安王莊煤礦91-105雙長綜放小煤柱回采巷道和陽泉新元煤礦強(qiáng)采動(dòng)影響巷道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),有效控制了巷道大變形。3、推廣應(yīng)用情況本項(xiàng)目為潞安王莊煤礦和陽泉新元煤礦雙長綜放強(qiáng)采動(dòng)巷道圍巖控制提供了新方法,改善了生產(chǎn)安全環(huán)境,保證礦井安全高效可持續(xù)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。研究成果可推廣到全國相似地質(zhì)條件下的煤礦,具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄專著:左建平,曹光明,孫運(yùn)江,王金濤,陳巖.采礦圍巖破壞力學(xué)與全空間協(xié)同控制控制實(shí)踐[M].科學(xué)出版社,2016.授權(quán)發(fā)明專利:左建平,劉海雁,劉德軍,文金浩,雷博,張琪,吳凱俊.一種應(yīng)力-巖性-構(gòu)造三因素時(shí)空耦合調(diào)控支護(hù)方法[P].北京市:CN112065404B,2021-08-17.授權(quán)發(fā)明專利:左建平,于鑫,王軍,史月,謝浩,郭賀,張鳳銀.深井軟巖巷道圍巖承壓環(huán)穩(wěn)定性控制方法[P].北京市:CN105673037B,2018-02-27.授權(quán)發(fā)明專利:左建平,文金浩,胡順銀.一種煤礦矩形巷道頂板等強(qiáng)梁支護(hù)方法[P].北京:CN108071405A,2018-05-25.授權(quán)發(fā)明專利:劉德軍,左建平,劉海雁,李猛,李英杰,雷博,張?zhí)昧?一種深部軟巖圓形巷道支護(hù)方法[P].北京市:CN110145329B,2020-08-11.授權(quán)發(fā)明專利:劉德軍,左建平,劉海雁,李猛,李英杰,雷博,張?zhí)昧?一種深部軟巖圓形巷道支護(hù)方法[P].北京市:CN110145329B,2020-08-11.授權(quán)發(fā)明專利:劉德軍,左建平,李猛,劉海雁,李英杰,張?zhí)昧?一種裝配式讓壓鋼管混凝土支架及制作方法[P].北京市:CN108361051B,2020-04-14.授權(quán)發(fā)明專利:劉德軍,左建平,張?zhí)昧?一種基于“鋼格柵-鋼管混凝土”的軟巖巷道支護(hù)方法[P].北京市:CN107956491B,2020-05-12.授權(quán)發(fā)明專利:劉德軍,左建平,張?zhí)昧?一種基于“鋼格柵-鋼管混凝土”的軟巖巷道支護(hù)方法[P].北京市:CN107956491B,2020-05-12.授權(quán)發(fā)明專利:王軍,謝浩,左建平,顧薛青,徐亮,宋建新,王正澤,王波.一種基于型鋼的預(yù)制裝配式復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝工藝[P].山東?。篊N107893665B,2019-07-05.授權(quán)發(fā)明專利:王軍,王正澤,陳冰慧,何曉升,左建平.一種巷道交岔點(diǎn)用鋼管混凝土組合支架[P].山東?。篊N106593486B,2018-07-17.論文:左建平,魏旭,王軍,劉德軍.深部巷道圍巖梯度破壞機(jī)理及模型研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2018,47(3):478-485.論文:左建平,文金浩,胡順銀,趙善坤.深部煤礦巷道等強(qiáng)梁支護(hù)理論模型及模擬研究[J].煤炭學(xué)報(bào),2018,43:1-11;論文:左建平,孫運(yùn)江,文金浩,吳根水,于美魯.深部巷道全空間協(xié)同控制技術(shù)及應(yīng)用[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,61(8):853-862.論文:Jian-pingZuo,Jin-haoWen,Yong-dongLi,Yun-jiangSun,Jin-taoWang,Yun-qianJiangandLeiLiu.Investigationontheinteractionmechanismandfailurebehaviorbetweenboltandrock-likemass.TunnellingandUndergroundSpaceTechnology.2019,93:103070:1-14論文:Jian-pingZuo,Zi-jieHong,Zu-qiangXiong,ChengWang,Hong-qiangSong.InfluenceofdifferentW/Contheperformancesandhydrationprogressofdualliquidhighwaterbackfillingmaterial.ConstructionandBuildingMaterials,2018,190:910-917論文:JianpingZuo,XuWei,YueShi,ChangLiu,MengLi,RobinaH.C.Wong.Experimentalstudyoftheultrasonicandmechanicalpropertiesofanaturallyfracturedlimestone.InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2020,125,104162論文:JianpingZuo,HaiyanLiu,DejunLiu,JunWang,TangliangZhang,FeiXu.Studyonlargedeformationmechanismandconcrete-filledsteeltubularsupporttechnologyforventilationshaftroadway[J].BulletinofEngineeringGeologyandtheEnvironment,2021,80:6245-6262; 論文:LiuDejun,ZuoJianping,WangJun,LiPan,DuanKang,GuoSong.Bendingfailuremechanismandstrengtheningofconcrete-filledsteeltubularsupport[J].EngineeringStructure,2019,198,109449:1-20;論文:LiuDejun,ZuoJianping,WangJun,ZhangTangliang,LiuHaiyan.Largedeformationmechanismandconcrete-filledsteeltubularsupportcontroltechnologyofsoftrockroadway-Acasestudy[J].EngineeringFailureAnalysis,2020,116.?三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1左建平中國礦業(yè)大學(xué)(北京)項(xiàng)目整體負(fù)責(zé),建立了深部雙長綜放強(qiáng)擾動(dòng)巷道圍巖梯度破壞模型,揭示了梯度應(yīng)力是導(dǎo)致巷道圍巖非連續(xù)地質(zhì)體破壞行為的主控機(jī)制;發(fā)明了巷道圍巖“應(yīng)力、巖性和構(gòu)造”三因素調(diào)控技術(shù);研發(fā)出新型納米基注漿材料;提出了高地應(yīng)力巷道深層應(yīng)力調(diào)控、淺層巖性改性和表層結(jié)構(gòu)支護(hù)的分級(jí)支護(hù)控制技術(shù)。2楊計(jì)先山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦組織實(shí)施了山西潞安王莊煤礦91-105雙長綜放巷道分級(jí)支護(hù)技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。3楊曉成山西華陽集團(tuán)新能股份有限公司組織實(shí)施了陽泉新元煤礦深部軟巖巷道對(duì)分級(jí)支護(hù)控制技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。4解鵬雁山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦組織實(shí)施了山西潞安王莊煤礦91-105雙長綜放巷道分級(jí)支護(hù)技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。5劉德軍中國礦業(yè)大學(xué)(北京)提出了深層應(yīng)力調(diào)控、淺層巖性改性和表層結(jié)構(gòu)支護(hù)的分級(jí)支護(hù)控制成套關(guān)鍵技術(shù)。6朱建明華北科技學(xué)院建立了深部雙長綜放強(qiáng)擾動(dòng)巷道圍巖梯度破壞模型,揭示了梯度應(yīng)力是導(dǎo)致巷道圍巖非連續(xù)地質(zhì)體破壞行為的主控機(jī)制。7靳蘇平山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦組織實(shí)施了山西潞安王莊煤礦91-105雙長綜放巷道分級(jí)支護(hù)技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。8王軍山東建筑大學(xué)創(chuàng)新了高強(qiáng)鋼管混凝土支架,并發(fā)明了鋼管混凝土支架自移式安裝系統(tǒng)。9吳培林山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦組織實(shí)施了山西潞安王莊煤礦91-105雙長綜放巷道分級(jí)支護(hù)技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。10楊勇山西華陽集團(tuán)新能股份有限公司組織實(shí)施了陽泉新元煤礦深部軟巖巷道對(duì)分級(jí)支護(hù)控制技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)。四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目2:超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容隨著煤礦開采強(qiáng)度以及機(jī)械化水平的提高,煤礦開采設(shè)備大型化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯,大型設(shè)備需要拆解運(yùn)輸并在井下重新組裝,煤礦井下超大斷面硐室的需求日益增加。相比于淺部較小斷面硐室群,超大斷面硐室群的開挖與維護(hù)變得更加困難,硐室群的布置方式對(duì)其圍巖穩(wěn)定有著重要的影響。相鄰硐室引起的應(yīng)力集中相互疊加,往往是造成圍巖破壞失穩(wěn)的主要因素。本項(xiàng)目針對(duì)王莊礦井下瓦斯泵站超大斷面全煤硐室群圍巖控制問題,采取了理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等綜合手段,開展了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)建立了超大斷面全煤硐室群圍巖穩(wěn)定性分級(jí)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),提出了全煤硐室群圍巖穩(wěn)定性綜合指標(biāo),建立了硐室群圍巖連鎖失穩(wěn)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,推導(dǎo)出硐室群發(fā)生連鎖失穩(wěn)的理論判據(jù)。(2)明確了斷面尺寸、側(cè)壓系數(shù)等因素對(duì)硐室變形的影響規(guī)律,揭示了超大斷面全煤硐室群變形破壞特征及失穩(wěn)機(jī)理,分析了大變形錨索破斷損傷效應(yīng),開發(fā)了超大斷面硐室群大變形的錨索讓壓裝置,創(chuàng)新了超大斷面全煤巷硐群圍巖變形分級(jí)控制理論,形成了超大斷面全煤硐室群“長-短-注-讓”支護(hù)理論體系。