联系我们    |    在线留言    |   

欢迎访问盈彩网_盈彩网彩票_盈彩网官网官网!

>
>
>
2019年度国家科学技术奖提名公示

关注手机二维码

关注微信二维码

地址:山西省吕梁市离石区久安路

电话:0358-8296368

传真:0358-8296318

盈彩网_盈彩网彩票_盈彩网官网版权所有
 

资讯详情

2019年度国家科学技术奖提名公示

分类:
通知公告
作者:
来源:
2019/01/04 11:44
【摘要】:
2019年度国家科学技术奖提名公示

项目名称:

炼焦煤极近距离煤层群资源与呆滞资源整体开采关键技术

提名单位意见:

提名者:

山西省

提名意见:

炼焦煤资源稀缺,战略价值高,且炼焦煤伴生瓦斯资源丰富,但煤层透气性差、吸附性强,瓦斯抽采难度大,提高开采回采率与瓦斯抽采率必将导致安全风险与技术难度成倍增加。同时,超低浓度及低浓度瓦斯利用技术难度大,利用量极其有限,造成严重的环境污染。该项目经过十余年的自主创新与科技攻关,攻克了炼焦煤开采、瓦斯抽采与瓦斯利用方面存在的技术、装备等诸多难题。首创上部煤层坚硬顶板与下部煤层破碎夹石顶板联合控制技术,解决高回采率开采引发的安全生产难题,使矿井资源回采率提高10%;开发近距离高瓦斯煤层群高效抽采关键技术与装备,解决近距离高瓦斯煤层群瓦斯抽采技术难题;首创低浓度瓦斯富集纯化分质高效利用关键技术,实现低浓度瓦斯的全域分质高效利用。在西山煤电、霍州煤电、汾西矿业、盈彩网全面推广应用,累计回收残煤、煤柱及村庄压煤资源1.25亿吨,多抽采瓦斯2.6亿m3,年利用低浓度瓦斯1.09亿m3。成果获省部级科技进步一等奖5项、二等奖10项,授权发明专利13项,其他知识产权40项,发表SCI、EI论文36篇。在龙煤等矿区应用,效果十分显著,实现稀缺炼焦煤及伴生瓦斯资源一体化高效开发。

提名该项目为国家科技进步二等奖。

项目简介:

该项目属于矿山工程技术领域。来源于“十一五”国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金重点项目与企业横向项目等。

炼焦煤是保障钢铁工业安全不可替代的战略资源,按现在的可采储量,仅可采30年。山西焦煤所属矿区煤层为极近距离,高瓦斯、难抽采煤层群。受历史开采技术与装备限制,上部已采煤层既有遗留煤柱、边角煤等呆滞资源高达20亿吨以上,又有采空区水、火、瓦斯等多种灾害,采用传统残采方法回收呆滞资源技术难度大、成本高、安全风险大,必须采用先抽后采的煤与瓦斯一体化开采,进而实现资源与呆滞资源整体开采。项目以稀缺炼焦煤高回收率开采、瓦斯高效抽采、低浓度瓦斯利用为主线,通过研究上部煤层坚硬顶板与下部煤层破碎夹石顶板联合控制技术、近距离煤层群瓦斯一体化高效抽采与低浓度瓦斯富集纯化分质高效利用等关键技术,经过多年持续攻关,取得一批科技创新成果,主要创新如下:

1、首创上部煤层坚硬顶板与下部煤层破碎夹石顶板联合控制技术

研制极近距离煤层群整体开采上层煤坚硬顶板改性弱化技术,揭示坚硬顶板岩层注水压裂强度变化规律,实现坚硬顶板定向预裂与软化破裂,解决了采空区坚硬顶板大面积悬顶冒落形成飓风威胁安全开采的技术难题;研制极近距离煤层群整体开采下层煤破碎顶板主、被动耦合支护技术,实现在矿山压力巨幅波动条件下保持巷道顶板完整性,解决了极近距离煤层群开采下部煤层夹岩破碎顶板难以控制的技术难题;研制井下煤矸分离技术,实现炼焦煤提质,将层间夹矸分离回填至废弃巷道或采空区,减少了矸石排放。

