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能源学院 大倾角煤层长壁工作面综合机械化开采技术和装备 2017-03-31 14:19 所属领域:煤炭资源开采 成果简介1.成果的基本情况  西安科技大学自 1999 年开始就对大倾角煤层长壁工作面综合机械化开采技术 和装备着手开始研究,现该成果获国家科技进步二等奖 1 项,省部级科学技术 一等奖 4 项、二等奖 3 项,发明专利 6 项,实用新型专利 12 项,发表论文 71 篇;从根本上解决了大倾角煤层综采难题,促进了我国乃至世界煤炭行业技术 进步,具有重要的理论价值和实际意义,其成套技术除在四川、甘肃、新疆、黑 龙江、北京、宁夏、重庆、山西、贵州等省(区,市)的 20 多个矿井推广使用外, 还被俄罗斯、乌兹别克斯坦等国家引进,经济与社会效益显著。 2.主要技术特点 1)首次定义了大倾角煤层概念并给出了工程解释,开拓了复杂埋藏条件 煤层开采科学研究和工程应用新领域。建立了大倾角煤层长壁开采空间结构模型 顶板(R-支架(S-底板(F系统动力学模型,揭示了大倾角煤层开采 围岩关键层区域转换及岩体结构变异机理,发展了岩层控制关键层理论,

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能源学院

大倾角煤层长壁工作面综合机械化开采技术和装备

2017-03-31 14:19  

 

所属领域:煤炭资源开采

 

成果简介:

 

1.成果的基本情况

 

   西安科技大学自1999年开始就对大倾角煤层长壁工作面综合机械化开采技术和装备着手开始研究,现该成果获国家科技进步二等奖1项,省部级科学技术一等奖4项、二等奖3项,发明专利6项,实用新型专利12项,发表论文71篇;从根本上解决了大倾角煤层综采难题,促进了我国乃至世界煤炭行业技术进步,具有重要的理论价值和实际意义,其成套技术除在四川、甘肃、新疆、黑龙江、北京、宁夏、重庆、山西、贵州等省(区,市)的20多个矿井推广使用外,还被俄罗斯、乌兹别克斯坦等国家引进,经济与社会效益显著。  

 

2.主要技术特点

 

(1)首次定义了大倾角煤层概念并给出了工程解释,开拓了复杂埋藏条件煤层开采科学研究和工程应用新领域。建立了大倾角煤层长壁开采空间结构模型和“顶板(R)-支架(S)-底板(F)”系统动力学模型,揭示了大倾角煤层开采围岩“关键层”区域转换及岩体结构变异机理,发展了岩层控制“关键层”理论,奠定了大倾角煤层综采方法研究、关键技术攻关、成套装备研制和围岩灾害防治理论基础。

 

(2)提出了工作面“大范围岩层控制”和“顶板-支架(装备)-底板”系统完整性与动态稳定性控制方法,攻克了单一薄及中厚煤层开采、厚煤层大采高开采、特厚煤层放顶煤开采、煤层群联合开采系列关键技术,有效解决了“支架-围岩”系统动态稳定难题,资源回收率提高30%-40%,全面提高了大倾角煤层走向长壁综采技术水平。

 

(3)以提高“三机”(支架、采煤机、输送机)系统动态稳定性为核心,研制了适用于煤层倾角35°-55°(局部60°)、厚度0.8m-12.0m的走向长壁工作面综合机械化开采成套装备,提高了复杂埋藏条件煤层长壁工作面综采装备水平。

 

(4)以保障工作面上下端头安全畅通、防止开采过程中“飞矸”伤人和降低工人劳动强度、改善作业环境为目标,建立了“空间分隔、顶底兼顾”的工作面全方位立体防护体系,解决了大倾角煤层开采过程中安全防护难题,百万吨死亡率降低90%以上;提高了工作面安全保障水平。

 

(5)提出了大倾角煤层长壁工作面开采回采巷道多介质结构耦合支护理论与技术,解决了非对称载荷场内异形断面巷道支护难题,保证了综采工作面正常快速推进,为提高工作面产量和效率创造了有利条件。

 

3.应用范围

 

该项成果应用于煤炭资源开采工程领域

 

4.市场需求及经济效益分析

 

大倾角煤层约占我国煤炭储量的15-20%和产量的5-10%,50%以上为保护性开采的稀缺煤种。该成果可在上述相似条件煤层推广,应用前景广阔。

 

合作方式:合作开发

 

联系方式:

 

联系人:伍永平    

 

电话:029-85583051、85583053

 

E-mail:[email protected]  

鄂尔多斯盆地生态脆弱区煤炭开采与生态环境保护关键技术

2017-03-31 14:20  

 