(3)提出了超大斷面全煤硐室群“長-短-注”分層加固圈支護(hù)技術(shù),研發(fā)了高滲透注漿材料,采用“低壓淺孔注漿+高預(yù)緊力高強(qiáng)錨桿”、“高壓深孔注漿錨索+高預(yù)緊力錨索”、“底板錨索群注漿加固一次支護(hù)技術(shù)”和錨索讓壓裝置形成了分層加固圈耦合支護(hù)結(jié)構(gòu),保證了超大斷面全煤硐室群的支護(hù)效果;提出了“表面噴漿+淺孔注漿+高強(qiáng)錨桿二次預(yù)緊+局部補(bǔ)強(qiáng)錨索”修復(fù)加固方式,保障了全煤硐室群臨近大巷的長期穩(wěn)定。3、推廣應(yīng)用情況本項(xiàng)目技術(shù)成果已在山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦得到了成功應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益;同時(shí),本項(xiàng)目已成為山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司系統(tǒng)內(nèi)的重點(diǎn)示范工程,相關(guān)技術(shù)成果在潞安集團(tuán)作為工藝設(shè)計(jì)的重要參照,對(duì)全國類似條件礦井具有重要的指導(dǎo)意義,推廣前景廣闊。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄序號(hào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱國家(地區(qū))專利號(hào)/登記號(hào)1實(shí)用新型專利一種煤礦錨桿錨索擴(kuò)孔增強(qiáng)刀具裝置中國ZL202121517946.72實(shí)用新型專利一種用于煤礦井下掘進(jìn)中錨桿作業(yè)的廢水循環(huán)利用裝置中國ZL202122264916.63實(shí)用新型專利一種露天礦邊坡修復(fù)裝置中國ZL202221941433.34實(shí)用新型專利一種露天煤礦邊坡防滑坡裝置中國ZL202121703877.95實(shí)用新型專利一種煤礦井下用支護(hù)錨桿中國ZL202220784276.36實(shí)用新型專利一種新型井下錨索用緩沖裝置中國ZL202120198555.77實(shí)用新型專利一種煤礦頂板錨索快速拆卸工裝中國ZL202122258861.88實(shí)用新型專利一種U型棚架煤礦巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)中國ZL202122282402.3三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1王文河南理工大學(xué)1.提出了全煤硐室群圍巖穩(wěn)定性綜合指標(biāo),建立了硐室群圍巖連鎖失穩(wěn)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,推導(dǎo)了硐室群發(fā)生連鎖失穩(wěn)的理論判據(jù)。2.開發(fā)了超大斷面硐室群大變形的錨索讓壓裝置,創(chuàng)新了超大斷面全煤巷硐群圍巖變形分級(jí)控制理論;3.提出了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的方案;4.研發(fā)了高滲透性注漿材料;5.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);2楊計(jì)先山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦1.推廣了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù);2.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的方案審核論證;3.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);4.組織實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);3解鵬雁山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦1.推廣了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù);2.組織實(shí)施了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)方案的審核論證;3.組織實(shí)施了臨近大巷加固修復(fù)技術(shù)方案的審核論證;4.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);5.組織實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);4李寧洛陽理工學(xué)院1.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的方案制定和優(yōu)化等工作;2.參與建立了硐室群圍巖連鎖失穩(wěn)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,推導(dǎo)了硐室群發(fā)生連鎖失穩(wěn)的理論判據(jù),揭示了超大斷面全煤硐室群變形破壞特征及失穩(wěn)機(jī)理;3.參與了超大斷面全煤硐室群“長-短-注”分層加固圈支護(hù)技術(shù)和“表面噴漿+淺孔注漿+高強(qiáng)錨桿二次預(yù)緊+局部補(bǔ)強(qiáng)錨索”加固修復(fù)技術(shù)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì);4.參與研發(fā)了高滲透性注漿材料;5.參與實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);5靳蘇平山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦1.推廣了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù);2.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的方案審核論證;3.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);4.組織實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);6吳培林山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦1.參與研發(fā)了超大斷面全煤硐室群大變形的錨索讓壓裝置;2.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的方案審核論證;3.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);4.組織實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);7王志留中原工學(xué)院1.參與開展超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì);2.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理模擬研究,揭示了超大斷面全煤硐室群變形破壞特征及失穩(wěn)機(jī)理;3.參與優(yōu)化了超大斷面全煤硐室群“長-短-注-讓”支護(hù)理論體系,提出了臨近大巷修復(fù)加固方案設(shè)計(jì)方案;4.參與研發(fā)了高滲透性注漿材料;5.參與實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);8任寶恒山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦1.參與設(shè)計(jì)了超大斷面全煤硐室群“長-短-注”分層加固圈支護(hù)技術(shù);2.參與設(shè)計(jì)了“表面噴漿+淺孔注漿+高強(qiáng)錨桿二次預(yù)緊+局部補(bǔ)強(qiáng)錨索”修復(fù)加固設(shè)計(jì)方案;3.參與了超大斷面全煤硐室群圍巖控制機(jī)理及分級(jí)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施效果評(píng)價(jià);4.組織實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn);四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目3:低滲松軟煤層瓦斯抽采交叉串孔的影響機(jī)制及技術(shù)方案優(yōu)化研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容項(xiàng)目在分析瓦斯抽采抽交叉串孔的影響因素基礎(chǔ)上,通過采用自主設(shè)計(jì)開發(fā)的瓦斯抽采交叉串孔模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析發(fā)現(xiàn)了抽采鉆孔相互影響的四種路徑和方式,給出了串孔和被串孔之間的相互影響方式和影響程度與被串孔的漏氣率密切相關(guān)的判斷。分析總結(jié)了瓦斯抽采鉆孔的串孔和被串孔之間的相互影響主要由淺部串通孔控制的相互影響機(jī)制,并根據(jù)抽采孔套管末端負(fù)壓損失率,得出了判斷鉆孔漏氣位置的三個(gè)閾值,制定了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案。形成了從煤層瓦斯抽采交叉串孔排查工法、到交叉串孔影響機(jī)制實(shí)驗(yàn)分析、再到“二次梯次注漿封堵”優(yōu)化技術(shù)方案的提出與實(shí)施的一套防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)體系。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)設(shè)計(jì)開發(fā)出了瓦斯抽采交叉串孔模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析發(fā)現(xiàn)了抽采鉆孔相互影響的四種路徑和方式,給出了串孔和被串孔之間的相互影響方式和影響程度與被串孔的漏氣率密切相關(guān)的判斷;(2)分析總結(jié)了瓦斯抽采鉆孔的串孔和被串孔之間的相互影響主要由淺部串通孔控制的相互影響機(jī)制,并根據(jù)抽采孔套管末端負(fù)壓損失率,得出了判斷鉆孔漏氣位置的三個(gè)閾值,給出了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案;(3)形成了從煤層瓦斯抽采交叉串孔排查工法,到交叉串孔影響機(jī)制實(shí)驗(yàn)分析,再到“二次注漿封堵”優(yōu)化技術(shù)方案的提出與實(shí)施的一套防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)體系,通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得了顯著技術(shù)成效。3、推廣應(yīng)用情況本項(xiàng)目研究成果已在余吾煤業(yè)全礦及潞安化工集團(tuán)所屬礦井推廣應(yīng)用,取得了良好的煤層瓦斯抽采效果。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄發(fā)明專利:李紅濤;朱權(quán)潔;單耀;陳鵬;許海濤;師皓宇.一種提高瓦斯壓力測(cè)定成功率的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)方法:CN201910860374.3[P].發(fā)明專利:陳鵬;劉永杰;李紅濤;陳學(xué)習(xí);楊濤;謝宏;褚廷湘.