2、首创近距离煤层群瓦斯一体化高效抽采关键技术与装备

首创井下上穿层、中间层走向顺层多分支钻孔的近距离多煤层整体水力压裂促抽技术,研制近距离煤层群井下整体水力压裂装备,攻克了分支钻孔煤泥堵孔、煤层透气性差、煤层间连通性差、钻进工程量大、封孔多、漏气性大导致瓦斯抽采浓度低等技术难题,实现了单煤层钻孔对本煤层与临近层瓦斯的一体化抽采;首创松软低渗透煤层深孔液态二氧化碳相变致裂增透技术,研制远距离多点二氧化碳相变致裂成套装备,攻克了延时致裂、分段致裂、致裂装备止飞、致裂装备与钻孔耦合关系等技术难题,实现了致裂孔与抽采孔交替配合的整体增透抽采。研发低渗透煤层瓦斯调控抽采技术,实现了抽采泵站变频调节,自动控制抽采钻孔及管路阀门开度,解决了高抽采负压、低抽采效率难题;研发新老采空区“以孔代巷”低负压、大流量抽采技术与成套装备,颠覆了传统大流量抽采必须依赖专用抽采巷道的模式;研发近距离煤层群瓦斯与火灾一体化防治关键技术,揭示瓦斯抽采诱导浮煤自燃致灾关联因素及其耦合作用关系。

3、开发低浓度瓦斯富集纯化分质高效利用关键技术

发明了疏水型无机多级孔甲烷吸附剂,优化材料的吸附分离性能,研发了吸附剂快速合成技术,开发连续制备过程中的实时监测与控制系统;开发双回流式多级变压吸附分离技术与工艺,研制装填了疏水型无机多级孔甲烷吸附剂的低浓度瓦斯富集纯化装备;自主研发乏风超低浓度瓦斯高效催化氧化技术与装备,合成具有梯度型与层状八面体结构的氧化铈催化剂载体,对氧化铈形貌、结构与晶面、氧空位进行优化与调控,实现浓度0.75%以下乏风瓦斯的高效氧化,瓦斯转化率达95%以上。

项目整体达到国际领先水平。应用以来,累计回收残煤、煤柱等呆滞资源1.25亿吨,多抽采瓦斯2.6亿m3,年利用低浓度瓦斯1.09亿m3。获省部级科技进步一等奖5项、二等奖10项,授权发明专利13项,其它知识产权40项,发表SCI、EI论文36篇。在山西焦煤、龙煤等五个矿区应用,实现稀缺炼焦煤及伴生瓦斯资源一体化高效开发。

客观评价:

项目“瓦斯抽采钻孔分体组合式囊袋无管封孔技术材料及装备研究”经中国煤炭工业协会组织的鉴定委员会鉴定,鉴定委员会认为:①研制出适应性强的CE高水膨胀封孔材料;②研发的分体组合式囊袋封孔技术,可有效解决塌孔、堵孔、封孔段长度不可调等问题;③项目成果在官地矿、电兰矿、杜儿坪矿等多个煤矿推广应用,封孔成功率达到了100%。综上所述,鉴定委员会认为该项目研究成果达到国际先进水平,同意通过鉴定。

项目“近距离突出煤层群瓦斯分组成藏特征及综合治理技术体系研究”经中国煤炭工业协会组织的鉴定委员会鉴定,鉴定委员会认为:①揭示屯兰矿近距离突出煤层群瓦斯分组成藏特性,获得了近距离煤层群上、下组瓦斯层序,垂下成藏特征和主控制因素;②确定了瓦斯含量作为上下组主采煤层区域预测敏感指数,k1值作为局部预测指标,并对临界值进行划分。综上所述,鉴定委员会认为该项目研究成果达到国际先进水平,同意通过鉴定。

项目“杜儿坪矿密闭巷道-钻孔联合预抽技术研究”经国家安全生产监督管理总局组织的鉴定委员会鉴定,鉴定委员会认为:①密闭巷道-钻孔联合预抽新技术有效地提高了瓦斯抽采浓度和抽采量,实现了井下大流量高弄浓度的瓦斯抽采;②建立了钻孔瓦斯抽采的流动方程,得出了预抽区域内瓦斯在时间、空间上的分布规律,确定了煤层瓦斯抽采量、抽采率等重要参量的估算方法,优化了杜儿坪矿2#、8#、9#煤层瓦斯抽采钻孔的参数。综上所述,鉴定委员会认为该项目研究成果达到国际先进水平,同意通过鉴定。

