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[成果] 1900120008 山西
TD923.1 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2019
成果简介:该项目将自主研发的固体酸催化剂,应用到地沟油制生物浮选剂的实验室试验中,解决了均相催化剂难分离的问题。同时,由于酸的催化活性远低于碱催化剂,该项目技术采用连续循环反应来解决此难题,形成自主创制的一步法连续生产生物浮选剂的工艺,研究的产品主要应用在煤炭浮选行业,旨在变废为宝,在创造经济利益的同时为社会环保事业做出贡献。 采用自主研发的酸性固体复合材料作催化剂,在地沟油和甲醇、乙醇、丙醇酯交换反应中表现出高活性和稳定性。 采用连续催化工艺克服了酯交换反应转化率低的缺陷,而且过程除产品生物浮选剂外,不产生其他废液,属于环保绿色催化工艺。整个过程实现了完全转化废油脂,近零排放。 将生物浮选剂应用到煤泥浮选等领域,具有纯度要求低、生产成本低、利润空间大等优点,是解决目前地沟油转化利用的一条实用途径。
[成果] 1900120027 山东
TD745 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2019
成果简介:陕蒙地区的陕北、东胜煤田等是西北主要产煤地之一,其煤炭赋存整体相对简单,但矿井主采煤层赋存、水文地质条件及充水因素等差异较大,且水文地质条件相对复杂,矿井开采覆岩破坏规律、充水规律不清,导致煤矿水害事故频发。因此,有必要系统研究陕蒙基地矿井水文地质条件、矿井充水规律,进而形成一套完整的水害防治技术,经济高效地实施水害防治工作,为陕蒙基地矿井可持续发展提供重要保障。 发现侏罗系煤层覆岩整体状结构是造成导高异常的本质属性,建立了导高薄板极限挠度理论预计公式;采用分布式光纤传感监测技术等,研究导高动态发育特征规律;建立了侏罗系煤层开采导水裂隙带发育高度预计公式。 研究发现关键隔水土层(黄土、N2红土)采动裂隙水土相互作用、蠕变渗透性变化规律,建立了砂层潜水下采煤防水保护层合理厚度的确定方法。 建立了覆岩离层动态发育三角形离层域阶梯组合梁理论模型,揭示了离层发育、破断演化过程机理,给出了煤层开采过程离层发育位置判别、离层水平破断距预计公式。 提出陕蒙基地煤层开采4种顶板水害模式,建立了不同水害模式分类防治技术体系,研究实施了新的水害预计方法和防治关键技术。
[成果] 1800220119 安徽
TD353 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] 1900010494 河北
TD353 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该项目属矿山支护工程领域。随着煤矿开采深度与强度加大,出现了大量深部高应力、冲击地压及强采动巷道,约占巷道总长度30%(3600km)。目前,煤矿最大开采深度达1501m,冲击地压矿井170余座。传统支护技术不适应这些复杂困难条件,导致金属支架损坏、锚杆锚索破断、顶板垮落。近年来,顶板事故一直居煤矿事故首位,死亡人数占1/3左右,对煤矿安全造成极大威胁。同时,巷道维护成本大幅提高,部分巷道维护成本高达5-10万元/m,带来严重的经济负担。针对上述难题,在国家科技支撑计划、国家国际科技合作专项、国家“863”计划及国家自然科学基金等项目资助下,开展了煤矿巷道新型抗冲击预应力支护关键技术研究,攻克了一系列技术难题,取得以下重要发明: 发明点1:发明了动静载锚杆力学性能综合测试系统。发明了测试锚杆拉伸、弯曲、扭转及冲击载荷的试验台,攻克了动静载叠加作用难题,创建了国际上首套锚杆动静载力学性能综合测试系统;首次全面、系统地测试研究了锚杆各构件在动静载荷作用下的力学性能及匹配性,揭示出井下锚杆的真实应力状态和破断机理。基于试验成果,确定出合理的抗冲击预应力锚杆技术指标与参数。 发明点2:发明了高冲击韧性、超高强度、低成本预应力锚杆材料及制造工艺。