煤層瓦斯參數(shù)隨鉆測(cè)試方法及裝置:CN201811567326.7[P].實(shí)用新型專利:黃勇;霍靈軍;張永斌;周建偉;任海濤;裴露輝;翟磊;蘇陳磊;李紅濤.一種基于水壓致裂的瓦斯抽采裝置:CN201921610413.6[P].實(shí)用新型專利:黃勇;霍靈軍;張永斌;葉川;楊曉國;徐寧;李云;張興潤;李紅濤.一種氣囊封口式深抽淺護(hù)瓦斯抽采裝置:CN201921577711.X[P].實(shí)用新型專利:王志堅(jiān);張永斌;楊曉國;葉川;周建偉;徐寧;馮屯生;郝小剛;郝軍;楊鍵;李江龍.一種采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全裝置:CN201921164122.9[P].實(shí)用新型專利:王志堅(jiān);張永斌;楊曉國;葉川;周建偉;徐寧;馮屯生;郝小剛;郝軍;楊鍵;李江龍.一種礦井瓦斯安全監(jiān)控裝置:CN201921164124.8[P].實(shí)用新型專利:張永斌;葉川;楊曉國;周建偉;李云;裴露輝;徐寧;王贊;任海濤;汪明志;蘇陳磊;李紅濤.一種煤礦瓦斯抽采鉆孔封孔結(jié)構(gòu):CN201921577790.4[P].實(shí)用新型專利:郝軍;劉強(qiáng);馮屯生;李明發(fā);王曉??;程振慧;谷曉東;韓斌;郝晶;郝小剛;李紅濤.一種煤礦瓦斯抽采鉆孔壓風(fēng)密封裝置:CN201921578083.7[P].三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1張興潤山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)設(shè)計(jì)了瓦斯抽采交叉串孔模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);給出了串孔和被串孔之間的相互影響方式和影響程度與被串孔的漏氣率密切相關(guān)的判斷思路。(2)給出了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案。2李紅濤華北科技學(xué)院(1)開發(fā)制作了瓦斯抽采交叉串孔模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);分析發(fā)現(xiàn)了抽采鉆孔相互影響的四種路徑和方式;(2)分析總結(jié)了瓦斯抽采鉆孔的串孔和被串孔之間的相互影響主要由淺部串通孔控制的相互影響機(jī)制,并根據(jù)抽采孔套管末端負(fù)壓損失率,得出了判斷鉆孔漏氣位置的三個(gè)閾值3王志堅(jiān)山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)給出了抽采鉆孔相互影響分析思路;(2)給出了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案;(3)提出了煤層瓦斯抽采交叉串孔排查思路與方案。4楊曉國山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)給出了分析抽采鉆孔相互影響的路徑和方式的分析思路;(2)給出了抽采孔套管末端負(fù)壓損失率的統(tǒng)計(jì)分析思路;(3)提供了煤層瓦斯抽采交叉串孔排查思路。5郝軍山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)給出了分析抽采鉆孔相互影響的的分析思路;(2)提供了煤層瓦斯抽采交叉串孔排查方式。6張婉琴山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)抽采鉆孔相互影響分析;(2)參與了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案;(3)參與了煤層瓦斯抽采交叉串孔排查思路與方案的提出。7周靖山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)抽采鉆孔相互影響的分析;(2)參與了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案;(3)參與了煤層瓦斯抽采交叉串孔排查思路與方案的提出。8于洋山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司(1)參與了依據(jù)漏氣位置采取增加套管長度和“二次注漿封堵”防治抽采交叉串孔不利影響的技術(shù)方案;四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。項(xiàng)目4:潞安礦區(qū)深部巷道圍巖水力壓裂卸壓強(qiáng)礦壓防控技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容本項(xiàng)目針對(duì)潞安礦區(qū)深部強(qiáng)礦壓巷道圍巖維護(hù)問題,以潞安化工集團(tuán)余吾煤業(yè)受強(qiáng)烈采動(dòng)影響的回采巷道為研究對(duì)象,進(jìn)行了水力壓裂卸壓防控技術(shù)研究與應(yīng)用。余吾煤業(yè)普遍開采深度500m左右,已經(jīng)進(jìn)入了深部開采范疇,局部動(dòng)力現(xiàn)象突出。本項(xiàng)目采用了水力壓裂切頂卸壓技術(shù),提前對(duì)巷道及工作面頂板進(jìn)行預(yù)裂,實(shí)現(xiàn)了工作面回采過程中頂板及時(shí)垮落,減小了采空區(qū)頂板懸頂長度,降低了巷道超前和側(cè)向壓力,有效控制了圍巖變形。項(xiàng)目掌握了頂板水力壓裂卸壓機(jī)理,開發(fā)了水力壓裂切頂工藝,研制了水力壓裂切頂設(shè)備,形成了水力壓裂切頂成套技術(shù)與裝備,為動(dòng)壓巷道卸壓提供了新的手段,提升了以余吾煤業(yè)為代表的潞安礦區(qū)深部巷道維護(hù)效果和技術(shù)水平。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)研究了余吾煤業(yè)3#煤層工作面采動(dòng)對(duì)周邊掘進(jìn)巷道應(yīng)力場(chǎng)的影響,揭示了采空區(qū)側(cè)向支承壓力分布規(guī)律,并分析了支承壓力對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。(2)提出了通過高壓水介質(zhì)人為地在頂板硬巖中制造裂縫、來主動(dòng)切斷采空區(qū)頂板懸臂結(jié)構(gòu)的研究思路,獲得了水力壓裂切頂控制機(jī)理,并配套了相應(yīng)的水力壓裂設(shè)備及工藝,形成了針對(duì)深部強(qiáng)礦壓巷道的水力壓裂成套技術(shù)與裝備。(3)研制了水力壓裂關(guān)鍵設(shè)備,主要包括流量80L/min、壓力62MPa三缸柱塞式高壓注水泵和小孔徑跨式膨脹型強(qiáng)力封孔器等,保證了水力裂縫能以較高的壓力在頂板圍巖中擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)了裂縫擴(kuò)展半徑20m,達(dá)到了有效壓裂工作面堅(jiān)硬頂板、改善巷道應(yīng)力環(huán)境的效果。3、推廣應(yīng)用情況項(xiàng)目研究成果已在潞安余吾煤業(yè)N2103回風(fēng)順槽等進(jìn)行了井下工業(yè)性試驗(yàn)研究,并在余吾煤業(yè)其他類似巷道進(jìn)行了推廣應(yīng)用,成功解決了深部動(dòng)壓巷道圍巖控制難題。項(xiàng)目采用水壓預(yù)裂的方式對(duì)巷道頂板進(jìn)行了預(yù)先卸壓處理,通過高壓水在切縫端部產(chǎn)生的集中拉應(yīng)力破巖,并使裂隙在頂板巖層中擴(kuò)展,破壞局部圍巖的完整性,降低局部圍巖強(qiáng)度,形成一個(gè)弱面,削弱了巷道周圍的高應(yīng)力或?qū)⒏邞?yīng)力轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離巷道的煤巖體,緩解了超前和殘余支承壓力對(duì)留巷巷道穩(wěn)定性的影響,達(dá)到了巷道卸壓、緩解片幫和底鼓的目的,成功解決了1490m巷道頂板卸壓難題,取得了顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄1、本項(xiàng)目共獲得授權(quán)專利4項(xiàng),詳見表1:表1項(xiàng)目授權(quán)專利匯總表序號(hào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱專利號(hào)權(quán)利人授權(quán)情況1實(shí)用新型專利一種測(cè)量卸壓孔塌孔狀態(tài)及深度的裝置ZL202222844400.3山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司已授權(quán)2實(shí)用新型專利一種礦井用頂板離層儀ZL202223147953.X山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司已授權(quán)3實(shí)用新型專利一種頂板離層儀設(shè)備ZL202223512648.6山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司已授權(quán)4實(shí)用新型專利一種井下遠(yuǎn)距離排水裝置ZL202320131399.1山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司已授權(quán)2、本項(xiàng)目共發(fā)表文章10篇,其中EI收錄1篇,核心期刊3篇,詳見表2:表2項(xiàng)目發(fā)表文章匯總表序號(hào)期刊類別文章名稱檢索號(hào)發(fā)表情況收錄情況1煤炭學(xué)報(bào)強(qiáng)烈動(dòng)壓巷道水力壓裂切頂卸壓壓裂時(shí)機(jī)研究2021,46(S1):140-148已發(fā)表EI2煤礦安全水力壓裂卸壓技術(shù)在雙U工作面留巷圍巖控制中的應(yīng)用2021,52(05):112-11已發(fā)表核心3礦業(yè)安全與環(huán)保高壓水射流鉆割一體化防沖機(jī)理分析及其數(shù)值模擬研究2021,48(01):17-22已發(fā)表核心4中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)高壓水射流卸壓防治復(fù)合動(dòng)力災(zāi)害機(jī)理及應(yīng)用2020,16(02):18-23已發(fā)表核心5煤堅(jiān)硬頂板切頂巷道變形特征及其控制方法研究2023,32(01):14-18已發(fā)表6煤巷道表面位移觀測(cè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用2021,30(05):55-56+79已發(fā)表7煤炭科技穿層鉆孔布孔對(duì)水力沖孔卸壓范圍影響研究2022,43(02):10-14已發(fā)表8山西焦煤科技采煤工作面水力切頂卸壓護(hù)巷技術(shù)應(yīng)用2022,46(08):10-12+21已發(fā)表9能源與節(jié)能堅(jiān)硬頂板弱化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用2021(04):170-171已發(fā)表10能源技術(shù)與管理孤島綜放工作面上覆巖層壓力變化規(guī)律分析2020,45(06):74-76已發(fā)表三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1張興潤山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人、全面負(fù)責(zé)總體方案制定與策劃2方樹林天地科技股份有限公司、中煤科工開采研究院有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的研究與試驗(yàn)3孫淼山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目研究方案的組織與實(shí)施4吳建星天地科技股份有限公司、中煤科工開采研究院有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目理論研究與方案設(shè)計(jì)5王志堅(jiān)山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施方案的審查與批準(zhǔn)6楊曉國山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目壓裂技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)7何杰天地科技股份有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目礦壓監(jiān)測(cè)方案計(jì)與分析8徐寧山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工組織與管理四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為2023年山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目5:綜放采場(chǎng)堅(jiān)硬頂板定向水力壓裂成套技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容:本研究屬于礦業(yè)工程領(lǐng)域的技術(shù)。