项目“5000万吨级矿区巷道支护技术创新体系及应用”经山西省科学技术厅组织的鉴定委员会鉴定,鉴定委员会认为:①确定出西山矿区巷道顶板结构面类型,提出近距离煤层巷道、强烈动压巷道围岩控制原理及技术,解决了近距、动压、永久及普通回采等4类巷道支护难题;②研发出适合西山矿区的高强度拱形锚杆锚索托板,攻克了锚杆锚索及其附件配套性差的技术难题。综上所述,鉴定委员会认为该项目研究成果达到国际先进水平,同意通过鉴定。

与课题相关的论文SCI 、EI收录36篇。

应用情况:

项目于 2004 年 1 月起始, 2015 年 12 月完成整体技术研发。部分先期研究成果于2008 年1 月开始在山西焦煤集团下属的西山煤电、 霍州煤电、 汾西矿业、盈彩网推广应用。根据山西焦煤集团所属 4 个子公司取证统计,近 3 年内累计多采出炼焦煤资源2289万吨,创产值 122.9亿元。另外,项目部分科技成果在龙煤集团得到推广应用,近 3 年累计多采出炼焦煤资源201万吨,创产值 11.6亿元。

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人情况:

李晋平,排名1,副校长,教授,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点2、3做出了突出贡献。开发出新型双回流多级变压吸附分离结构,研制出首台填装无机多孔吸附剂的低浓度瓦斯富集装置。并组织中在西山煤电集团等推广应用。

梁春豪,排名2,总经理,教授级高工,工作单位盈彩网_盈彩网彩票_盈彩网官网,完成单位太原理工大学。对创新点1、2做出了突出贡献。开发极近距离煤层上部坚硬顶板改性弱化技术;开发极近距离煤层夹岩破碎顶板控制关键技术。并在盈彩网集团推广应用。

贺志宏,排名3,总工程师,教授级高工,工作单位西山煤电(集团)有限责任公司,完成单位西山煤电(集团)有限责任公司。对创新点1、2做出了突出贡献。组织研发了超大直径钻孔抽采采空区瓦斯技术;研发瓦斯调控抽采技术。并在西山煤电集团等推广应用。

王雪峰,排名4,副教授,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点1、3做出了突出贡献。提出判定炼焦煤自燃难易的方法,制定了瓦斯与火一体化防治技术方案;研制乏风超低浓度瓦斯催化氧化装置,实现低浓度乏风瓦斯的高效氧化。

张勋,排名5,讲师,工作单位辽宁工程技术大学,完成单位辽宁工程技术大学。对创新点1、3做出了突出贡献。对创新点1、2做出了突出贡献。开发判定炼焦煤自燃难易软件系统;研发矿井调控抽采技术。

邓汉忠,排名6,副教授,工作单位辽宁工程技术大学,完成单位辽宁工程技术大学。对创新点1、2做出了突出贡献。研发了不同材料、不同配比的高效混合型阻化剂;建立了阻化剂喷洒系统,制定了喷洒参数。

杨艳国,排名7,副教授,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点1、2做出了突出贡献。开发极近距离煤层夹岩破碎顶板控制关键技术;研发瓦斯调控抽采技术。

张兴华,排名8,研究院,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点2做出了突出贡献。开发煤层群穿层钻孔促抽技术及装备。研发采空区“以孔代巷”低负压、大流量抽采技术与成套装备。

杨江峰,排名9,副教授,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点3做出了突出贡献。攻克低浓度瓦斯富集纯化关键吸附剂技术,实现疏水型无机多级孔甲烷吸附剂。

郝朝瑜,排名10,副教授,工作单位太原理工大学,完成单位太原理工大学。对创新点1做出了突出贡献。研究了极近距离可采资源与呆滞资源共采矿压规律及支护技术,制定了瓦斯与火一体化防治技术方案。

 

主要完成单位及创新推广贡献:

单位名称:太原理工大学(排名1)