创新提出将普通锚杆钢材经新型热处理工艺提高其强度与冲击韧性的方法,发明了屈服强度640-1140MPa系列超高强度、高冲击韧性锚杆及加工工艺,攻克了高强度锚杆受冲击载荷作用易破断难题。与国内现有锚杆相比,在强度提高66%的同时冲击韧性提高1倍以上。与国外同类钢材相比成本降低50%。 发明点3:发明了全长预应力锚固低精度不饱和聚酯树脂锚固剂及配套施工设备,发明了双组分阻燃型低精度不饱和聚酯树脂及其制备方法,全长预应力锚固泵注施工工艺设备;基于发明的不饱和聚酯树脂,开发出新型低粘度树脂卷式锚固剂,攻克了全长预应力锚固难题,显著提高了锚固效果及抗冲击能力。 发明点4:发明了锚杆、锚索高预应力施加方法与设备。开发了锚杆高预应力施加的新型扭矩倍增器,可使锚杆钻机输出扭矩放大6倍;发明了锚索锚塞新结构,减少预应力损失70%,解决了锚杆、锚索高预应力施加难题,大幅提高了支护效果。 上述4个发明点经系统集成后,形成了煤矿巷道抗冲击预应力支护成套技术体系,解决了超千米深井、强冲击、强采动及软岩大变形巷道支护难题,实现了煤矿巷道支护技术的重大突破。经专家鉴定达到国际领先水平。已在新汶、义马、平庄、潞安、祌宁等10余个矿区推广应用,为开采深部与复杂条件煤炭资源提供了技术保障,经济和社会效益显著。 该项成果获授权发明专利25件,实用新型专利38件;发表学术论文85篇(SCI、EI收录55篇);获中国煤炭工业科学技术一等奖2项、国家安全生产监督管理总局安全生产科技成果一等奖1项。
[成果] 1800140284 宁夏
TD355.4 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该项目研究煤矿综采工作面回撤时扇形区顶板机械化支护的关键技术,主要涉及矿山压力与支护工程、机械制造技术领域。随着神华宁夏煤业集团跨越式发展,煤炭生产量的逐年增加,采煤机械化技术的不断提升,机械化程度相应提高,综采回撤工作面扇形区机械化支护为工作面的空白,因此,亟需研发回撤扇形区机械化支护技术。 该项目突破传统的回撤工艺瓶颈和技术手段的制约,从液压支架基础理论切入,应用现代制造技术和控制技术,面向矿山压力支护应用开展系统深入工作,从3个方面进行了安全、高效、经济回撤理论与关键技术的研究: 1、提出了综采工作面扇形区回撤机械化支护工艺。在参照中国现有煤矿机械标准及试验方法的要求基础上,结合神宁集团各矿实际工作面特性,对综采工作面回撤扇形区机械化支护工艺方案进行变革,形成了具有鲜明特色的机械化回撤工艺方案; 2、发明了适用于综采工作面扇形区回撤机械化支护的综采工作面扇形区自移式回撤特种液压支架; 3、发明了综采工作面扇形区自移式回撤特种液压支架配套的辅助支架。 该研究成果于2014年7月在任家庄煤矿投入使用,回撤效率提高了2倍,回撤安全大幅度提升,劳动强度显著降低,节约回撤成本150余万元,羊场湾、任家庄等煤矿在2015年开始推广应用该研究成果,节约回撤成本500万元,截止2015年底累计增加产值1800万元,节约回撤成本650余万元。 该项目在综采工作面回撤机械化支护技术的研究方面取得了系统性和开创性的突破,申请发明专利1项(公示中),已获得授权实用新型专利1项,受理实用新型专利4项,起草了一项企业标准;经专家鉴定,研究成果总体处于国内领先水平;解决了回撤工作面机械化支护领域的一个重大技术难题,创新和发展了回撤支护理论,为提升中国回撤机械化支护的技术水平做出了贡献;综采工作面扇形区机械化支护在中国有相当广泛的应用,而且国内外均缺乏此类专门的研究,因此研究成果具有很强的市场竞争力和极大的推广应用价值。
[成果] 1900010478 北京