項(xiàng)目針對(duì)常村煤礦采區(qū)集中巷等保護(hù)煤柱較大的問題,以常村煤礦2106、2107綜放面為工程背景,通過實(shí)地調(diào)研,收集資料,了解正常情況下常村礦綜放面末采停采線留設(shè)位置,掌握當(dāng)常村礦受村莊壓煤影響時(shí),停采線留設(shè)位置及保護(hù)煤柱的大小范圍,綜合分析常村礦損失煤炭資源量。通過理論分析,計(jì)算常村煤礦2106綜放面末采頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律和超前支承壓力峰值位置與影響范圍,同時(shí)揭示常村礦2107綜放面開采后頂板結(jié)構(gòu)“三帶”的形成機(jī)制,并計(jì)算“三帶”高度最值,總結(jié)“三帶”導(dǎo)致地表出現(xiàn)下沉等變形特征,采用鉆孔窺視技術(shù)對(duì)2107綜放工作面頂板巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè),實(shí)測(cè)分析“三帶”各區(qū)域范圍。理論分析2106綜放面停采線煤柱合理寬度范圍,結(jié)合常村礦實(shí)際條件,考慮采區(qū)大巷的穩(wěn)定和煤炭資源回采率,通過數(shù)值模擬方法,綜合得出留設(shè)停采線煤柱最佳寬度。分析水力壓裂切頂力學(xué)機(jī)理,掌握水力壓裂切頂裂縫擴(kuò)展機(jī)制,通過數(shù)值模擬方法,分析基于切頂卸壓的村莊保護(hù)煤柱合理寬度,提出2107綜放面水力壓裂切頂控制村莊保護(hù)煤柱技術(shù)?;趯?duì)分析水壓切頂斷裂位置,確定水力壓裂切頂合理位置,綜合確定2106綜放面水力壓裂切頂方案,制定相關(guān)施工工序及技術(shù)措施,在2106綜放面停采線進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn),并作切頂效果監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。綜合分析2107綜放面村莊保護(hù)煤柱水力壓裂切頂位置,組織2107綜放面村莊保護(hù)煤柱水力壓裂切頂施工方案,確定水利壓裂鉆孔布置參數(shù)和施工工程量,制定相關(guān)施工工序及技術(shù)措施,在2107綜放面村莊保護(hù)煤柱進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn),觀測(cè)并評(píng)價(jià)保護(hù)煤柱壓裂效果及地表下沉量。采用水力壓裂切頂技術(shù)后,提高了煤炭回收率,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益減小了采區(qū)準(zhǔn)備巷道的返修和維護(hù)成本,顯著改善了工人的勞動(dòng)條件和作業(yè)環(huán)境;多回收煤炭資源的同時(shí),保護(hù)了地表村莊建筑物的穩(wěn)定性,節(jié)省了村莊搬遷的費(fèi)用,對(duì)居民的生活沒有造成影響,產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)針對(duì)綜放采場(chǎng)堅(jiān)硬頂板引起的集中巷變形現(xiàn)象,建立了超前支承應(yīng)力傳遞的力學(xué)模型,研究了綜放采場(chǎng)支承應(yīng)力峰值和傳遞范圍與堅(jiān)硬頂板結(jié)構(gòu)的函數(shù)關(guān)系,揭示了綜放采場(chǎng)堅(jiān)硬頂板末采期大范圍高峰值支承應(yīng)力的形成的力學(xué)機(jī)制。(2)在對(duì)綜放面頂板巖層結(jié)構(gòu)探測(cè)的基礎(chǔ)上,建立了全柱狀移動(dòng)的力學(xué)模型,揭示了水力壓裂切頂對(duì)巖層移動(dòng)特征的影響作用機(jī)制。(3)提出了基于水力壓裂切頂?shù)木C放面末采停采線煤柱及村莊保護(hù)煤柱留設(shè)寬度的方法。3、推廣應(yīng)用情況本技術(shù)已在常村煤礦2106、2107綜放面進(jìn)行了成功應(yīng)用,實(shí)施效果良好。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄發(fā)明專利:李沖;李洪濤;籍志強(qiáng);董飛;王育豐;左飛;閆晉峰,一種基于水壓致裂的高效瓦斯抽采裝置;CN114263449B發(fā)明專利:李洪濤;李沖;董飛;高巖亮;朱延霞;李小瑜;馬小利,一種煤礦井下末采頂板水力壓裂切頂卸壓的方法;CN102140924B實(shí)用新型專利:董飛;王育豐;李小瑜;朱延霞;任大為;高偉;王銳;喬云崗,一種水壓致裂地應(yīng)力測(cè)試裝置的保護(hù)結(jié)構(gòu);CN217001815U實(shí)用新型專利:李沖;宋虎森;許志軍;倪亞軍;康志鵬;黃彥軍;李金華;翟黨帥;魏鵬;王振寧,一種新型可彎大錨桿裝置;CN214035721U實(shí)用新型專利:李沖;臺(tái)連海;許志軍;胡寅;韓軍;何思鋒;樂宇航;柴世廣;秦勇;董飛;陳憲偉;左飛;戴瀟杰;馬小利,一種礦用減震舒適猴車;CN216636461U實(shí)用新型專利:李沖;陳憲偉;張學(xué)鋒;王虎偉;尹鳳貴;李銘;陳璐;王雄波;魏凱強(qiáng),一種礦用脫鞋器;CN216628173U實(shí)用新型專利:李沖;董飛;白璐;張學(xué)鋒;李銘;雷鳴;王雄波;陳璐;劉超,一種用于煤礦井下的錨索組件;CN216642156USCI論文:ChongLi,BanghuaYao,QingqingMa,NumericalSimulationStudyofVariable-MassPermeationoftheBrokenRockMassunderDifferentCementationDegreesSCI論文:ChongLi,andZhijunXu,NumericalModelingandInvestigationofFault-InducedWaterInrushHazardunderDifferentMiningAdvancingDirectionsSCI論文:ChongLi,SifengHe.WentaoHou,DanMa,ExperimentalstudyonexpansionandcrackingpropertiesofstaticcrackingagentsindifferentassemblystatesSCI論文:ChongLi,sifengHe,ZhijunXu,ExperimentalInvestigationonLong-TermStrengthandAcousticEmissionCharacteristicsofCoalPillarunderInclinedCompressionLoadingSCI論文:YueCao,LiangChen,JinhaiXu,ChongLi,andweiZhang,UnifiedAnalyticalSolutionsofCircularTunnelExcavatedinanElastic-Brittle-PlasticRockMassconsideringBlast-InducedDamageandDeadWeightLoadingSCI論文:DingLiu,HaiPuD,shiruGuo,ZihengSha,andChongLi,NumericalInvestigationsontheEffectofFractureLengthDistributionontheRepresentativeElementaryVolumeof3DDiscreteFractureNetworksEI論文:李沖,臺(tái)連海,基于能量釋放特征的強(qiáng)動(dòng)壓巷道高強(qiáng)柔性支護(hù)機(jī)理研究三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1史沁彬山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦課題負(fù)責(zé)人,參與了項(xiàng)目總體研究方案以及課題研究方法和技術(shù)路線的制定,并組織相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),在項(xiàng)目論證、項(xiàng)目實(shí)施方案制定、項(xiàng)目實(shí)施與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等方面起主導(dǎo)作用。對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第2項(xiàng)和第3項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與了綜放采場(chǎng)堅(jiān)硬頂板定向水力壓裂成套技術(shù)體系的制定和水力壓裂工藝優(yōu)化。2李沖中國礦業(yè)大學(xué)作為該項(xiàng)目的主要完成人,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第1項(xiàng)、第2項(xiàng)以及第3項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。結(jié)合常村煤礦2106與2107綜放面工程背景,分析了工作面末采期間的頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律和超前支承壓力峰值位置以及影響范圍,揭示了頂板結(jié)構(gòu)“三帶”形成機(jī)制,完成了巖層結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)探測(cè),確定了停采線最佳寬度,分析了水力壓裂切頂力學(xué)機(jī)理,根據(jù)數(shù)值模擬研究,綜合確定村莊保護(hù)煤柱寬度以及停采煤柱寬度,優(yōu)化了水力壓裂切頂施工工藝。3郜富平山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第3項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與水力壓裂施工工藝優(yōu)化,負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度、工程實(shí)施方案的制定以及組織落實(shí)等工作。4吳文達(dá)太原理工大學(xué)作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第2項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與了水力壓裂力學(xué)機(jī)理分析以及方案制定。