 

所属领域:煤矿绿色开采

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

本项成果以生态系统和地下水位的依存关系、采动隔水性变化和地下水破坏规律、煤-水-隔水岩组赋存规律的研究为基础,重点研发了能够保护生态的采煤技术,为生态脆弱区煤炭绿色开采提供科学技术支撑。项目通过陕西省科技厅鉴定达到国际领先水平,相关成果分别获得陕西省科技进步一等奖,中国煤炭工业科技进步一等奖,国家科技进步二等奖。

 

2.主要技术特点

 

提出了生态脆弱矿区必须“保水位开采”的新理念,揭示了地下水位埋深与地表生态系统的依存规律,发现了地表生态安全水位为1.5~5m。揭示了煤、水地质特征、组合类型与空间赋存规律,划分出四种煤水组合类型。研发了固液耦合模拟实验装置和导水裂隙带高度观测新技术,揭示了“上行裂隙”和“下行裂隙”发育及导水规律,建立了隔水岩层的隔水性判据。制定了保水位开采地质条件分类,提出了“长壁保水位采煤技术”、“限高分层长壁保水位采煤技术”,系统解决了高回采率采煤与生态水位保护并重的技术难题。

 

3.应用范围

 

可用于煤矿保水开采,矿山开采规划,矿山环境保护

 

4.市场需求及经济效益分析

 

我国西部煤炭资源储量丰富,是矿区地表生态环境脆弱,地下水资源匮乏,保水采煤是当前和今后的主要技术难题。本成果可以在矿区开发规划,煤矿水害防止,环境友好的开采技术领域推广应用,具有广泛的前景。

 

合作方式:技术转让技术服务

 

联系方式:

 

联系人:黄庆享

 

电话:029-85583051、85583053  

 

E-mail:[email protected]  

 

综放开采坚硬顶煤预先爆破弱化技术

2017-03-31 14:20  

 

 

所属领域:煤炭资源开采

 

成果简介:

 

1.成果的基本情况

 

   西安科技大学从1992年就开始了对综放开采坚硬顶煤预先爆破弱化技术的研究,现该成果先后获省部级科技进步一等奖、特等奖,发表相关论文30余篇;能有效解决坚硬厚煤层综放开采中顶煤垮落破碎难题和缓解工作面矿压显现强度,以达到提高顶煤回收率,缓解工作面矿压显现强度,提高工作面顶板控制水平之目的。本技术已经在甘肃、山西、新疆、宁夏、陕西等省(区,市)的多个矿井推广应用,已经取得了显著经济与社会效益。  

 

2.主要技术特点

 

(1)根据顶煤破坏全过程基本特性提出了坚硬顶煤的预先爆破弱化方法,研究揭示了预先爆破的弱化作用机理,建立了坚硬顶煤预先爆破弱化作用力学分析模型。

 

(2)研究提出了坚硬顶煤预先爆破弱化主要参数确定方法和有关计算公式。

 

(3)研究掌握了综放坚硬顶煤预先爆破弱化关键工艺技术和成套施工工艺技术。

 

3.应用范围

 

该项成果应用于坚硬厚煤层开采领域,以提高顶煤回收率,保证工作面回采率,缓解工作面剧烈来压强度,提高顶板控制水平。

 

4.市场需求及经济效益分析

 

我国坚硬厚煤层分布广泛,储量丰富。该成果可在坚硬厚煤层推广,应用前景广阔。

 

合作方式:合作开发

 

联系方式:

 

联系人:索永录

电话:029-85583051、85583053

E-mail:[email protected]

破碎带围岩大断面巷道复修支护技术

2017-03-31 14:21  

 

 

所属领域:矿山巷道支护

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

本成果提出了一套解决破碎带软岩巷道支护的新理论—巷道围岩的“自稳隐形拱理论”,总结出了一套破碎带高冒区复修支护技术,完善了复修支护的工艺,填补了我国煤矿永久巷道破碎带高冒区复修支护技术的空白。成果在攀枝花矿区南三大巷复修支护中成功应用,取得了巨大的社会经济效益,增产节支合计6968万元。项目通过四川省科技鉴定,达到国内领先水平,获得2003年度四川省科技进步二等奖。

 

2.主要技术特点

 