TD262.12 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:项目属矿山井巷工程特殊凿井技术领域。 我国70%以上煤炭产量需来自西部,为适应煤炭开发战略向西部转移,国家需要在内蒙、陕西等西部矿区规划建设一批大型特大型煤矿。这些矿井主要采用斜井开拓方式,需要穿越较厚的含水砂土层(也称流砂层)、松软富水岩层等复杂地层,该类地层条件大型斜井冻结法建设国内外均无成熟经验和成功案例。 煤矿井巷冻结法凿井是采用制冷技术暂时冻结、加固井筒周围复杂地层并隔绝地下水后,再凿井的特殊凿井方法。因斜井的空间位置和断面形态与立井不同,传统的立井井筒冻结法凿井的理论、设计方法、施工工艺和技术难以适应斜井冻结法凿井要求。立井冻结圆筒形空间轴对称、均匀荷载边界条件的平面模型与斜井多边形空间三维斜向立体、周边不均匀荷载边界条件模型存在巨大差异,斜井的冻结方式、分段性、封水性均具有特殊性。 项目深入开展了斜井冻结法凿井理论、冻结设计和冻结施工等关键技术研究,研究建立了深长斜井冻结法凿井理论和技术体系,取得了如下创新性成果: 创新点1.首次创建了复杂地层深长斜井冻结壁三维动态模型和冻结壁设计计算体系,突破了传统立井冻结井筒冻结壁设计的二维动态模型的局限性,解决了深长斜井穿过复杂地层冻结壁设计理论难题。 创新点2.首次创新研发了复杂地层斜井冻结孔空间布置、钻进技术和冻结工艺技术及装备。能形成满足深长斜井冻结凿井设计需要的冻结壁,解决了深长斜井穿过复杂地层冻结制冷设计和冻结工艺难题。 创新点3.发明了斜井冻结群点温度测试技术;首次创新研发出斜井冻结壁闭合的监测与分析技术;系统掌握复杂地层深长斜井冻结壁形成和化冻特性:研究形成斜井冻结动态调控、冻结和井筒掘砌耦合协同技术。解决了斜井冻结群点实时温度监测难题;掌握了斜井冻结开挖的直接判据的获取方法,解决了冻结壁向井筒断面急剧内扩的无效冻结与掘砌的矛盾,实现了在复杂地层斜井冻结能挖“溏心”,保证了工程安全、经济、快速施工,井壁封水效果好。 项目获省部级科技进步一等奖2项,授权发明专利18项、实用新型专利7项,发表论文36篇,冻结法凿井施工手册(第10章)1部,形成首部行业技术标准1项。 成果已在马泰壕煤矿、常家梁煤矿等10个斜井冻结工程中成功应用,斜井穿过深厚连续含水砂土层冻结垂深首次超过96m、斜长首次超过252m;穿过松软富水岩层冻结垂深首次突破145m、斜长首次突破440m。累计穿过冻结斜长2131m,冻结钻孔延米374965m,倾角达16°〜24°,取得显著经济与社会效益。 项目实现斜井冻结法凿井理论、技术创新和工程建设的重大突破,形成具有自主知识产权的复杂地层深长斜井冻结法凿井理论和技术体系,为采用斜井开拓方式建设大型特大型煤矿、开采复杂地层下的铁、铜及数千亿吨煤炭等矿产资源提供了凿井技术保障和实践经验。
[成果] 1800220353 安徽
[TD263.3, TP183] 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
TD262.11 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] 1800220118 安徽
TD262 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] 1800150501 河南
TD353 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] 1800220348 安徽
TD353 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] 1900010789 陕西
TD350.4 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于矿山工程技术领域,主要应用于煤炭资源开发。 资源损失、环境损害和开采安全是煤炭开采领域的重大问题。采区预留煤柱造成资源损失约11%~23%;建(构)筑物及水体压煤数量巨大,采煤沉陷区累计达200万公顷以上;复杂条件巷道支护困难,顶板事故占比超过30%,严重制约复杂地层煤炭安全开采。为此,西安科技大学联合神华集团、潞安集团等12家单位,开展无煤柱开采巷旁支护、充填开采采空区支护和复杂条件巷道支护研究,经过10余年攻关,取得如下创新成果。 1.发明了煤矿柔模复合材料,创建了开采空间柔模复合材料支护体系。揭示了柔模复合材料承载机理,发明了由外部纤维布和内部结构筋组成的纺织结构柔模增强体,创造性地将柔模增强体与混凝土基体复合,形成了柔模复合材料。