5范紅斌山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第3項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與巷道水力壓裂施工工藝優(yōu)化,負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),確保工程施工質(zhì)量。6許志軍中國礦業(yè)大學(xué)作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第1項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),完成了頂板巖層結(jié)構(gòu)窺視以及現(xiàn)場(chǎng)資料分析,參與了水力壓裂切頂數(shù)值模擬分析。7籍志強(qiáng)山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第3項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與停采線位置以及村莊保護(hù)煤柱位置的理論分析,對(duì)水力壓裂實(shí)施及應(yīng)用等方面有重要貢獻(xiàn)。8臺(tái)連海中國礦業(yè)大學(xué)作為項(xiàng)目的完成人之一,對(duì)本項(xiàng)目中主要科技創(chuàng)新中的第2項(xiàng)科技創(chuàng)新做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn),參與了末采期間覆巖結(jié)構(gòu)特征以及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的理論分析,參與了水力壓裂切頂施工方案的設(shè)計(jì)。四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目6:托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶承載結(jié)構(gòu)再造及控制技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容項(xiàng)目屬于煤礦開采領(lǐng)域的科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目為潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公立項(xiàng)科研課題,獲得了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目支持,初步入選中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)2023年煤炭行業(yè)標(biāo)桿案例。針對(duì)常村煤礦揭露的斷層構(gòu)造帶多,托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶難以安全快速掘進(jìn)的技術(shù)難題,開展基于托頂煤巷道高效掘進(jìn)模式研究。圍繞“托頂煤巷道過構(gòu)造帶承載結(jié)構(gòu)再造”的核心理念,摸索、試驗(yàn)采用超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合控制等關(guān)鍵技術(shù)。采用理論分析過構(gòu)造帶中巷道圍巖大變形機(jī)理,揭示了圍巖變形破壞的關(guān)鍵因素;通過理論分析了托頂煤巷道頂板變形機(jī)理,揭示了頂板下沉量與巷道跨度、頂煤強(qiáng)度的關(guān)系;通過含節(jié)理(即含弱面)動(dòng)靜態(tài)剪切試驗(yàn)研究和數(shù)值試驗(yàn),得到了過構(gòu)造帶巷道沿弱面發(fā)生塑性剪切滑移破斷規(guī)律;揭示了托頂煤超前導(dǎo)管在不同注漿參數(shù)下注漿擴(kuò)散半徑的變化規(guī)律;研發(fā)了新型注漿材料、注漿裝置及支護(hù)結(jié)構(gòu);提出了托頂煤巷道超前導(dǎo)管預(yù)注漿承載結(jié)構(gòu)再造幫頂聯(lián)合控制技術(shù);研究成果在常村等煤礦成功應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)通過理論分析了托頂煤巷道頂板變形機(jī)理,揭示了頂板下沉量與巷道跨度、頂煤強(qiáng)度的關(guān)系;明確了側(cè)壓系數(shù)、埋深、支護(hù)強(qiáng)度以及煤體強(qiáng)度是影響托頂煤巷道幫部變形的主要因素,通過理論分析確定了巷幫的最大變形位置。(2)揭示了托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶巷道圍巖大變形機(jī)理。理論分析得到了巷道在構(gòu)造帶區(qū)域大斷面效應(yīng)顯著,構(gòu)造應(yīng)力機(jī)制(IIA)、重力機(jī)制(IIB)和隨機(jī)節(jié)理型機(jī)制(IIIE)的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制作用是過構(gòu)造帶圍巖大變形的主要原因;明確了托頂煤巷道過構(gòu)造帶托頂煤巷道圍巖變形破壞的關(guān)鍵因素。(3)進(jìn)行了含節(jié)理(弱面)動(dòng)靜態(tài)剪切試驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)研究,得到了過構(gòu)造帶(即含弱面)巷道頂板離層、沿弱面發(fā)生塑性剪切滑移破斷規(guī)律,揭示了含弱面巖體斷裂機(jī)制。(4)探明了不同巷道埋深、側(cè)壓系數(shù)、頂煤厚度與頂煤強(qiáng)度對(duì)托頂煤巷道穩(wěn)定性的影響規(guī)律,揭示了頂煤超前導(dǎo)管在不同注漿參數(shù)下注漿擴(kuò)散半徑的變化規(guī)律;提出了托頂煤巷道超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合控制技術(shù)。(5)研發(fā)了新型注漿材料,該材料具有凝結(jié)快、強(qiáng)度高、粘結(jié)性強(qiáng)的特性,提高了材料的力學(xué)性能、耐久性及可注性,并應(yīng)用于實(shí)踐。(6)研發(fā)了新型注漿裝置,實(shí)現(xiàn)注漿料的篩分剔除、高效注漿、防堵塞注漿等功能,并應(yīng)用于實(shí)踐。(7)研發(fā)了適用于托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶松軟煤層巷道斷面的新型支護(hù)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了對(duì)巖層的支撐作用,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。3、推廣應(yīng)用情況采用承載結(jié)構(gòu)再造及超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合控制技術(shù),圍巖變形得到了有效控制,提高了安全高效生產(chǎn)水平。提出的新型注漿材料、注漿材料篩分剔除、高效注漿、防堵塞注漿裝置、松軟煤層支護(hù)新型結(jié)構(gòu)等產(chǎn)品,大幅降低常村煤礦托頂煤巷道過構(gòu)造帶維護(hù)費(fèi)用、人工費(fèi)等,經(jīng)濟(jì)效益顯著。研究成果和工藝技術(shù)對(duì)潞安礦區(qū)其他礦井具有示范意義,并在潞安礦區(qū)五陽煤礦、余吾煤業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用推廣,取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。該成果為國內(nèi)外托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶的施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒意義,其推廣前景廣闊。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄專利目錄發(fā)明專利: 陳曉祥,鄭鈞予,張亞偉,王成,一種礦用無機(jī)速凝雙液注漿加固材料:CN202210485648.7[P].發(fā)明專利:陳曉祥,鄭鈞予,王兵建,王成,一種破碎圍巖巷道速凝雙液注漿加固材料及制備方法:CN202210465250.7[P].發(fā)明專利:陳曉祥,鄭鈞予,王兵建,王成,一種無機(jī)復(fù)合型礦用注漿加固材料:CN202210475341.9[P].發(fā)明專利:陳曉祥,鄭鈞予,王兵建,王成,一種高強(qiáng)超細(xì)深孔注漿加固材料及制備方法:CN202210485653.8[P].發(fā)明專利:陳曉祥,韓文宇,張林豪,王鳴偉,任俊龍,李一可,一種煤礦巷道掘進(jìn)的支護(hù)結(jié)構(gòu):CN202210350518.2[P].發(fā)明專利:陳曉祥,韓文宇,張林豪,李一可,任俊龍,王鳴偉,一種松軟煤層巷道斷面的支護(hù)結(jié)構(gòu):CN202210524519.4 [P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種巷道注漿料的篩分剔除裝置:CN202021367938.4[P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種巷道圍巖加固的高效注漿裝置:CN202021366410.5[P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種巷道注漿的防堵塞注漿裝置:CN202021367945.4[P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種巷道兩幫防片幫支護(hù)裝置:CN202021351093.X[P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種用于巷道表面加固的快速噴漿裝置:CN202021366411.X[P].實(shí)用新型專利:陳曉祥,鄭鈞予,王逸良,一種工作面煤層巷道掘進(jìn)的臨時(shí)支護(hù)裝置:CN202021339956.1[P].軟件著作權(quán) :山西中科賽德能源科技有限公司,錨桿錨索受力測(cè)試計(jì)算系統(tǒng):2020SR0693355軟件著作權(quán) :山西中科賽德能源科技有限公司,煤礦巷道頂板壓力計(jì)算系統(tǒng):2020SR0692961軟件著作權(quán) :河南理工大學(xué),高應(yīng)變率下煤巖受載損傷斷裂的耗能預(yù)測(cè)軟件:2022SR0120494軟件著作權(quán) :河南理工大學(xué),基于自穩(wěn)時(shí)變結(jié)構(gòu)的礦震動(dòng)力源分析軟件:2022SR0120139論文目錄ShuangGong.Investigationofdynamicfracturebehaviorandenergydissipationofwater-bearingcoalunderimpactload[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,2021,15:834-845.龔爽,趙毅鑫,王震,等.層理對(duì)煤巖動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展分形特征的影響[J].煤炭學(xué)報(bào),2021,46(08):2574-2582.ShunchuanWu,WeiSun,XueliangXu.StudyonmodeIfracturetoughnessofrocksusingflat-jointmodelandmomenttensor[J].TheoreticalandAppliedFractureMechanics,2022,120:103403.龔爽,趙毅鑫,周磊,等.沖擊荷載作用下含雙孔洞裂紋石灰?guī)r動(dòng)態(tài)斷裂行為研究[J/OL].