学科专业评审组:环境与资源利用组
项目名称:强采动坚硬顶板临空巷道大变形分位多源防控关键技术
提名单位: 陕西省煤炭学会
提名等级:二等奖
提名单位意见: 陕晋蒙地区是我国大型煤炭生产基地,赋存有千万吨矿井群,其中强采动坚硬顶板是该地区典型的开采特点。该项目针对强采动坚硬顶板沿空巷道面临的压力高、扰动强、围岩大变形控制难题,从卸压-支护协同控制角度,构建了面向围岩空间层位和工作面开采全周期的多位立体卸压技术体系,研发了高预应力补偿支护新材料和测试装备,揭示了切顶卸压补偿支护沿空巷道围岩协同控制机理,创建了切顶卸压补偿支护控制工艺和装备系统,实现了强采动坚硬顶板沿空巷道围岩的稳定性控制;研究成果突破了传统支护技术对高应力临空巷道控制的局限性,为复杂应力条件临空巷道的围岩稳定性控制提供了新方法。
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:任建超
    排名:1
    行政职务:部门经理
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目总负责人,制定了整个项目的思路和框架,创建了强采动坚硬顶板临空巷道大变形分位多源防控关键技术施工工艺体系,对成果1、2、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-1,应用证明:附件2-2-1。
    曾获国家科技奖励情况:中国煤炭工业协会科技进步奖二等奖
  2. 姓名:高玉兵
    排名:2
    行政职务:深地研究院副院长
    技术职称:副教授
    工作单位:中国矿业大学(北京)
    对本项目技术创造性贡献:项目总协调人,整体协调项目实施与结题,创造性提出了强采动工作面全周期坚硬顶板临空巷道围岩分位多源卸压技术体系。对成果1、2、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-2、附件2-2-3、附件2-2-4、附件2-2-6、附件2-2-9。
    曾获国家科技奖励情况:山东省科技进步一等奖、中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖、中国煤炭工业协会科学技术一等奖
  3. 姓名:徐晓鼎
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:中国矿业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目现场负责人,建立了强采动高应力临空巷道分位多源卸压理论模型,分析了不同卸压参数对工程实施效果的影响,对成果2、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-4,顶尖学术论文著作:附件2-2-16。
    曾获国家科技奖励情况:河南省科技进步三等奖、中国科技产业化促进会科技创新奖一等奖、中国产学研合作创新与促进奖
  4. 姓名:杨晓杰
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:中国矿业大学(北京)
    对本项目技术创造性贡献:提出了分位多源卸压概念,揭示了采场不同位置卸压对荷载的削减机理。对成果1、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-3。
    曾获国家科技奖励情况:国家科技进步奖二等奖、第十七届孙越崎能源青年科技奖、教育部技术发明奖一等奖、中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖、山东省科技进步奖二等奖、山东省科技进步奖二等奖
  5. 姓名:王锐
    排名:5
    行政职务:党委委员 总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:组织研发并实施了各项研究成果,促进技术成果的推广应用,对成果1、2、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-1,应用证明:附件2-2-1。
    曾获国家科技奖励情况:中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖、中国产学研合作创新成果奖一等奖
  6. 姓名:何满潮
    排名:6
    行政职务:全国重点实验室主任
    技术职称:教授
    工作单位:中国矿业大学(北京)
    对本项目技术创造性贡献:项目技术指导专家,对项目理论创新与技术研发、落地提供建设性指导,对成果1、2、3均做出了创造性贡献,详见 知识产权:附件2-2-3、附件2-2-4、附件2-2-6、附件2-2-9、附件2-2-10。
    曾获国家科技奖励情况:国家技术发明奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖3项;中国专利金奖2项,ISRM技术发明奖1项。
  7. 姓名:刘江斌
    排名:7
    行政职务:党委副书记 副总经理
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了强采动工作面全周期坚硬顶板临空巷道围岩分位多源卸压技术体系的研发与落地工作,对成果1、2、3均做出了创造性贡献,创建了强采动坚硬顶板临空巷道大变形分位多源防控关键技术施工工艺体系。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-7,应用证明:附件2-2-1。
    曾获国家科技奖励情况:无
  8. 姓名:高卫卫
    排名:8
    行政职务:业务主管
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了强采动工作面全周期坚硬顶板临空巷道围岩分位多源卸压技术体系的落地工作,对成果1、2、3均做出了创造性贡献,创建了强采动坚硬顶板临空巷道大变形分位多源防控关键技术施工工艺体系。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-1、附件2-2-7,应用证明:附件7。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:曹军
    排名:9
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:国能神东煤炭集团有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:建立了强采动高应力临空巷道底板韧性支护应力补偿理论模型,研发了高强高韧锚注支护新材料。对成果2、3均做出了创造性贡献。旁证材料详见 知识产权:附件2-2-5,应用证明:附件7。
    曾获国家科技奖励情况:无
  10. 姓名:赵燚
    排名:10
    行政职务:业务主管
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与了强采动工作面全周期坚硬顶板临空巷道围岩分位多源卸压技术体系的研发与落地工作,对成果1、2、3均做出了创造性贡献,创建了强采动坚硬顶板临空巷道大变形分位多源防控关键技术施工工艺体系。旁证材料详见 应用证明:附件2-2-1。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
    单位贡献:1、研发了低位顶板组合切顶碎胀调控卸压、中高位顶板水力致裂卸压、工作面初末采应力阻隔卸压关键技术,构建了强采动工作面全周期坚硬顶板临空巷道围岩分位多源卸压技术体系。 2、建立了强采动高应力临空巷道底板韧性支护应力补偿理论模型,研发了高强高韧锚注支护新材料,得到了新型支护体系的高抗剪韧性、强变形适应性和持续承载能力的优异力学性能。 3、提出了强采动坚硬顶板临空巷道切顶卸压补偿支护综合控制方法,揭示了切顶卸压补偿支护协同控制机理,建立了分位多源卸压-韧性支护综合防控技术体系,实现了强采动坚硬顶板临空巷道大变形的有效控制。 推进了研究成果在合作单位中的推广和应用,有效解决临空巷道强动压、大变形难题,大幅降低动力灾害风险,提升巷道运维安全,经济效益突出,具有较高的行业推广价值。

