PDF《提名 2019 年度山东省科学技术奖项目公示》

1 提名

2019 年度山东省科学技术奖项目公示

一、项目名称 煤矿顶板动力灾害的充填防治理论与关键技术

二、申报奖种 山东省科技进步奖

三、提名单位意见 我单位认真审阅了该项目推荐书及其附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合 山东省科学技术奖励委员会办公室的填写要求.

该项目以国家能源科技重大需求为基础,密切围绕煤矿安全生产和环境协调发展两大主 题,针对顶板动力灾害威胁煤层开采问题,提出了煤矿顶板动力灾害的充填防治方法,揭示 了顶板动力灾害的致灾机理, 研究了充填工作面的能量演化规律及区段煤柱的能量积聚作用, 优化设计出了随动型二级夯实机构,开发了与充填工作面相配套的泵送、拌和巷旁充填支护 两种沿空留巷方法,实现了充填防治顶板动力灾害的目标,技术总体达到了国际先进水平. 该项目共制定国家能源行业标准

2 项,获授权专利

10 件(其中美国、南非发明专利

2 件、国 内发明专利

4 件) ,发表学术论文

10 篇(其中 SCI 收录

7 篇) .该项目已成功应用于唐口煤矿 和济三煤矿,取得了显著地经济、社会与环境效益,还可推广至其他需要控制顶板变形和工 作面能量变化的区域,同时可以处理矿山废弃物,具有十分广阔的推广应用前景. 该项目技术水平先进,应用效果良好,经济、社会和环境效益显著,参照山东省科学技术 进步奖授奖条件,推荐

2019 年度山东省科技进步二等奖.

四、项目简介 本项目属煤矿开采与矿山安全交叉学科,主要针对我国煤矿普遍存在的坚硬顶板开采条 件,解决由顶板引发动力灾害造成的矿山安全问题以及受动力灾害威胁留设煤柱造成的资源 浪费等问题. 煤矿顶板灾害起数和死亡人数长期以来一直位居各类灾害的首位, 而动力灾害是其中危害 大且易于造成伤亡的灾害之一, 顶板动力灾害主要是因为煤层上方存在难以断裂的坚硬顶板, 大面积悬顶和突然垮落造成的能量积聚或突然释放,主要包括冲击地压、煤与瓦斯突出和大 面积冒顶引发的采空区飓风等形式,据不完全统计,2010 年至今,共发生此类灾害

69 起,

2 伤亡

585 人.我国目前有近 40%综采面属于坚硬顶板工作面,超过 50%的矿区开采受顶板动 力灾害影响.以山东唐口煤业有限公司

930 采区为例,该区域主采

3 上煤层,可采储量 406.7 万t,上覆岩层中存在 9m~28m 厚度不等的坚硬顶板,经鉴定该区域具有强冲击倾向性,开采 过程中易发生冲击地压灾害.针对上述问题,山东唐口煤业有限公司与中国矿业大学开展产 学研合作,联合攻关 煤矿顶板动力灾害的充填防治理论与关键技术 ,在基础理论、设备研 发和工艺设计等方面均取得突出研究成果,成功应用于山东唐口煤业有限公司和济三煤矿, 并推广至河南多个煤矿. 主要研究成果如下:(1)提出了煤矿顶板动力灾害的充填防治方法,揭示了顶板动力灾 害的致灾机理,研究了充填工作面的能量演化规律及区段煤柱的能量积聚作用,提出了充填 防治顶板动力灾害的控制关键及设计方法. (2)研究了夯实主控因子对矸石充填材料密实度 的影响规律,优化设计出了随动型二级夯实机构,开发了与充填工作面相配套的泵送、拌和 巷旁充填支护两种沿空留巷方法.(3)在坚硬顶板下的冲击倾向煤层成功应用了充填开采, 实测结果表明工作面未出现冲击危险预兆,实现了充填防治顶板动力灾害的目标. 本项目经历了多年的校企产学研联合攻关,共获授权专利