公示公告

關于擬申報2021年度重慶市科學技術進步獎公示內容

2021-09-02 17:11:23


一、項目名稱

      急傾斜煤層長壁采場圍巖控制與智能高效開采關鍵技術及裝備

二、提名單位與提名等級

      提名單位:
      重慶市南岸區科學技術局
      提名等級:
      提名該項目申報2021年度重慶市科學技術進步獎二等獎。

三、項目簡介

      智能開采是實現煤炭行業高質量發展的必由之路,目前,近水平緩傾斜煤層的智能開采已取得重要進展。但受制于煤層傾角效應制約急傾斜煤層開采難度大,機械化水平低、智能開采尚處空白。目前,該類煤層開采仍傳統的非機械化采煤方法為主,安全隱患多,勞動強度大、產能產效低,亟需從理論、技術、裝備體系整體突破,最終實現自動化智能化。項目圍繞急傾斜煤層長壁開采的巖層控制理論、關鍵技術裝備及自動化控制三個方面展開研究攻關,形成以下創新成果:
      (1)基于相似材料模擬實驗、數值分析、理論分析的綜合研究手段,揭示了急傾斜煤層長壁采場非對稱采動應力路徑控制作用下的頂板變形破斷規律,覆巖巖體結構形成與變異機制、區段煤柱失穩破壞機制。為該類煤層的礦山壓力預測控制、“支架-圍巖”系統穩定性控制、合理煤柱留設與端頭支護提供了理論指導依據。

  1. 創新了以“雙向割煤,順序移架,整體推溜”為核心特征的急傾斜煤層長壁偽俯斜綜合機械化采煤工藝。基于采場動態、多維、多目標“支架-圍巖”交互作用關系,發明了工作面非線性布置技術、端面片幫冒頂控制技術、設備限位控制及再穩定技術、飛矸沖擊防控技術。保障了工作面的正常回采與人員設備安全。
  2. 研制了以“大牽引力、滾筒內嵌、過失制動、自動卷攬”為特點的自移式交流變頻電牽引采煤機;以“輕質高強材料整體鑄造、溜槽端-中部導向鏈接”為特點的煤炭自溜運輸裝置;以“頂梁底座異形設計、斜拉油缸防倒防竄、上窄下寬防扭防擺”為特點的新型掩護式液壓支架。為采煤全過程提供了針對性強、適用性好、可靠性高的成套技術裝備保障。
  3. 緊跟“自動化減人”的煤炭開采技術前沿,研發了急傾斜煤層俯偽斜綜合機械化采煤工作面電液自動控制系統。該系統解決了工作面高段供液難題,兼容了了zigbee無線組網技術和順槽集控中心遠程監控技術,實現了綜采工作面生產過程的自動化控制與數字化監測。
      該項目在重慶能源集團所屬逢春煤礦應用,單產和工效提高3倍以上;近年來已在重慶、四川、貴州、新疆等省區急傾斜煤層開采條件礦井推廣應用。項目獲得授權發明專利10項,實用新型專利8項,制定地方性煤炭開采技術標準1項,專著1項。

四、主要知識產權和標準規范等目錄

知識產權類別 知識產權具體名稱 授權號 權利人 有效
狀態
發明
專利
急傾俯偽斜導向輸送機 ZL201611067446.1 哈爾濱博業科技開發有限責任公司、重慶市能源投資集團科技有限責任公司 有效
實用 新型 一種用于急傾斜回采工作面的液壓支架 ZL201921014997.0 重慶市能源投資集團科技有限責任公司 有效
實用 新型 采煤機主體結構 ZL202022173288.6 重慶市能源投資集團科技有限責任公司 有效
發明
專利
一種分叉合并煤層綜采連續推進開采的方法 ZL201010530699.4
 