该材料具有脱水自密实和复杂结构自成型能力;构建了巷道、巷旁和采空区柔模复合材料支护结构;研发了柔模复合材料制备、输送、成型装备和工艺;制订了相关标准;建立了开采空间柔模复合材料支护体系。 2.发明了柔模混凝土巷旁支护的无煤柱开采技术。建立了巷旁支护“承载梁”理论模型,研发出柔模混凝土巷旁支护沿空留巷、沿空掘巷和沿空留回撤通道无煤柱开采技术。其特点是在巷旁建造柔模混凝土连续墙,支撑顶底板,封闭采空区,置换煤柱。发明了具有自动铺网、躲避锚头、挡矸切顶和遥控自移功能的沿空留巷围护装备,保障了巷旁作业安全和千万吨级矿井沿空留巷工作面快速推进。该技术创新了无煤柱开采方法。采区回采率提高了7%〜17%。 3.发明了复杂开采条件巷道柔模混凝土描碹支护技术。揭示了巷道柔模混凝土锚碹支护作用机理。发明了单层锚碹、双层可缩锚碹和管棚碹支护技术。该技术锚杆贯穿碹体,形成锚杆、碹体与围岩协同承载的新型锚碹支护结构,增强了锚杆的群体支护作用,提高了碹体稳定性。发明了锚杆固定柔模技术,增大了巷道作业空间。该技术破解了松软地层、大变形和采空区巷道的支护难题,与传统技术相比,碹体厚度减少约30%,施工速度提高3倍以上。 4.研发出柔模复合材料采空区支护的充填开采技术与装备。研发了柔模复合材料综采和巷采充填技术;研制出尾部带有铺模、夹模机构和充填工作间的综采充填支架,实现了回采与充填平行作业;创造性地利用柔模封闭采空区,对流态材料进行脱水。固化时间缩短25%以上,地表下沉系数降至0.015。该技术解决了流态充填不适合水平和俯斜开采难题,实现了充填开采的新突破。 该项目在内蒙、山西、宁夏等9个省区的51座煤矿推广应用。其中20座煤矿近3年来多回收煤炭575万吨,减少回采巷道48578m,新增销售额33.6亿元,新增利润15.58亿元。该项目授权发明专利10项、实用新型专利23项,获省部级一等奖3项,发表论文58篇,制订企业规范与标准12部。 该项目在煤矿复合材料、开采空间支护、安全高回收开采领域取得了重大突破,达到国际领先水平,显著推动了煤炭行业科技进步。
[成果] 1900010485 河北
TD823.7 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于煤炭开采、生态环境保护、采矿机械以及新材料交叉学科领域。 解决煤炭井工矿山传统垮落法开采造成的地表沉降、地下水系和生态环境破坏严重等问题一直是世界性技术难题,其难度在于:在保证回采工作面高效推进的条件下,向持续移动的采空区内充入与采出煤炭体积等量的物体;充填物体在较短时间内要具有一定强度,及时支撑顶板,保护采场安全:长时期内不被大量压缩,确保地表下沉和建(构)筑物稳定有效控制等。为系统解决上述难题,该项目于2007年由企业与高校联合立项开展技术攻关,突破了一系列关键技术,取得了以下重要发明: 发明点1:发明了一种采空区袋式充填方法。该发明是一种能与综合机械化采煤相匹配、采用管道将浆体状充填材料输送至采空区预先布设的充填袋内再结石、集采煤和充填于一体的高效开采技术与方法。该技术发明,首次研发应用极少量(5%-10%)高水率快凝材料(“超高水材料”)和矿井废水制浆作充填材料实施工作面采空区全部充填采煤;突破了4.5m以上大采高、100m以上长壁工作面安全高效充填采煤与充填固结体整体稳定控制。 发明点2:发明设计了可实现掩护采煤与采空区充填支护一体化的袋式隔板充填液压支架。创新设计了前后顶梁分别布置一对立柱的整体四柱式结构紧凑型液压支架,前顶梁掩护采煤,后顶梁掩护充填;在特定支架后顶梁的一侧设计了高度可调的薄型结构挡板,用以分组隔离充填袋,使长壁工作面实现多区段并行充填作业;首次提出设计了矿用充填浆体制备系统,制浆能力达到400m3/h以上,满足了年产百万吨充填采煤工作面的需求。 发明点3:发明了一种高水率快凝充填材料及其制备与使用方法。发明的材料具备如下独特优点:①结水率高。材料结水体积达到97%时自然状态下不泌水,并灯一定强度;②速凝早强。材料浆液混合后可在3-30min内初凝,Id强度即可达到终凝强度的50%以上;③强度可调。