研究成果归纳了4种破碎带巷道破坏类型,揭示了围岩“先动后静(Dynamic turns to static )”的变形破坏状态,提出了巷道危险来自于“大范围破碎围岩松脱地压”的来压机理。提出了巷道支护设计的“极限自稳隐形拱”理论,给出了破碎围岩自稳隐形拱和极限自稳隐形拱的计算公式,建立了巷道围岩不稳定岩体的“三拱区划”,揭示了围岩形成片帮、冒顶的机理。提出了控制“极限自稳隐形拱”的形成和加固拱内的危害岩体的支护控制原则。巷道支护上提出了“护顶先护帮”、“分区支护,整体控制”、“主动支护,标本兼治”和“联合支护”等一套破碎带围岩大断面永久巷道扩帮施工原则。在国内摸索出了“小进尺,多观察,小扰动,加强临时支护”等一套在破碎带围岩高冒区(大于 16m)实施锚网复修加固的安全施工方法。

 

3.应用范围

 

本技术可用于煤矿三软巷道、破碎带巷道、普通煤巷的支护设计和复修支护。  

 

4.市场需求及经济效益分析

 

煤矿地质构造是常见的地质现象,我国大部分矿区都在开采三软煤层或存在软岩巷道支护问题。本成果在煤矿过破碎带巷道支护领域、松软围岩巷道复修支护推广应用,可节约巷道复修费用,降低返修次数,提高经济效益,具有广泛的应用前景。

 

合作方式:技术转让  技术服务

 

联系方式:

 

联系人:黄庆享

 

电话:029-85583051、85583053  

 

E-mail:[email protected]  

 

秦岭终南山深埋特长公路隧道2号竖井下洞群建造关键技术

2017-03-31 14:21  

 

 

所属领域:公路隧道及硐室施工

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

本项成果突破传统公路隧道建造理论瓶颈和技术制约。通过深埋长大公路隧道竖井下洞群安全高效建造理论研究、实用技术和工程应用等创新,在深埋多次跨越既有隧道安全高效建造关键技术方面取得开创性突破,形成了特色鲜明的深埋长大公路隧道安全高效建造技术体系。项目通过中国岩石力学与工程协会鉴定达到国际先进水平,并获得陕西省科技进步一等奖。

 

2.主要技术特点

 

针对深埋临近已建隧道的洞群,探索了高应力区岩爆发生与分布规律,揭示了深埋隧道施工扰动效应的时空特征与演化规律,提出了短进尺、弱爆破、浅孔爆破与控制超欠挖的综合岩爆防治措施。提出深埋临近已建隧道的洞室群安全高效建造成套施工工艺,解决了变角度、有限空间开挖系统与工艺装备的适应性、可靠性与稳定性控制难题。形成了临近小间距立交隧道施工技术、大跨渐变四联拱隧道施工技术和小断面大坡度隧道等成套施工技术,为洞群安全施工提供了技术保障。自主研发大型三维物理模拟试验和声光电综合数字化现场探测技术,为支护设计优化提供了依据,实现了快速施工,提高了隧道洞群建造效率,促进了隧道高效建造技术发展。

 

3.应用范围

 

可用于公路、铁路隧道建设开采,井筒施工,大型硐室建造

 

4.市场需求及经济效益分析

 

由于国内外均缺乏此类公路隧道安全高效建造理论与工程化应用的系统性专门研究,本项目成果在深埋高应力隧道洞群安全施工与高效建造中具有广阔应用前景,随着我国公路与铁路规划建设方略逐步深入向西部拓展,而西部复杂的地质构造为本成果提供了广泛的推广和应用前景。

 

合作方式:技术转让技术服务

 

联系方式:

 

联系人:来兴平

 

电话:029-85583051、85583053  

 

E-mail:[email protected]  

 

开采损害控制应用新技术

2017-03-31 14:22  

 

 

所属领域:矿山开采矿区环境保护

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

      西安科技大学长期以来致力于我国西部复杂条件下的矿山开采沉陷灾害防治研究,形成集地表沉陷灾害预计评价、覆岩冒裂带探测、沉陷灾害监测、减损开采方法为一体的开采损害控制技术,在我国西部矿区进行了广泛的应用,取得了良好的技术经济效果,获省部级科技进步奖8项,实用新型专利1项,软件著作权1项。  

 

2.主要技术特点

 

  (1)拥有自主研发国内唯一的极坐标数学模型地表沉陷预计评价软件(软件著作权:登记号:2012SR065735. 2012.03),适用于对各种开采条件下的地表沉陷全盆地动态移动变形预计模拟,能够结合协调减损开采技术控制或减轻开采损害程度,优化“三下”开采方法。  

 

      (2)拥有自主研发的井下仰孔覆岩导水裂隙带高度探测系统(专利号:ZL 2010 2 0183994.2),应用简单、实用性强,成本低、可靠性高,仰孔探测深度 200m 以上,胶囊封堵压力大于1Mpa、注水测试压力大于2Mpa,能够应用于各种开采条件下的覆岩导水裂隙带探测,解决水体下开采的关键技术。  

