学科专业评审组:环境与资源利用组
项目名称:液压支架全生命周期质控与超前防冲支护关键技术及应用
提名单位: 铜川市人民政府
提名等级:三等奖
提名单位意见: 该项目面向矿山机械装备领域重大需求,针对冲击地压矿井巷道超前支护液压支架设计等关键技术难题,形成了完整的适用于冲击地压矿井采煤工作面超前支护方案管控体系。 项目主要创新包括:(1)研发了回风巷双通道分离式与运输巷横向自移单元支架结构,实现人机分离的长距离循环移架,减少顶板反复支撑150次以上,从根源规避顶板破碎风险;(2)建立了基于多元高斯声束模型的曲面超声波声场仿真方法,开发了立柱焊缝超声自动检测系统,实现缺陷自动定位与定量分析;(3)发明了变截面薄壁吸能构件,兼具"抗"与"让"双重功能,解决了安全阀响应滞后导致的立柱胀缸、密封损坏问题;(4)研发了支架及零件强度自动化检测设备与方法,突破传统抽样检测局限;(5)开发了燃气炉自动清理与井式电阻炉均匀受热技术,提升热处理质量与效率。 项目获授权发明专利7项、实用新型专利2项,参与团体标准1项。成果经北京中科智审科技成果评价有限公司鉴定达到国际先进水平,已在陕西彬长胡家河矿业、孟村矿业等6家煤矿推广应用,累计销售液压支架2321余架,新增销售额超3.09亿元,新增利润5069余万元。该型支架于2021年3月在胡家河矿业综采工作面开始使用,至今正常运行超5年,效果良好。 项目提名材料齐全、规范,客观真实,经完成单位公示,无知识产权纠纷,完成单位、人员排序无争议,符合陕西省科学技术进步奖提名条件。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖三等奖。
项目简介:

客观评价:
应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:张小利
    排名:1
    行政职务:总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目总负责人,负责项目策划、计划申请、科研经费落实和生产过程全面实施,负责项目研究报告、技术成果提炼总结、验收和报奖工作,负责技术推广应用。
    曾获国家科技奖励情况:2008年被铜川煤矿机械有限公司授予“优秀科技工作者”荣誉称号 2008年被铜川煤矿机械有限公司授予“六好党员”荣誉称号 2011年取得了西安重工装备集团有限公司科技成果三等奖
  2. 姓名:董明
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目理论研究、总体方案研讨与实施,负责信号的分析与处理方法。
    曾获国家科技奖励情况:2016年西安市科学技术三等奖,煤矿机械关键零部件缺陷超声信号提取与智能识别研究,排名第二,2016-3- 36-R2;2020年陕西省科学技术进步二等奖,煤矿机电装备全寿命周期状态预测及及健康管理研究与应用,排 名第六,2019-J-4041-2-R06
  3. 姓名:陈克华
    排名:3
    行政职务:副总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要技术骨干,负责技术方案及研究内容制定实施,负责项目的技术推广应用。
    曾获国家科技奖励情况:所获西安重装集团荣誉:优秀科技工作者;安全先进工作者;优秀科技论文奖;优秀专利奖;“读书思廉”征文二等奖等荣誉。 所获陕煤集团及以上荣誉:陕煤集团“巾帼能手”;陕煤集团优秀科技论文奖;中煤装备集团“质量岗位能手”;陕西省首届质量创新大赛“三等奖”等荣誉。
  4. 姓名:赵鹏
    排名:4
    行政职务:副总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责图纸设计及强度校核
    曾获国家科技奖励情况:
  5. 姓名:陈亚鹏
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西彬长胡家河矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与技术方案中部分内容的制定及审核。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:丁林海
    排名:6
    行政职务:副总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与技术方案的审核及部分设计工作,负责项目研究报告、技术成果提炼总结。
    曾获国家科技奖励情况:2019年,获得中国煤炭工业协会“五小”创新成果三等奖。 2019年,获得西安重工装备制造集团有限公司科技进步奖一等奖与三等奖 2020年,获得中国煤炭工业科学技术奖一等奖 2021年,获得中国煤炭工业协会“五小”创新成果二等奖2项,三等奖1项。
  7. 姓名:张冰冰
    排名:7
    行政职务:副总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责图纸设计及强度校核
    曾获国家科技奖励情况:
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安重装铜川煤矿机械有限公司
    单位贡献:西安重装铜川煤矿机械有限公司是西安重工装备制造集团有限公司核心生产制造单元,专注于煤矿综采液压支架及关键零部件的精密制造与工程化应用,具备大吨位液压支架整机装配、核心结构件焊接加工、立柱油缸精密制造及在役装备检修再制造的一体化生产能力。公司依托液压支架全生命周期质控与超前防冲支护关键技术攻关,深度参与回风巷双通道分离式支架与运输巷横向自移单元支架的工程化试制与批量制造工艺开发,攻克了大尺寸结构件焊接变形控制、薄壁吸能构件精密成形、立柱焊缝自动化超声检测等多项制造端核心技术难题;牵头建立了覆盖下料、焊接、机加工、热处理、装配全流程的制造质量管控体系,破解了冲击地压矿井专用支架批量生产一致性管控与成本控制等工程难题。公司主导开发了燃气炉自动清理与井式电阻炉均匀受热等热处理工艺优化技术,显著提升关键构件热处理质量与效率;研发了支架及零部件强度自动化检测设备,突破传统抽样检测局限,实现关键性能指标全覆盖检测。项目获授权发明专利7项、实用新型专利2项,成果经鉴定达到国际先进水平。公司作为核心制造与推广实施单位,推动该型液压支架在陕西彬长胡家河矿业、孟村矿业等5家煤矿成功应用,累计销售2321余架,新增销售额超30.09亿元、利润5069余万元;该型支架自2021年3月投用以来稳定运行超5年,形成了可复制、可推广的深部煤层超前支护装备制造与应用范式。