中國礦業大學 有效
發明
專利
一種工作面巷道支護鋼梁安裝和回撤的方法 ZL201310072555.2 中國礦業大學 有效
發明
專利
一種薄煤層煤巖界面識別及滾筒自動調高的方法 ZL201310121939.9 中國礦業大學 有效
發明
專利
一種大采高綜采場頂板分類與支護阻力確定方法 ZL201310121703.5 中國礦業大學 有效
發明
專利
一種急傾斜綜采工作面采空區矸石充填帶寬度的確定方法 ZL201310042460.6 中國礦業大學 有效
發明
專利
急傾斜區段煤柱巷旁充填 ZL201310091619.3 中國礦業大學 有效
發明
專利
一種三軟煤層仰、俯采工作面支架防插底方法 ZL201710383847.6 中國礦業大學 有效
地方
標準
急傾斜薄煤層俯偽斜綜合機械化開采技術規范 DB50/T 895-2018 重慶市能源投資集團有限公司、重慶市能源投資集團科技有限責任公司、哈爾濱博業科技開發有限責任公司、山東礦機集團股份有限公司等。 有效
專著 薄及中厚急傾斜煤層長壁綜采覆巖運動規律與控制機理研究 ISBN 978-7-56-463142-0 屠洪盛個人
排名第一
 
 

五、主要完成單位及創新推廣貢獻

      主要完成單位:重慶市能源投資集團有限公司、重慶市能源投資集團科技有限責任公司、中國礦業大學、哈爾濱博業科技開發有限責任公司、山東礦機集團股份有限公司、重慶松藻煤電有限責任公司共同完成,各單位對本項 目科技創新和成果推廣的貢獻如下:
      1、重慶市能源投資集團有限公司為該成果第一完成單位
      根據集團所處礦區急傾斜、薄煤層、高瓦斯等極難開采的煤炭資源條件,從2010年開始,自主立項完成了“急傾斜薄煤層機械化開采技術研究”、“緩傾斜薄煤層工作面無人綜采技術研究”、“極薄煤層綜采無人開采關鍵技術及裝備配套研究”、“急傾斜薄煤層俯偽斜綜合機械化開采技術研究及應用”等科技創新項目的論證、核心技術研究、裝備研制、測試檢驗和工業性試驗等工作,提供了資金、人員和組織管理服務等科研條件,對項目的實施和完成、形成“急傾斜煤層長壁采場圍巖控制與智能高效開采關鍵技術及裝備”創新成果起到了領導性、決策性作用。
      2、重慶市能源投資集團科技有限責任公司為該成果第二完成單位
      負責集團全部煤炭開采科技創新研究項目管理,承擔急傾斜薄煤層綜合機械化開采技術、工藝研究工作,組織了急傾斜薄煤層采煤機、液壓支架、多功能導向裝置和自動化控制系統等核心裝備的設計、制造、檢驗、煤安標志申領等工作,組織了“急傾斜煤層長壁采場圍巖控制與智能高效開采關鍵技術及裝備
”項目技術論證、開采工藝設計、關鍵裝備研制等工作。重慶市能源投資集團科技有限責任公司機械裝備及工藝研究院科研人員對綜采裝備對45º~85º急傾斜工作面的適應性、穩定性和安全性研究以及關鍵結構設計方面做出了重要貢獻。
      3、中國礦業大學為該成果第三完成單位
      利用礦山壓力和巖石力學等理論,揭示急傾斜煤層工作面圍巖受力-變形-破斷-失穩規律和礦壓顯現特征,研究了急傾斜工作面支架支護阻力、側護阻力、推移拉力等計算方法,給出了急傾斜工作面區段煤柱的合理留設方法,為采煤工藝設計、綜采裝備研制、工作面裝備選型、設備防滑防倒等提供了理論依據。
      4、哈爾濱博業科技開發有限責任公司為該成果第四完成單位
      參加項目整體設計,在研究分析急傾斜煤層綜采工作面俯偽斜開采工藝的基礎上,研制了急傾斜煤層大功率大牽引力電牽引采煤機、多功能導向輸煤裝置,解決了50º以上急傾斜綜采工作面采煤機上行開采、急傾斜綜采工作面煤炭輸送和工作面設備整體聯接和導向移設等技術難題。
      5、山東礦機集團股份有限公司為該成果第五完成單位
      參加項目整體設計,在研究分析急傾斜煤層綜采工作面礦壓特點和俯偽斜開采工藝的基礎上,研制了急傾斜煤層綜采工作面特殊型液壓支架,解決了支架傾倒、側翻、跑矸和漏矸等技術難題;開展了關鍵結構件焊接工藝、質量檢測、性能試驗等工作,保障了急傾斜煤層綜采工作面頂板支護和設備、人員安全。
      6、重慶松藻煤電有限責任公司為該成果第六完成單位
      針對所屬礦井多為傾斜煤炭資源的開采條件,長期與科研單位、高等院校合作,開展急傾斜煤層機械化開采、綜合機械化開采的采煤方法、開采工藝、開采技術和裝備、安全生產方面的研究與生產應用工作。主要領導和技術人員先后完成了“急傾斜薄煤層俯偽斜綜合機械化開采技術研究及應用”、“緩傾斜薄煤層工作面無人綜采技術研究”、“急傾斜智能化液壓支架研制與應用示范”、“急傾斜薄煤層采煤機研制”等項目研究和生產應用等工作,參加了技術方案論證、裝備設計審查,提出了急傾斜煤層綜采工作面“雙向采煤、整體推溜移架”的開采工藝和安全生產保障措施,成果完成了項目的工業性試驗工作。

