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时间:2018-10-03
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1、山西省科学技术奖推荐书科学技术进步类(2015年度)一、项目基本情况学科(专业)评审组采矿选矿与安全工程评审组序号16项目类别技术开发编号项目名称中文薄煤层无人工作面煤与瓦斯共采关键技术与示范英文Keytechnologyanddemonstrationforcoal-gassimultaneousextractioninthethincoalseammanlessminingface主要完成人方新秋,刘建高,李进鹏,王方田,王凌鹤,姚晋国,姜小强,屠世浩,武金福,谢小平主要完成单位华晋焦煤有限责任公司,中国矿业大学推荐单
2、位(盖章)项目名称可否公布是密 级非密定密日期保密期限(年)定密审查机构主题词薄煤层;无人工作面;自主定位;低透气性高瓦斯煤层群;深孔定向钻进;煤与瓦斯共采学科分类名称1煤矿开采代码440.35102代码3代码所属国民经济行业(B)采矿业任务来源A2、863计划具体计划、基金的名称和编号:薄煤层开采关键技术与装备(2012AA062101)项目起止时间起始:2011年11月1日完成:2014年11月31日山西省科学技术奖励委员会办公室制38二、项目简介项目所属科学技术领域、主要科技内容、技术经济指标、促进行业科技进步作用及
3、应用推广情况本项目属于煤炭地下开采领域,来源于国家高技术研究发展计划(863计划)项目“薄煤层开采关键技术与装备”(2012AA062101)等,开发了薄煤层无人工作面煤与瓦斯共采关键技术。我国薄煤层储量占总储量的20.4%,很多是国民经济发展必需的焦煤等稀缺煤类。无人工作面开采技术具有自动化程度高、作业环境好等优点,有利于开发薄煤层资源,而且采用该技术先采低透气性高瓦斯近距离煤层群中的薄煤层,既开发了优质焦煤和煤层气资源,又为煤与瓦斯突出煤层安全高效开采提供了有利条件。本项目综合运用现场调研、实验室测试、理论分析、数值模
4、拟及现场实测等方法进行了深入研究,主要成果包括:(1)建立了无人工作面系统工程模型,研究开发了煤岩界面自动识别、采煤机自动调高和自主定位等关键技术,进行了自主定位系统误差分析,构建了薄煤层自动化无人工作面开采技术体系。采用回采巷道集中控制,实现了作为保护层的薄煤层的无人工作面开采。(2)在低透气性高瓦斯近距离煤层群开采条件下,确定了薄煤层上保护层沿空留巷膏体混凝土充填墙体材料及合理尺寸,应用沿空留巷Y型通风技术解决了回采工作面上隅角、回风流瓦斯超限问题,提高了优质焦煤资源回采率。(3)针对低透气性高瓦斯近距离煤层群条件,研
5、究提出了薄煤层保护层及被保护层一体化综合瓦斯抽采技术,通过顺层抽采、顶板裂隙带抽采、沿空留巷埋管抽采及被保护层卸压瓦斯深孔定向钻进抽采,实现了煤与瓦斯安全高效共采。本项目在理论与技术方面均取得重大突破,与国内外同类技术相比,技术经济优势明显,项目整体达到国际先进水平。本项目研究已出版专著1部,发表相关论文16篇,其中被SCI检索4篇、EI检索4篇,授权发明专利1项,受理发明专利9项。研究成果在华晋焦煤沙曲矿应用,开采薄煤层优质焦煤83.8万t,抽采纯瓦斯55.1Mm3,累计新增利润7.1亿元,实现了低透气性高瓦斯煤层群条件
6、下薄煤层保护层无人工作面煤与瓦斯共采,取得了显著的经济和社会效益,具有广阔的推广应用前景。38三、项目详细内容1.立项背景我国薄煤层占总储量的20.4%,很多是国民经济发展必需的焦煤等稀缺煤类。但由于地质条件和开采环境复杂,薄煤层开采存在机械化程度低、劳动强度大、作业环境差等问题,产量仅占总产量的10.4%。很多矿区都存在着包括薄煤层在内的低透气性高瓦斯近距离煤层群条件,若先开采突出煤层则易造成:①煤与瓦斯突出危险性大,易人员伤亡事故;②为防止采掘期间煤与瓦斯突出采取的措施,造成岩石巷道工程量大、钻孔抽采量大和人力物力财力
7、消耗大;③薄煤层资源被破坏而不能继续开采。大量实践表明,选择薄煤层作为保护层进行开采和预抽煤层瓦斯可有效防治煤与瓦斯突出,同时开发了优质煤炭和煤层气资源。无人工作面开采技术是实现煤矿安全高效生产的新途径,特别是对长期发展缓慢的难采薄煤层开发具有重要战略意义,同时也是实现低透气性高瓦斯煤层群安全高效开采的有效途径。在国家863计划“薄煤层开采关键技术与装备”、国家自然基金面上项目“煤层群薄煤层机械化开采卸压增透机理研究”、国家自然基金青年基金项目“长壁工作面采煤机自主定位系统关键技术研究”等项目支持下,进行了薄煤层无人工作面
8、煤与瓦斯共采关键技术研究。华晋焦煤有限责任公司沙曲矿位于山西省吕梁市,可采储量12.76亿t。全矿井绝对瓦斯涌出量479.91m3/min,相对瓦斯涌出量103.75m3/t,属煤与瓦斯突出矿井。3+4#煤层相对瓦斯含量为11.56m3/t,瓦斯压力1.5MPa;5#煤层相对瓦斯含量为14.74m3/t
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