  2. 单位名称:西安科技大学
    单位贡献:西安科技大学作为项目合作单位,与西安重装铜川煤矿机械有限公司围绕液压支架立柱内部缺陷超声检测开展深度技术合作,为防冲吸能超前液压支架整机质量管控提供了关键技术支撑。针对液压支架立柱缸体焊缝及活柱等关键零部件几何形状复杂、传统超声检测声束覆盖不足、缺陷定位精度低等难题,创新提出了基于多元高斯声束模型的多层曲面超声声场仿真方法,构建了适用于立柱缸体复杂曲面结构的声场传播模型,通过声场仿真系统优化探头频率、入射角度、扫查路径等关键检测参数,有效保障了超声声束对工件检测区域的全覆盖,显著提升了缺陷检出率与定位精度。在此基础上,开发了立柱焊缝超声自动化检测系统与成套检测装置,实现了缺陷的自动定位、自动定量分析与检测结果可视化输出,突破了传统人工超声检测效率低、一致性差、漏检率高的局限,使液压支架立柱缸体和活柱等关键承力部件的超声检测结果可靠性得到根本性提升,从制造端保障了防冲液压支架整机的工作可靠性与服役安全性,为深部煤层冲击地压矿井超前支护装备的全生命周期质量管控奠定了坚实的技术基础。

  3. 单位名称:陕西彬长胡家河矿业有限公司
    单位贡献:陕西彬长胡家河矿业有限公司作为项目主要应用单位,承担了防冲吸能超前液压支架在深部煤层冲击地压矿井采煤工作面的工业性试验与工程化应用验证工作。公司组织技术力量对项目总体实施方案进行了系统审核与可行性分析,围绕冲击地压矿井巷道超前支护的实际工况需求,提出了支架结构适配性、移架工艺可行性及与采煤工作面生产系统协调性等关键技术指标要求,为项目技术方案的制定提供了明确的应用场景导向。在工业性试验阶段,公司率先在综采工作面部署该型液压支架开展长距离循环移架试验,系统跟踪支架在复杂地质条件下的支护性能、结构稳定性及关键零部件服役状态,积累了大量真实工况数据;针对应用过程中出现的顶板破碎、移架干涉等实际问题,公司技术团队与研发制造单位紧密协作,积极制定并实施针对性解决方案,有效保障了项目的顺利推进。该型支架自2021年3月在胡家河矿业综采工作面正式投用以来,已稳定运行超5年,实现了人机分离的长距离循环移架,减少顶板反复支撑150次以上,从根源上规避了顶板破碎风险,显著提升了冲击地压矿井巷道超前支护的安全性与作业效率,为该型装备在国内同类矿井的规模化推广提供了重要的应用示范与数据支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处