六、主要完成人情況及創新貢獻

      李文樹:第1完成人,教授級高工,工作單位:重慶市能源投資集團有限公司,完成單位:重慶市能源投資集團有限公司。負責項目總體設計,研究分析了急傾斜薄煤層俯偽斜長壁開采的礦壓顯現規律,提出急傾斜煤層俯偽斜綜合機械化開采方法,研究提出了急傾斜煤層俯偽斜綜合機械化開采和自動化控制技術方案,組織關鍵技術研發、核心裝備研制工作,組織編寫項目技術研究報告。
      張曉波:第2完成人,高級工程師,工作單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司,完成單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司。是項目的主要研究骨干,研究提出了急傾斜煤層俯偽斜綜采工藝,提出了綜采工作面設備穩定性和人員安全性管控技術思路,負責工作面采煤機、液壓支架、推移導向連接裝置總體配套設計。
      屠洪盛:第3完成人,副教授,工作單位:中國礦業大學,完成單位:中國礦業大學。是項目的主要研究骨干,負責研究急傾斜工作面煤巖體的受力變形和失穩特征,設計工作面礦壓監測方案并分析礦壓顯現規律,給出區段煤柱的合理尺寸留設方法和裝備設計選型的理論依據。
      楚開萬:第4完成人,高級工程師,工作單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司,完成單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司。是項目的主要研究骨干,提出了俯偽斜綜采工作面液壓支架防滑、防倒結構和導向裝置連接方法,參加和組織大功率急傾斜煤層采煤機、推移導向連接裝置設計和制造。
      毛  迅:第5完成人,高級工程師,工作單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司,完成單位:重慶市能源投資集團科技有限責任公司。是項目的主要研究骨干,參與項目技術方案和急傾斜綜采工作面設備配套設計,參加了綜采核心裝備研究、項目的推廣應用。
      王小岑:第6完成人,高級工程師,工作單位:重慶市能源投資集團有限公司,完成單位:重慶市能源投資集團有限公司。是項目的主要研究骨干,參與項目總體技術方案論證和設計,提出了采煤機電纜自動同步收放技術方案,負責項目計劃管理和協調,參加了裝備測試,負責工業性試驗中安全生產責任。
      唐  劍:第7完成人,高級工程師,工作單位:重慶松藻煤電有限責任公司,完成單位:重慶松藻煤電有限責任公司。是項目的主要研究骨干,參加并完成采煤機、液壓支架、推移導向連接裝置、電纜同步導向裝置設計,負責設計圖的技術審定。
      劉向東:第8完成人,高級工程師,工作單位:哈爾濱博業科技開發有限責任公司,完成單位:哈爾濱博業科技開發有限責任公司。是項目的主要研究骨干,參加了急傾斜綜采工作面設備配套設計,參加和組織大功率急傾斜煤層采煤機、推移導向連接裝置設計和制造。
      馮  坤:第9完成人,高級工程師,工作單位:山東礦機集團股份有限公司,完成單位:山東礦機集團股份有限公司。是項目的主要研究骨干,參加了急傾斜綜采工作面設備配套設計,參加和組織急傾斜俯偽煤層綜采工作面特殊型(不對稱布置)、防下滑、防傾倒、防飛矸液壓支架設計與制造。