煤炭學(xué)報(bào),2022:1-19.陳憲偉,石媛.常村煤礦復(fù)雜圍巖條件下軟巖穿層巷道圍巖控制技術(shù)研究[J].煤炭與化工,2023,46(02):9-13.喬爍.深部高應(yīng)力軟巖巷道圍巖控制技術(shù)研究[J].煤,2023,32(04):105-108.喬爍.深井厚煤層巷道掘進(jìn)支護(hù)工藝優(yōu)化[J].煤,2023,32(03):96-98+108.曹雁鴻.小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)在掘進(jìn)工作面的研究應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2021,39(08):70-72.苗海周.正斷層對(duì)頂板變形規(guī)律及沖擊地壓的影響分析[J].煤炭技術(shù),2021,40(05):25-27.WeiSun,ShunchuanWu,WenbingGuo.Studyonthesemi-circularbendmethodforcharacterizingthemixedmodeI/IIfracturetoughnessofsandstone:Amicro-perspective[J].TheoreticalandAppliedFractureMechanics,2023,127:10464.三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1丁永紅山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦(1)負(fù)責(zé)總體研究方案制定與實(shí)施工作,負(fù)責(zé)研究報(bào)告審定;(2)參與了項(xiàng)目的數(shù)值模擬研究工作,負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)值模擬模型的建立和審核工作;(3)提出超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案,組織2701工作面皮帶順槽的圍巖支護(hù)方案論證,并成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐;(4)負(fù)責(zé)項(xiàng)目主體技術(shù)在礦區(qū)的推廣應(yīng)用工作。2孫偉河南理工大學(xué)(1)從理論上分析托頂煤巷道過構(gòu)造帶圍巖大變形控制機(jī)理;(2)采用數(shù)值分析系統(tǒng)研究托頂煤巷道圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì);(3)制定超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案;(4)研發(fā)了多種新型注漿材料,研發(fā)了新型支護(hù)結(jié)構(gòu);(5)撰寫相關(guān)論文和專利,以第一作者發(fā)表論文“StudyonmodeIfracturetoughnessofrocksusingflat-jointmodelandmomenttensor”,撰寫發(fā)明專利“一種高強(qiáng)超細(xì)深孔注漿加固材料及制備方法”等。3史沁彬山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦(1)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施新型支護(hù)結(jié)構(gòu);(2)負(fù)責(zé)超前導(dǎo)管預(yù)注漿幫頂聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施;(3)現(xiàn)場(chǎng)位移和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。4龔爽河南理工大學(xué)(1)參與研發(fā)托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶承載結(jié)構(gòu)再造及控制技術(shù)體系;(2)開展了含裂縫巖石室內(nèi)動(dòng)靜試驗(yàn)研究,撰寫和發(fā)表多篇論文;申請(qǐng)2項(xiàng)軟件著作權(quán),“高應(yīng)變率下煤巖受載損傷斷裂的耗能預(yù)測(cè)軟件”和“基于自穩(wěn)時(shí)變結(jié)構(gòu)的礦震動(dòng)力源分析軟件”。5范紅斌山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦(1)負(fù)責(zé)新型注漿裝置的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施;(2)協(xié)助新型注漿材料、裝置及新型支護(hù)結(jié)構(gòu)專利的撰寫和申報(bào);(3)參與托頂煤巷道超前導(dǎo)管預(yù)注漿承載結(jié)構(gòu)再造幫頂聯(lián)合控制技術(shù)研制。6王兵建河南理工大學(xué)(1)提出了再造承載層理念;(2)協(xié)助實(shí)施托頂煤掘進(jìn)巷道過構(gòu)造帶承載結(jié)構(gòu)再造及控制技術(shù),確保項(xiàng)目實(shí)施的安全性、可靠性和實(shí)用性;(3)參與編寫工業(yè)試驗(yàn)分析報(bào)告。7董飛山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦(1)參與新型注漿裝置的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施;(2)協(xié)助新型注漿材料、裝置及新型支護(hù)結(jié)構(gòu)專利的撰寫和申報(bào);(3)參與托頂煤巷道超前導(dǎo)管預(yù)注漿承載結(jié)構(gòu)再造幫頂聯(lián)合控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。8陳曉祥河南理工大學(xué)(1)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和研發(fā)多種新型注漿材料,如發(fā)明專利“一種礦用無機(jī)速凝雙液注漿加固材料”、“一種破碎圍巖巷道速凝雙液注漿加固材料及制備方法”等;(2)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和研發(fā)多種新型注漿裝置和新型支護(hù)結(jié)構(gòu),如實(shí)用新型專利“一種巷道注漿料的篩分剔除裝置”等;(3)協(xié)助新材料和新裝置的實(shí)施方法的制定、論證及實(shí)施。四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目7:6m厚煤層條帶膏體全采全充技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容潞安化工集團(tuán)常村煤礦“三下”壓煤量約2.45億噸,該礦采取綠色高效的條帶式膏體充填開采技術(shù)對(duì)“三下”壓煤進(jìn)行開采。本項(xiàng)目根據(jù)常村礦3#近水平煤層傾角1~5°、厚度5.80~6.27m的條件,設(shè)計(jì)了條帶式綜掘開采巷道膏體充填方案和工藝流程,研究了膏體充填料漿流動(dòng)特性與強(qiáng)度變化規(guī)律,構(gòu)建了充填材料井上井下高效輸送系統(tǒng)和密實(shí)充填方法,掌握了厚煤層分步式“全采全充”條帶充填采煤方法,同時(shí)研制了新型高強(qiáng)度玻璃鋼錨桿,實(shí)現(xiàn)了大斷面高煤幫條帶巷道快速掘進(jìn)與支護(hù),保障了充填工作面安全高效生產(chǎn)。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)開發(fā)了近水平厚煤層條帶巷道分層分段密實(shí)充填工藝、充分接頂方法和監(jiān)測(cè)手段,實(shí)現(xiàn)了料漿在6m厚度煤層條件下的密實(shí)充填,并通過頂板掏槽后注漿、內(nèi)置溢漿排氣管等手段,實(shí)現(xiàn)了充填體充分接頂;(2)通過劃分條帶、間隔跳采、即時(shí)充填的分步式“全采全充”充填工藝,實(shí)現(xiàn)了充填和回采平行作業(yè),闡述了煤柱與充填體交替承受頂板荷載的控頂機(jī)理;(3)研制了適應(yīng)條帶充填開采巷幫支護(hù)的高強(qiáng)抗扭玻璃鋼錨桿,實(shí)現(xiàn)了大斷面高煤幫條帶工作面快速回采與支護(hù)。2023年4月,中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織有關(guān)專家對(duì)本項(xiàng)目創(chuàng)新成果進(jìn)行了鑒定,鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為項(xiàng)目研究成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。3、推廣應(yīng)用情況項(xiàng)目研究成果已在潞安常村礦井下CTS2-01工作面進(jìn)行了井下工業(yè)性試驗(yàn),CTS2-01工作面原煤日產(chǎn)量790.03t/d,年產(chǎn)量24.8萬t/a,工作面充填率達(dá)到95%以上,基本實(shí)現(xiàn)工作面全采全充、煤炭資源完全回收。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄1、本項(xiàng)目共申請(qǐng)專利3項(xiàng),其中獲得授權(quán)2項(xiàng)實(shí)用新型專利,詳見表2:表2項(xiàng)目授權(quán)專利匯總表序號(hào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱專利號(hào)權(quán)利人授權(quán)情況1實(shí)用新型專利巷道混凝土噴層的應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)ZL202220638171.7天地科技股份有限公司2022年8月授權(quán)2實(shí)用新型專利一種可調(diào)式錨索防斷保護(hù)裝置ZL202022672208.1山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份公司2021年9月授權(quán)3發(fā)明專利一種井下巷道混凝土噴層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量系統(tǒng)及方法202011463772.9天地科技股份有限公司受理2、項(xiàng)目研究期間,共發(fā)表文章5篇,其中EI收錄2篇,核心期刊3篇,詳見表3:表3項(xiàng)目發(fā)表文章匯總表序號(hào)期刊類別文章名稱檢索號(hào)發(fā)表日期收錄情況1采礦與安全工程學(xué)報(bào)矸石充填開采協(xié)同承載機(jī)制及充填效果評(píng)價(jià)研究2022,39(2)2022.03EI2低溫建筑技術(shù)玻璃鋼錨桿托盤及螺母極限應(yīng)力和位移分析2021,39(6)2021.06EI3煤炭技術(shù)高強(qiáng)玻璃鋼錨桿承載特性及應(yīng)用研究2021,34(12)2021.12核心4中國礦業(yè)高煤幫巷道錨桿錨索支護(hù)合理預(yù)緊力匹配設(shè)計(jì)及應(yīng)用2019,28(12):137-1412020.01核心5中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)基于覆巖裂隙帶發(fā)育高度的走向高抽巷合理位置確定2020,16(7):75-812021.01核心三、主要完成人情況排序姓名單位對(duì)本項(xiàng)目的貢獻(xiàn)1郜富平山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人、全面負(fù)責(zé)總體方案制定與策劃2方樹林天地科技股份有限公司、中煤科工