材料固结体单轴抗压强度在0.1-20MPa以内随意调配;以该技术发明为支撑,成立专业公司,首次建成了年产能力达20万t的“超高水材料”生产线,满足了现代化矿井持续规模化充填采煤的需求。 该项成果获授权发明专利13项;发表学术论文63篇(其中SC1/EI检索18篇),出版专著2部;已颁布行业标准2项;获省部级一等奖2项,二等奖2项,核心发明专利先后获中国煤炭工业专利一等奖和国家知识产权局专利优秀奖。 该项成果整体解决了充填采煤的技术难题,是世界充填采煤技术攻关取得的重大突破性进展。达到的技术指标为:充填工作面长度突破100m、采高突破4.5m;采空区充实率达到92%以上;建筑物下采区煤炭采出率达到85%以上;单面年产能力突破了100万t。该项成果创建了完整的基础理论体系、工艺技术体系和规模化产业体系,形成了行业技术标准,已先后在河北、河南、山西等省10余个矿区、30余对矿井推广应用,取得了显著的经济、社会和环境效益,为促进煤炭资源绿色开采、生态矿山建设和行业持续健康发展提供了技术保障。
[成果] 1900010477 安徽
TD854.4 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于金属矿开采(4403530)和矿山安全(44075)交叉学科领域。 我国60%以上的金属矿石产量来自露天开采。随着开采深度的增加,当前大型露天金属矿坑底下蕴藏的超过80多亿吨资源需要适时转入地下开采。转换周期长、产能断点、安全问题突出是露天转换至地下开采过程中普遍存在的重大技术、经济和安全难题。在国家科技支撑计划、国家院所基金等项目支持下,研究成员自2003年起即开展了基础性探索,并在2006年以后,逐步以河钢、举钢、昆钢、铜化、马钢等露天转地下的矿山为基地,进行系统研究和推广应用。通过10年的不懈努力,构建了“平稳转换时空协调理论-转换期规模化连续开采-垮塌、冒顶、突水灾害安全防控-露天坑无害化生态处罝技术”为核心的露天地下高效转换综合开采技术体系,实现了露天地下开采平稳、高效、安全、绿色转换,主要创新成果如下: (1)创立了露天-地下开采时空协调平稳转换技术。创建了露天-地下时空协调转换与产能平衡理论模型,提出了矿山开采生命期经济价值最大的露天转地下开采界线动态确定方法,建立了露天-地下平稳转换、产量平稳衔接时空关系式,从理论上解决了矿山露天转地下“何时转、何处转”的重大技术难题。示范矿山河北矿业石人沟铁矿在转地下开采第二年即达产,仅用时3年就完成从露天开采转入地下开采,实现平稳转换,而国外金属矿露天-地下开采的代表瑞典Kiruna铁矿过渡期长达10年。 (2)创建了露天-地下开采协同连续高效转换技术。开发了以露天地下开采工程一体化、地下盘区无矿柱规模化连续开采、露天地下错峰作业为主要特征的成套露天地下高效开采技术。解决了露天转地下过渡期,地下开采难以实现大产量衔接的技术难题。在保障采场结构稳定情况下,提升了示范矿山新桥硫铁矿地下开采效率200%和原露天相比,转入地下开采后生产能力不减反而提升17.6%,实现高效转换。 (3)发明了露天-地下开采“防冒,防突”安全转换技术。创新了集露天防高陡边坡滑塌、井下采场垮塌,覆盖层防突冒,露天地下联合防突水于一体的灾害控制技术体系。解决了露天地下三大采矿方法(空场法、充填法、崩落法)过渡特有的安全难题及共性的突水灾进难题,为露天-地下开采的平稳、高效转化提供了安全保障。 (4)开发了露天-地下开采固废零排放绿色转换技术。研发了露天转地下开采后,地下充填开采与露天坑胶结堆填协同的尾矿无害化生态处罝技术,采场充填与露天坑尾矿胶结堆填的协同机制及快速连续井下充填、露天坑堆填工艺,取消了尾矿库,节约尾矿库用地1604万m3,实现了露天地下平稳、高效、安全转化的绿色开采,在示范矿山石人沟铁矿建立了全国第一座露天转地下铁矿尾矿零外排矿山,推动了矿山行业向安全、绿色矿业的快速转型。 该项目已获授权发明专利25项,实用新型专利5项,软件著作权5项,发表论文50余篇,出版学术专著2部,获省部级科技进步奖一等奖3项。整体技术应用于河钢、攀钢等6个矿山,近三年新增经济效益167397.5万元。