  2. 单位名称:中国矿业大学(北京)
    单位贡献:1、承担了覆岩破断力学机制、临空巷道围岩应力演化规律等基础理论研究,揭示了低—中高位复合坚硬顶板“叠合联贯破断”致灾机理,明确了分位多源卸压的时空协同作用机制;参与研发了中高位定向孔区域分段水力压裂关键技术,建立了地面三维微地震实时监测压裂缝网评价方法。 2、负责高预应力恒阻吸能支护新材料的微观结构与力学性能表征研究,提出了静力拉伸与动力冲击测试方法,为新材料工程应用提供了理论依据与数据支撑。 3、参与揭示了切顶卸压-韧性支护协同控制机理,为综合防控技术体系提供了理论支撑。作为理论研究与技术创新的核心支撑单位,为项目基础理论研究与关键技术研发提供了核心智力支持。

  3. 单位名称:国能神东煤炭集团有限责任公司
    单位贡献:1、参与研发了低位顶板组合切顶碎胀调控卸压、中高位顶板水力致裂卸压、工作面初末采应力阻隔卸压关键技术。 2、参与研发了基于应力抑制的深井巷道底鼓协同防控方法与装置;承担了高强高韧锚注支护新材料在神东矿区的井下工业性试验,获取了材料在复杂应力环境下的长期服役性能数据,参与验证了韧性支护应力补偿理论模型。 3、 参与提出了切顶卸压补偿支护综合控制方法,参与揭示了协同控制机理。 牵头编制了综合防控技术在神东矿区的施工操作规程,为该技术在鄂尔多斯地区类似矿区的推广应用提供了工程范本。

  4. 单位名称:中国矿业大学
    单位贡献:1、参与研发了低位顶板组合切顶碎胀调控卸压、中高位顶板水力致裂卸压、工作面初末采应力阻隔卸压关键技术,参与研发了超前工作面切顶卸压护巷方法及爆破装药结构,优化了切顶卸压关键施工参数。 2、参与建立了强采动高应力临空巷道底板韧性支护应力补偿理论模型。 3、 重点承担了切顶卸压与韧性支护协同作用机制的数值模拟与物理相似材料试验工作,系统揭示了切顶卸压补偿支护条件下围岩应力场、位移场及覆岩运移演化特征,为综合防控技术体系的参数匹配与协同设计提供了理论支撑。

  5. 单位名称:北京中矿创新联盟能源环境科学研究院
    单位贡献:1、参与研发了低位顶板组合切顶碎胀调控卸压关键技术。 2、主要负责恒阻锚索结构和锚固方法的原始创新与专利成果转化,研发了具有高恒阻、强吸能、大延伸率特性的NPR恒阻吸能支护新材料及配套施工装备;主导开发了智能化高预应力恒阻吸能锚索施工设备,解决了锚索锁定时预应力损失量大的关键技术难题。 3、参与提出了切顶卸压补偿支护综合控制方法,参与揭示了协同控制机理。 参与编写了项目相关的行业技术标准,推动了恒阻韧性支护新材料及配套技术在陕蒙矿区的大规模推广应用,为项目的工业化落地提供了核心装备与材料保障。

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