開采研究院有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目理論研究與成果總結(jié)3丁永紅山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦負(fù)責(zé)項(xiàng)目研究方案的組織與實(shí)施4吳建星天地科技股份有限公司、中煤科工開采研究院有限公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目理論研究與方案設(shè)計(jì)5郝家興山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦負(fù)責(zé)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工方案的審查與實(shí)施6李文洲天地科技股份有限公司負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析7范紅斌山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦負(fù)責(zé)項(xiàng)目井下礦壓監(jiān)測(cè)8王濤天地科技股份有限公司負(fù)責(zé)支護(hù)參數(shù)優(yōu)化四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為2023年山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目8:動(dòng)壓大變形巷道全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容以漳村煤礦2603進(jìn)風(fēng)巷等動(dòng)壓大變形巷道為研究對(duì)象,分析巷道圍巖應(yīng)力演化和變形規(guī)律,選用合理的圍巖控制技術(shù),研發(fā)新型注漿材料,優(yōu)化回采巷道支護(hù)方式與參數(shù),形成了動(dòng)壓大變形巷道全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)。項(xiàng)目研究成果有效提高了巷道安全性和穩(wěn)定性,大幅降低巷道變形量的同時(shí)有效降低巷道支護(hù)成本。研究成果在山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦、五陽煤礦、常村煤礦等礦井進(jìn)行了成功推廣應(yīng)用,為具有類似條件礦井的巷道支護(hù)提供了參考與借鑒。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)研發(fā)了新型注漿材料。在現(xiàn)有的聚氨酯注漿材料中,添加由甲苯二異氰酸酯和聚醚多元醇配制的交聯(lián)劑。研究結(jié)果表明當(dāng)添加交聯(lián)劑含量為4%時(shí),新型注漿材料的粘結(jié)強(qiáng)度最大,為未添加交聯(lián)劑的1.87倍;當(dāng)添加交聯(lián)劑含量為12%時(shí),新型注漿材料的彈性模量最大,為未添加交聯(lián)劑的6.33倍。新型注漿材料的應(yīng)用使現(xiàn)有支護(hù)材料成本下降6%~8%。(2)形成了適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)。采用注漿錨索和巷道底板注漿錨桿的全斷面注漿,注漿后巷道底板澆筑混凝土,根據(jù)需要將采煤幫或者兩幫的金屬錨桿全部換成玻璃鋼錨桿,在錨桿托盤和螺母之間安裝讓壓裝置,選用新研發(fā)注漿材料進(jìn)行巷道全斷面注漿加固,超前工作面端頭150m~200m加固完成。(3)將該成套支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與支護(hù)效果對(duì)比。以漳村煤礦2603進(jìn)風(fēng)巷為例,注漿段巷道底鼓量和兩幫移近量均得到有效控制,變形量減少約87%。巷道承載能力得到有效提高,有效控制了巷道圍巖的變形和破壞。推廣應(yīng)用情況本項(xiàng)目開發(fā)產(chǎn)品已于鄭州地鐵有限公司地鐵線路上開展試用,運(yùn)行情況良好。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄1.發(fā)明專利:羅明坤,榮海,李峰,趙東升,劉廷,程冠宇,張永軍.一種適用于動(dòng)壓大變形巷道的成套支護(hù)設(shè)備[P].山西省:CN116220761A,2023-06-06.2.實(shí)用新型專利:李沖,樂宇航,王中奎,劉劍,趙壘,張梁亮,劉帥,王鵬宇,潘冰,諸亮,王強(qiáng),衛(wèi)川,黃薄,秦學(xué)良.一種復(fù)合底板結(jié)構(gòu)[P].江蘇省:CN216640115U,2022-05-31.3.實(shí)用新型專利:王占洲,趙壘,解鵬雁,靳書平,李峰,吳培林,閆小軍,羅明坤,張學(xué)鋒,李興,李小瑜,閆晉峰,宋超英,張超華,申李華.一種綜采工作面排頭排尾支架[P].山西?。篊N215108979U,2021-12-10.4.實(shí)用新型專利:蘭安暢,李思齊,李川,王德振,張衛(wèi)東,孫劍,周杰.一種抽采鉆孔水力割縫模擬試驗(yàn)設(shè)備[P].山西省:CN219472092U,2023-08-04.5.實(shí)用新型專利:李思齊,王德振,曹嬌嬌,蘭安暢,宋東東,張衛(wèi)東,孫劍,周杰,李敏.一種礦用定向鉆孔區(qū)域水力割縫設(shè)備[P].山西?。篊N219472107U,2023-08-04.6.實(shí)用新型專利:王德振,李思齊,王雨航,蘭安暢,孫劍,李敏,宋東東,李濤.一種煤礦井下抽采鉆孔高效除塵設(shè)備[P].山西省:CN219462934U,2023-08-04.7.論文:榮海,郭凱鵬,孫德全,羅明坤,董偉,霍丙杰.Researchonmaininfluencingfactorsandcompletesupporttechnologyfordynamicpressureandlargedeformationroadway[J].ScientificReports,2023,13(1),4136.8.論文:羅明坤,齊嘉義,榮海.基于GOCAD方法的漳村煤礦三維地質(zhì)建模[J].當(dāng)代化工研究,2022(09):78-80.9.論文:羅明坤.堅(jiān)硬頂板圍巖垮落變形規(guī)律相似模擬試驗(yàn)研究[J].煤,2021,30(06):16-18+35+41.10.論文:趙壘.高河能源E1303工作面膏體充填開采技術(shù)研究與實(shí)踐[J].煤,2022,31(02):76-78.11.論文:趙壘.深孔爆破快速處理綜采工作面構(gòu)造技術(shù)應(yīng)用研究[J].煤,2023,32(01):44-47.12.論文:趙壘.充填采煤技術(shù)在煤層開采中的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].礦業(yè)裝備,2022(02):30-32.三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1趙偉山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦作為本項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,對(duì)本項(xiàng)目新型注漿材料的研發(fā)、新型讓壓裝置的研發(fā)、適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的研發(fā)等創(chuàng)新性成果均做出了重要貢獻(xiàn)。參與了項(xiàng)目立項(xiàng)、方案討論、試驗(yàn)、歸納、總結(jié)、檢索、鑒定的全過程。在項(xiàng)目研究、實(shí)施的過程中,制定方案、組織工作并進(jìn)行指導(dǎo),對(duì)該項(xiàng)目的研究成功起了決定性的作用。2榮海遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目新型注漿材料的研發(fā)、新型讓壓裝置的研發(fā)、適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的研發(fā)等創(chuàng)新性成果均做出了重要貢獻(xiàn)。參與了項(xiàng)目立項(xiàng)、方案討論、試驗(yàn)、歸納、總結(jié)、檢索、鑒定的全過程。在項(xiàng)目研究、實(shí)施的過程中,制定方案、組織工作并進(jìn)行指導(dǎo),對(duì)該項(xiàng)目的研究成功起了決定性的作用。3趙東升山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的研發(fā)與形成做出了重要貢獻(xiàn)。4董偉遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目新型注漿材料的研發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。對(duì)原注漿材料進(jìn)行性能對(duì)比分析,參與新型注漿材料的研發(fā)和效果檢驗(yàn)全過程工作。5王德振山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽煤礦作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的研發(fā)、實(shí)施與推廣應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。6付興遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的形成做出了重要貢獻(xiàn)。參與適用于動(dòng)壓大變形巷道的全空間一體化協(xié)同支護(hù)成套技術(shù)的研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工作。7王雅迪遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目新型注漿材料的研發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。參與研發(fā)了新型注漿材料,參與研發(fā)了新型讓壓裝置。8趙壘長治市永博科技有限公司作為本項(xiàng)目的主要參與人,對(duì)本項(xiàng)目新型讓壓裝置的研發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。參與了新型讓壓裝置的測(cè)試和新型注漿材料的檢驗(yàn)工作。四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目9:高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖失穩(wěn)特征與協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容我國煤礦絕大多數(shù)為井工開采,巷道的掘進(jìn)是浩大的地下工程,而瓦斯和水是巷道安全高效掘進(jìn)的重要隱患,對(duì)巷道圍巖控制、安全生產(chǎn)、掘進(jìn)效率等方面有非常大的影響。目前,高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制的研究工作多考慮單一因素影響,對(duì)于多場(chǎng)耦合條件下的巷道圍巖失穩(wěn)特征與協(xié)同控制的研究不足,缺乏適用于高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制理論與技術(shù)。為此,山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦與遼寧工程技術(shù)大學(xué)進(jìn)行合作,在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51874159)和企業(yè)項(xiàng)目的支持下,圍繞高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖失穩(wěn)特征與協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。