[成果] 1900010483 湖南
TD853.34 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:充填采矿法是最具发展前景的绿色开采技术。现有充填采矿法建立在采场内自流充填的方式及工艺技术基础上,只能针对采场帮壁约束范围进行全面覆盖充填。长期以来充填采矿法难以借助充填工艺通过协同创新实现突破,其发展与应用受到严重制约。为了突破充填采矿发展的技术瓶颈,“十二五”国家科技支撑计划以“袋装充填采矿技术与新型充填外加剂研究”为题立项开展了攻关研究。项目于2015年通过了国家科技部的验收,创新开发出袋装充填采矿方法、袋装充填技术与理论、以及充填辅助材料,形成了袋装充填采矿技术系统。 1.主要科技创新: (1)发明了高分层分区袋装充填采矿法、上向分层壁式袋装充填采矿法、空场嗣后围堰袋装充填采矿法等典型袋装充填采矿法应用方案,研发形成了袋装充填采矿方法。新型采矿方法是随着回采的推进,通过袋装充填构筑采场结构,充分发挥袋装充填的主动性,实现采矿工艺与充填工艺的协同创新,使充填采矿法取得重大突破,拓展了充填采矿法的应用范围。 (2)研发出袋装充填工艺技术和三维分区充填方法,发明了固定袋装充填体的构架及方法,形成了新型袋装充填技术系统。该充填技术利用充填袋对充填料进行固定成形和泌水固结,在平、立面上形成多功能分区充填体,具有主动充填和三维分区充填的技术优势,突破了自流充填全覆盖采场和仅限于竖向分层的限制,将充填工艺由被动的从属充填发展为主动的分区协同充填。 (3)研发出充填体缓凝早强剂、膨胀剂、输送促流剂和引气剂等改性材料,改善了充填料浆的输送特性与充填体强度性能,解决了输送期间缓凝、充入后快速早强以及充填接顶技术难题,为实现高效、低耗和高质充填创造了条件。 (4)研究提出了充填袋与固定成形构架在充填过程中的受力分析模型,揭示了袋装充填料浆密实固结机理,以及承载受压变形使袋装充填体产生附加粘聚力改善固结效果的力学特征,奠定了袋装充填的应用理论基础。 2.知识产权情况: 已取得“一种上向分层壁式袋装充填采矿法”等10件授权发明专利,公开发表“袋装尾砂充填及围空区采矿柱技术研究”等科技论文20余篇。 3.主要技术经济指标: 袋装充填采矿方法及工艺技术系国内外首创,具有产能与效率高、安全条件好和开采成本低的优势。取得采矿损失率小于5%、贫化率小于5%,充填接顶率大于95%,充填水泥用量降低10%以上的先进技术经济指标,远优于同类技术。 4.推广应用与效益: 项目技术成果已成功应用于获各琦铜矿、香炉山钨矿、会东大梁矿业等金属矿山的工业生产,取得了安全髙效和经济型开采的良好应用效果。矿山累计采出矿石312. 58万t,新增销售额186702.65万元,新增利润74975.33万元。技术成果具有广泛应用前景,有力推动了充填采矿技术进步和采矿工业发展。
[成果] 1900010787 北京
TD82 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:煤炭资源是一次性非再生战略能源,国家提倡走资源集约化开采和可持续发展之路。长期以来,我国“三下”压煤问题突出(压煤量髙达137.9亿t),常采用传统的条带开采和充填开采方法进行沉陷控制,但资源采出率低、生产不可持续,或成本高、应用受限。另一方面,我国煤层赋存条件复杂多变,特别是倾斜、急倾斜煤层深部开采,沉陷时空变化规律十分复杂,沉陷控制难度大。 为了提高采出率、保障井上下安全、保护生态环境,进行沉陷控制思想和技术创新十分必要。该项目针对倾斜、急倾斜(薄-中-厚-特厚)煤层深部开采条件,创新了技术思路:通过井下开采布局、尺寸、顺序的调整优化,实现移动量和不均匀变形的控制,突破了以资源损失换井上下安全的技术思路,大幅度提高采出率,提出了煤矿开采沉陷预测新方法,创新研发了开采沉陷时空协调控制技术,攻克了倾斜、急倾斜深部沉陷控制与“三下”采煤的难题,取得了如下创新成果: (1)创新研发了急倾斜薄-中厚煤层采区间块段式倾向条带协调开采岩层移动控制技术、急倾斜厚煤层阶段集中与无煤柱延伸开采岩层移动控制技术、急倾斜特厚煤层仰式反斜开采岩层移动控制技术、倾斜煤层协调式跳采全采岩层移动控制技术,构建了倾斜、急倾斜煤层部开采沉陷时空协调控制技术体系。 (2)首次提出了任意倾角煤层、急倾斜特厚煤层、倾斜煤层非充分开采沉陷预测方法,包括采空区矢量法、影响传播角积分法等4种沉陷预测方法,创建了不同倾角,不同煤厚和不同充分度的开采沉陷预测体系。 (3)揭示了倾斜、急倾斜薄-中厚-厚-特厚煤层开采的岩层移动力学机理,得出了岩层移动的传播模式、分区沉陷特征和不同开采阶段地表沉陷的时空变化规律。 (4)构建了可调可旋转、适合不同倾角煤层的开采沉陷相似模拟实验平台,研发了开采沉陷预测分析软件系统,包括倾斜煤层、急倾斜煤层、特厚急倾斜煤层开采沉陷预测和采动损坏等级评价等6个软件。 (5)创新提出了针对密集村庄下地表沉陷控制的矿井开拓布置和采区优化设计方法,构建了基于沉陷时空协调控制技术的新开采系统。 项目成果突破了传统的开采沉陷预测方法和控制技术的局限,填补了国内外急倾斜煤层开采沉陷预测理论的空白。获得省部级科技进步奖7项(中国煤炭工业协会科技进步一等奖2项)、国家发明专利3项、软件著作权6项,发表论文112篇(SCI检索5篇,EI检索20篇),出版专著1部、教材1部。研究成果推动了该领域的科技进步和学科发展。 项目成果应用于不同类型采矿地质条件的京西、窑街、开滦、峰峰和丰城等5个矿区,累计安全采出“三下”压煤2858.84万t,产值282.89亿元(其中创外汇1.59亿美元),新增利润181.45亿元,取得了巨大的经济效益和良好的社会效益,具有广泛的推广应用前景。
[成果] 1900010479 江苏
TD94 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:该项目属选矿技术学科。煤炭是我国的主体能源,由于我国原煤质量差、加工利用程度低,造成严重的资源浪费和环境污染。选煤是洁净煤的源头技术,长期以来,选煤以湿法为主,我国2/3以上的煤炭分布在西部干旱缺水地区,难以采用湿法选煤技术,褐煤等遇水易泥化的低阶煤不宜采用湿法分选。传统干法分选技术存在分选效率低、适应性差等问题,迫切需要高效干法选煤技术。 该项目在国家“863计划”和自然科学基金创新群体等资助下,产学研联合自主创新,开发了煤炭高效干法分选关键技术,解决了煤炭高效干法分选的世界性难题。主要科技创新有: (1)在国际上首次创立了系统的气固流态化干法分选理论,为煤炭高效干法分选关键技术提供了理论支撑。揭示了浓相高密度气固分选流态化的形成与调控机理,提出了大压降低流化数稳压布风方法和分选流态化质量的压降准数判别准则,建立了床层密度的定量调控模型。揭示了煤炭在振动与气流复合力场中的分选机制,建立了分选流态化中多组分、多尺度颗粒的动力学模型。 (2)在国际上首次发明了大型复合式干法分选技术,实现了煤炭大规模干法分选提质。提出了大型复合式干法分选床的梯级布风方法,实现了大床面稳定布风:优化了格条结构,分选下限由6mm降低至lmm,分选精度提高40%;发明了大型复合式干法分选床,优化了床体结构,提高了分选机可靠性。研制了世界最大型的复合式干法分选机,处理能力达480t/h。 (3)发明了干法重介质流化床分选技术,在国内外首次实现了煤炭高精度干法分选。发明了装配式耐磨抗堵布风技术,解决了长期以来布风板堵塞的技术难题:开发了宽粒级二元加重质的级配技术,主导粒级拓宽2.5倍;发明了加重质内循环技术,分选机外加重质循环量减少80%;研制了独立双驱动产品输送装置,单位面积处理能力提高70%。研制了干法重介质流化床分选机,分选精度E值为0.05-0.08,分选效率>90%,吨煤介耗<0.5kg。 (4)开发了世界上首套模块式高效干法选煤工艺系统,实现了我国西部干旱缺水地区煤炭的高效干法分选。由原煤准备、水分控制、粗选和精选模块组成高效干法选煤工艺,粗选提质采用大型复合式干法分选技术,精选加工采用干法重介质流化床分选技术,将筛分、干燥、分选、介质回收、产品输送、供风和除尘等优化集成。具有不用水、工艺简单、适应性强、分选精度高、成本低等特点,分选效率>90%,分选密度1.3~2.2g/cm3,吨煤加工成本降低30%~50%。 该项目对节约能源、减轻环境污染具有重大意义。已在全国29个省(市)、自治区推广应用1275套,年分选煤炭近2亿吨,并出口至美国、俄罗斯和澳大利亚等21个国家65套。获中国煤炭工业科学技术一等奖1项、教育部科技进步一等奖1项、教育部自然科学一等奖1项,授权美国等国外专利15件、中国发明专利30件,发表SCI论文85篇、EI论文131篇,被SCI引用754次。 经专家鉴定,技术水平居国际领先,是世界选煤技术的重大突破。
