广西大学拟申报2011广西科技奖项目公示-湖南科技大学.DOCVIP

广西大学拟提名2018年度广西科技奖项目公示内容 项目名称：广西百色矿区软岩支护与无煤柱开采关键技术研究 二、拟提名者：广西百色市科学技术局 三、项目简介： 该项目属于技术开发类领域。 百色煤田是广西煤炭资源储量最多和煤炭生产最大的基地，但长期以来，百色地区各煤矿，无论是永久巷道还是回采巷道均会发生难于控制的变形，巷道维护成本达到每米近万元，造成了极大的经济损失，阻碍了矿井向高效安全集约化生产发展的趋势。此外，广西属于典型缺煤区域，由于地方经济的需要，如何充分采出地下煤炭是必须解决的问题。在前期开采中，百色矿区煤柱的留设宽度平均为35m，既存在大量煤炭资源永久性丢失，又缩短了各矿井的服务年限。因此，以百色矿区软岩巷道及无煤柱开采为主要工程背景，通过大量理论分析和现场实践，开发了多种支护与无煤柱开采新技术和新方法，提出了新的控制原理与开采方案，应用和推广了多种支护方法、开采新技术和新发明。研究成果对提高煤炭资源回收率，改善矿井生产安全状况，尤其是为百色百矿集团公司实现广西首个投产运行的煤电铝一体化项目提供了充足的能源保证，对提高南方乃至全国采矿行业的科技水平具有重大的理论意义和实际应用价值，也为南方中小型煤矿的科技进展开创了典型案例。 主要科技创新：（1）针对广西百色各煤矿软弱围岩巷道，提出了薄煤层回采巷道不均匀变形的接触面滑移机理和控制原理。揭示了软弱半煤岩巷道破坏的主要原因和支护失效机制，提出“以治理两帮”为关键点、“充分发挥巷道两肩深窝的承载能力”为核心的控制原则，以“桁架锚索”为主的“锚、网、索、梁”半煤岩巷道支护关键技术。（2）从现场工程出发并在岩石工程系统理论的基础上，提出了基于大变形损伤本构模型的数值计算方法。考虑影响因素的综合作用，建立了多因素多场耦合作用矩阵获取了非线性耦合岩体分类指标。针对软弱破碎围岩的“长、短”密集锚索联合支护特点，提出了叠加拱承载体强度理论，体现了“围岩-支护”承载共同体特点。（3）突破百色百矿集团传统开采模式，系统地研究了小煤柱和无煤柱沿空掘巷顶板控制和开采技术。针对沿空掘巷巷道围岩的受力特点和半煤岩巷道控制原理，提出了煤矿软弱顶、底板下的无煤柱（小煤柱）合理煤柱宽度的计算方法，设计和应用了高强度自动让压桁架锚索综合控制技术；发明了一种适合于百色地区各煤矿的部分回收大煤柱残煤方法。（4）系统研究了爆破预裂切顶技术，提出了综采工作面切顶沿空留巷技术。采用“锚杆+H 型钢带+锚索+菱形金属网”的支护形式，实现了以预应力长锚索为二次支护型式的综合控制技术，改善了沿空巷道的围岩应力环境。设计了Y 型通风开采系统及支护方案，改善了工作面作业环境。（5）联合开发了半煤岩巷不均匀大变形巷道围岩的锚杆垫板、帮部桁架锚索钢梁的反扣预紧装置、巷道底板的快速注浆钻孔设备和一种能自动卡紧的分段锚固注浆锚杆装置等新型支护形式和技术，并得到应用和推广。 自2013年以来，本项目先后在百色百矿集团有限公司下属的东怀煤矿、东笋煤矿、那怀煤矿和那荷煤矿等多个煤矿推广应用，取得直接经济效益超过2.0 亿元，显著改善了百色百矿集团各煤矿巷道的维护和安全状况，大大提高了煤炭资源回收率，为南方乃至全国煤炭行业的科技进步做出了重要贡献，产了良好的社会效益和影响，整体技术处于国际领先水平。项目共申请国家发明专利21件，其中授权15项；鉴定科技成果2项，发表论文21篇，其中SCI、EI收录16篇，出版专著1部，培养硕士5人，应邀作学术报告7次。 四、知识产权情况 项目知识产权情况（不超过10件） 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 专利 状态 发明专利 一种部分回收大煤柱残煤的方法 中国 ZL201410782615.4 2017-02-22 2386430 湖南科技大学 冯冯涛，王平，朱永建，余伟健，姚琦，袁超，周泽 有效专利 实用新型 一种用于沿空留巷护巷支护结构 中国 ZL201620956037.6 2017-03-08 5974030 百色百矿集团有限公司 刘海，蒋运良，陈君龙，覃江省 有效专利 发明专利 一种用于半煤岩巷不均匀大变形巷道围岩的锚杆垫板 中国 ZL201410689357.5 2016-06-08 2103994 湖南科技大学 余伟健，郭罡业，杜少华，王卫军，李树清 有效专利 发明专利 一种全方位高强度可压缩的U型刚卡缆中国 中国 ZL201410153110.1 2016-01-13 1918084 湖南科技大学 余伟健，郭罡业，王卫军 有效专利 发明专利 一种用于巷道底板的带洛阳铲头的锚索钻机 中国 ZL201410170121.0 2015-09-16 1792962 湖南科技技大大学 余伟健，郭罡业，王卫军 有效专利