2、創(chuàng)新點(diǎn)(1)明確了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖變形的內(nèi)在原因,建立了浸水條件下煤巖的單軸抗壓強(qiáng)度隨浸水時(shí)間、含水率的函數(shù)關(guān)系,獲得了三軸受載煤樣卸載破裂過程中瓦斯?jié)B流規(guī)律,開展了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道錨桿的拉拔試驗(yàn)。確定了實(shí)驗(yàn)室尺度下水和瓦斯對(duì)煤巖破壞失穩(wěn)的影響,為高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制理論的提出奠定了基礎(chǔ)。(2)建立了塑性破壞下巷道圍巖中瓦斯和水運(yùn)移的流-固耦合模型,開創(chuàng)了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖變形過程反演的定量研究方法;反演了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖變形破壞過程,揭示了瓦斯和水滲流條件下巷道圍巖多場(chǎng)耦合變形機(jī)理,確定了瓦斯和地下水對(duì)厚煤層巷道圍巖失穩(wěn)特征的影響。成果為高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制技術(shù)提供了理論指導(dǎo)。(3)提出高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖協(xié)同控制技術(shù)體系,即水力壓裂卸壓、“邊掘邊抽+正頭預(yù)抽”、“錨桿+錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)、“礦用導(dǎo)水器+防水卷布”等方面相結(jié)合,確定了協(xié)同控制技術(shù)關(guān)鍵參數(shù),揭示了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制中應(yīng)力、位移、塑性變形、瓦斯壓力等物理參數(shù)的相應(yīng)規(guī)律,為高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖控制提供了技術(shù)支持。(4)開展了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖協(xié)同控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,提出鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)、頂板離層、表面位移和錨桿無損檢測(cè)多指標(biāo)配合的圍巖控制監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖變形的精準(zhǔn)控制。3、推廣應(yīng)用情況本項(xiàng)目以漳村煤礦2606運(yùn)輸巷為工程背景,揭示了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)理,給出了一套高瓦斯富水動(dòng)壓巷道“卸-抽-掘-支-監(jiān)”協(xié)同控制技術(shù)體系,通過現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn),驗(yàn)證了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道協(xié)同控制技術(shù)方案的科學(xué)性、合理性。該方案在2606回風(fēng)巷應(yīng)用后,巷道最大頂板下沉量為140mm,最大兩幫移近量為75mm。錨桿錨索在一定時(shí)間后受力穩(wěn)定,沒有斷裂的情況,錨固力均大于190kN,支護(hù)效果較為理想。工作面掘進(jìn)期間,瓦斯抽采濃度維持在35%-78%,瓦斯抽采純量穩(wěn)定在10.6-16.2m3/min,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛染?.7%以下,瓦斯治理效果明顯?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明:2606運(yùn)巷克服了煤層松軟淋水支護(hù)困難、煤層瓦斯抽采效率低等難題,研究成果填補(bǔ)了高瓦斯富水動(dòng)壓巷道圍巖多場(chǎng)耦合理論的空缺,提升了巷道支護(hù)效果和瓦斯抽采效率,縮減了因抽采瓦斯和巷道支護(hù)與維修而減緩掘進(jìn)的進(jìn)程,保證了礦井的高效安全生產(chǎn)。二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及代表性論文專著目錄項(xiàng)目獲得的主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括:獲批國家專利3項(xiàng);發(fā)表論文10篇,其中SCI8篇;培養(yǎng)研究生2名,其中1名獲遼寧省優(yōu)秀碩士論文;獲批軟件著作權(quán)1項(xiàng)。(1)專利:一種用于水力壓裂設(shè)備的監(jiān)測(cè)裝置,授權(quán)號(hào):ZL202123333841.9。(2)專利:一種可持續(xù)式手動(dòng)退鉆裝置,授權(quán)號(hào):ZL202120554062.2。(3)專利:一種巷道瓦斯智能監(jiān)測(cè)設(shè)備,授權(quán)號(hào):ZL202122718739.4。(4)論文:Instabilityandfailurecharacteristicsofsurroundingrockofwaterdrenchingroadwayinthickcoalseam。(SCI)(5)論文:Numericalsimulationofmechanicalcharacteristicsofroadwaysurroundingrockunderdynamicandstaticloading。(SCI)(6)論文:Numericalsimulationofroadwaydeformationandfailureunderdifferentdegreesofdynamicdisturbance。(SCI)(7)論文:Supportingoptimizationofthickseamroadwaywithtopcoalbasedonorthogonalmatrixanalysis。(SCI)(8)論文:InvestigationoncoalskeletondeformationinCO2injectionenhancedCH4drainagefromundergroundcoalseam。(SCI)(9)論文:Coalseamgasextractionbyintegrateddrillingsandpunchingsfromfloorroadwayconsideringhydraulic-mechanicalcouplingeffect。(SCI)(10)論文:Numericaloptimizationofdrillingparametersforgaspredrainageandexcavating-drainagecollaborationonroadwayhead。(SCI)(11)ModellingandoptimizationofenhancedcoalbedmethanerecoveryusingCO2/N2mixtures(SCI)(12)論文:高瓦斯厚煤層順層鉆孔有效抽采區(qū)及參數(shù)優(yōu)化研究。(中文核心)(13)論文:高抽巷綜合機(jī)械化快速掘進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用。(中文核心)(14)碩士論文:高瓦斯富水厚煤層巷道圍巖破壞特征與控制技術(shù)研究(15)碩士論文:厚煤層開拓巷道過陷落柱圍巖控制技術(shù)研究(16)軟件著作權(quán):瓦斯?jié)舛戎悄鼙O(jiān)測(cè)系統(tǒng),登記號(hào):2021SR1793855。三、主要完成人情況排名姓名所在單位主要貢獻(xiàn)1羅明坤山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,全面主持了本項(xiàng)目工作。明確了煤巖體的動(dòng)力破壞特征和瓦斯、水的軟化效應(yīng),揭示了高瓦斯淋水動(dòng)壓巷道圍巖失穩(wěn)規(guī)律;提出了巷道掘進(jìn)、圍巖支護(hù)、瓦斯抽采、地下水疏排等協(xié)同解決巷道圍巖大變形、瓦斯抽采困難等問題;優(yōu)化了“卸-抽-掘-支-監(jiān)”協(xié)同控制技術(shù)的方案參數(shù);對(duì)協(xié)同控制技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用效果評(píng)價(jià)。2范超軍遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目主要指導(dǎo)專家,對(duì)主要技術(shù)方案進(jìn)行論證和建議。3楊振華遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為本項(xiàng)目主要參與人,揭示了高瓦斯淋水動(dòng)壓巷道圍巖失穩(wěn)規(guī)律。4黃煒偉山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦作為本項(xiàng)目主要參與人,具體參與了“卸-抽-掘-支-監(jiān)”協(xié)同控制技術(shù)的方案參數(shù)優(yōu)化工作。5孔鵬山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦作為主要參與人,具體參與了協(xié)同技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程。6肖斌遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為主要參與人,參與了煤巖體的動(dòng)力破壞特征和瓦斯、水的軟化效應(yīng)的測(cè)試和分析。7程冠宇山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦作為主要參與人,參與了協(xié)同控制技術(shù)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)。8楊雷遼寧工程技術(shù)大學(xué)作為主要參與人,參與了煤巖物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和協(xié)同技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程。四、提名意見對(duì)照山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)授獎(jiǎng)條件,提名該項(xiàng)目為山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目10:?jiǎn)我桓咄咚沟屯该簩泳珳?zhǔn)高效抽采技術(shù)研究提名者:潞安化工集團(tuán)有限公司一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、主要研究內(nèi)容為解決單一高瓦斯低透煤層“瓦斯難抽出、鉆孔難封堵、抽采難達(dá)標(biāo)”的問題,針對(duì)煤層鉆孔從施工、增透、封孔乃至整個(gè)抽采周期中,存在的煤層透氣性低、鉆孔穩(wěn)定性弱、密封有效性差、抽采濃度效率低

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