单位贡献:开发出新型吸入式多级变压吸附分离结构;研制出首台低浓度瓦斯富集装置。攻克多级孔和微孔高硅分子筛快速合成方法,攻克低浓度瓦斯富集纯化关键吸附剂技术,实现疏水型无机多级孔甲烷吸附剂;研制乏风超低浓度瓦斯催化氧化装置,实现低浓度乏风瓦斯的高效氧化;开发煤层群穿层钻孔促抽技术及装备,研发采空区“以孔代巷”抽采技术与成套装备。研究了极近距离可采资源与呆滞资源共采矿压规律及支护技术,制定了瓦斯与火一体化防治技术方案。并组织在西山煤电集团等推广应用。

单位名称:山西焦煤集团有限责任公司(排名2)

单位贡献:开发极近距离煤层上部坚硬顶板改性弱化技术,揭示顶板岩层注水软化特性与断裂强度变化规律;开发极近距离煤层夹岩破碎顶板控制关键技术;;开发超大直径钻孔插管抽采采空区瓦斯技术;研制ZDJ10000L型煤矿用履带式650mm超大直径钻机,以超大直径钻孔替代“两巷”抽采。组织研究成果在西山、华晋、汾西、霍州等集团全面推广应用。

单位名称:辽宁工程技术大学(排名3)

单位贡献:建立了瓦斯抽采参数优化新方法,研发瓦斯调控抽采技术。开发了不规则工作面开采综合管控系统。制定了瓦斯与火一体化防治技术方案。成果在龙煤等集团成功推广应用。

单位名称:西山煤电(集团)有限责任公司(排名4)

单位贡献:组织研发了超大直径钻孔抽采采空区瓦斯技术;研发瓦斯调控抽采技术。研制乏风超低浓度瓦斯催化氧化装置,实现低浓度乏风瓦斯的高效氧化;组织在西山煤电集团所属矿井推广应用。。

单位名称:盈彩网集团有限责任公司(排名5)

单位贡献:开发极近距离煤层夹岩破碎顶板控制关键技术;开发极近距离煤层上部坚硬顶板改性弱化技术;研发近距离煤层群瓦斯与火灾一体化防治关键技术;在盈彩网集团所属矿井推广应用。

完成人合作关系说明:

本项目成果主要由太原理工大学、山西焦煤集团有限责任公司、辽宁工程技术大学、西山煤电(集团)有限责任公司、盈彩网集团有限责任公司等单位长期合作研发完成,各完成人之间有着多年的合作经历,完成了多项技术合作,共同组成了中国国际卓越瓦斯治理中心,并获得了多项省部级奖励等科研成果。

项目第一完成人太原理工大学李晋平及其团队成员王雪峰、杨艳国、张兴华、杨江峰、郝朝瑜,山西焦煤集团有限责任公司、盈彩网集团有限责任公司梁春豪、西山煤电(集团)有限责任公司贺志宏、辽宁工程技术大学邓汉忠、张勋等均为中国国际卓越煤炭瓦斯治理中心专家。中国国际卓越煤矿瓦斯治理中心,是目前全球唯一的在联合国欧洲经济委员会以“UNECE·2017/OES/150/科教”授权下,由企业主导的甲烷管理枢纽机构;是以山西焦煤集团有限责任公司为依托,在中国建立的一个非营利性(NGO)的国际组织。太原理工大学、辽宁工程技术大学为其理事单位。

太原理工大学、辽宁工程技术大学、山西焦煤集团有限责任公司、盈彩网集团有限责任公司、西山煤电(集团)有限责任公司在多年的项目合作经历中,共同合作了项目“极近距离煤层安全开采关键技术研究”的主要合作人员包括:贺志宏、张勋、邓汉忠、王雪峰、郝朝瑜,项目“多因素耦合作用下矿井“四量”合理可采期研究”的主要合作人员包括:梁春豪、张勋、邓汉忠、王雪峰、杨艳国、郝朝瑜;项目“近距离突出煤层群瓦斯分组成藏特征及综合治理技术体系研究”的主要合作人员包括:贺志宏、梁春豪,该项目获得2014年山西省科技进步三等奖等。李晋平和杨江峰合作完成了本项目的发明专利“一种以硅溶胶为硅源快速合成介孔Silicalite-1分子筛的方法”和“甲烷-氮气双组份分离方法及装置”。

新闻中心

推荐专题

改革创新 奋发有为
安全进行时
华晋好故事