[成果] 1900010785 北京
TD853.364 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:我国矿产资源丰富,但大宗消费矿产资源禀赋差,其中铜矿平均品位小于1%,铁矿平均品位仅33%,大量贫矿资源因开采不经济而难以开发。上世纪八十年代末,为开发铜矿峪矿这一特大型贫矿,引进了电耙出矿矿块崩落法技术,并由多家单位参与研究,实现了在中国的初步应用。但由于工艺落后,存在效率低、安全性差等诸多技术难题,远不能满足矿山发展的需要。为扭转技术严重落后局面,项目完成单位在于润沧院士的指导下创立了超前拉底应力迁移理论,研发了特厚大矿体高效连续自然崩落法开采关键技术,彻底变革了原有开采工艺,使铜矿略铜矿年产量超过了700万吨,产量提升80%,劳动生产率提高1倍以上,采矿成本仅为国外同类规模矿山的52%。近5年在地质品位仅CuO.54%的情况下,铜矿峪铜矿总销售收入达69.9亿元,利润总额达26.2亿元,经济和社会效益十分显著,使我国自然崩落法技术步入了世界先进行列。该项目有四个方面技术创新: 1、针对电耙出矿矿块崩落法存在的作业效率低、安全性差等难题,创立了超前拉底应力迁移理论和高中段大面积全无轨自然崩落法开采技术体系,开发了大型无轨设备作业的底部结构型式、前进式拉底方式、适应高动载荷环境的组合支护等为核心内容的自然崩落法关键技术,实现了从电耙出矿矿块崩落法工艺向髙效无轨设备作业自然崩落法工艺的根本性变革。 2、针对特厚大倾斜矿体难以连续开采难题,开发了主、副层时空协同连续开采技术,研发了倾斜矿体主副层相结合的下盘台阶式协同布置工艺、对角式等速度连续拉底顺序、崩落顶板光时域反射安全预警防控技术,解决了特厚大倾斜矿体高中段连续崩落、下盘三角矿体回收和崩落顶板实时精准监测难题。 3、针对传统矿块崩落法放矿管理系统复杂、准确性差等难题,开发了融合矿床资源模型和出矿数据动态采集、传输和分析于一体的自然崩落法智能放矿管理平台,实现了放矿计划动态调整、交互式可视化放矿管理和放矿管理平台的SaaS云服务,有效提高了放矿管理效率和崩落及出矿过程安全管控能力。 4、开发了胶带斜井与辅助斜坡道平行布置,多点力矩调控联合驱动的长距离、大髙差、高强度矿石胶带提升运输技术,破解了井下大规模开采的提升运输难题,创造了非煤地下矿山运输能力之最。 该项目达到国际先进水平,其中胶带斜井与辅助斜坡道平行布置的开拓方式,特厚大倾斜矿体主、副层相结合的开采方式等方面达到国际领先水平。该项目已获省部级科学技术奖一等奖2项,省部级优秀工程设计奖一等奖1项:共获得国家授权专利10项(含发明专利5项),计算机软件著作权2项:发表学术论文12篇,其中4篇在澳大利亚、瑞典等国家举办的重大国际学术会议上报告并发表;编写设计手册共19万字。技术成果正在普朗铜矿、紫金罗卜岭矿区、眼前山铁矿深部等特大型矿山推广应用,大力提升了我国贫矿资源开发力度,上述矿山建成后生产能力将达到年6000万吨以上,年销售收入超130亿元。
[成果] 1700430012 湖北
TQ536.1 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] 1800230082 河北
[TD94, X703] 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。
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