 

      (3)拥有世界先进的Optech ILRIS-3D 大地激光扫描仪,能够实现连续大面积地表沉陷、滑坡体等沉陷灾害实施监测与分析。  

 

3.应用范围

 

   矿区“三下”开采、开采损害防治领域  

 

4.市场需求及经济效益分析

 

   开采损害控制与治理是一个系统的科学问题,只有将开采方法、覆岩与地表移动破坏结合起来,才能科学有效地解决开采损害问题。我国西部矿区地质、开采条件复杂,开采对地表建(构)筑物损害严重,尤其是开采沉陷灾害频发。因此,项目应用必将产生巨大的技术经济和社会效益及生态环境效益。  

 

合作方式: 合作开发  技术服务

 

联系方式:

 

联系人:余学义

 

电话:029-85583051、85583053

 

E-mail:[email protected]  

 

急倾斜特厚煤层安全开采关键技术

2017-03-31 14:22  

 

 

所属领域:煤矿资源安全开采

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

本项成果以水平宽度20~ 50 米 、平均倾角63°的急倾斜特厚煤层为代表,系统研究了急倾斜特厚煤层合理开采工艺、关键装备、注水改变煤层物性、支架选型和水害防治等安全开采关键技术,在急倾斜特厚煤层安全高效开采关键技术的研究方面取得了系统性和开创性的突破,项目通过中国煤炭工业协会鉴定达到国际领先水平,相关成果分别获得新疆自治区科技进步二等奖,中国煤炭工业科技进步二等奖。

 

2.主要技术特点

 

揭示了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采工作面围岩变形及破坏规律、覆盖层水渗透与窜风特性;研究确定了合理阶段高度、覆层安全结构与合理厚度;开发了适合于乌鲁木齐矿区急倾斜特厚煤层综放开采技术与装备。创建了提高煤体冒放性、实现增产提效和提高资源回收率的急倾斜特厚煤层综合弱化工艺;研发了基于碱性基质的超前注水弱化技术;研发了基于乳胶基质炸药的超前爆破技术。研发了煤岩失稳声光电监测技术方法;研发了采空区水患、瓦斯、火灾和硫化氢立体综合防治技术;创建了集矿山固废利用、灾害防治、增产提效和环境保护为一体的采空区地面充填与协同利用技术。

 

3.应用范围

 

可用于煤矿安全开采,矿山开采规划,矿山作业安全保护

 

4.市场需求及经济效益分析

 

本项目技术在特厚复杂难采煤层安全开采与环境治理中具有广阔的应用前景,为我国煤炭资源与环境的安全、协调和绿色开发提供了重要技术支撑,可逐步拓展到煤炭资源管理全过程,包括矿区规划、采矿安全管理,回采率管理、矿区生态环境保护等环节,具有广泛的前景。

 

合作方式:技术转让技术服务

 

联系方式:

 

联系人:来兴平

 

电话:029-85583051、85583053  

 

E-mail:[email protected]  

 

急倾斜特厚煤层深部煤岩动力灾害防治技术

2017-03-31 14:22  

 

 

所属领域:煤矿资源安全开采

 

成果简介:  

 

1.成果的基本情况

 

本项成果以以急倾斜特厚煤层深部煤岩动力失稳防治为目标,系统研究工程尺度采动卸压条件下煤岩体的破坏机理,揭示急倾斜特厚煤层深部综放开采期间煤岩动力失稳致灾规律,建立了动压预报技术,制订适合急倾斜煤层深部动压危险预警与管理制度,实现安全开采。项目通过中国煤炭工业协会鉴定达到国际先进水平。

 

2.主要技术特点

 

提出了急倾斜特厚煤层动力灾害的复杂岩体结构与应力环境效应分析方法,揭示了急倾斜深部煤岩体动力灾害孕育演化过程中煤岩体结构行为的变化规律、结构控制及应力控制相互转化的机制。提出并确定急倾斜特厚煤层深部地下开采能满足覆盖层五大功能的安全结构、合理厚度及其形成技术,吸收和消减应力面层的强度,减缓或协调覆盖层与煤柱差异沉降造成的局部应力集中,实现了现场安全开采,初步形成了适合于神新矿区动压灾害调控技术方法。最终构建了适合于乌鲁木齐矿区急倾斜特厚煤层综放开采动压灾害预报与防治技术体系。

 

3.应用范围

 

可用于煤矿安全开采,矿山开采规划,矿山动力灾害矿井防治

 

4.市场需求及经济效益分析

 

我国西部煤炭资源储量丰富,同时大部分地区也属于强震区,在西部特殊赋存环境下进行煤炭能源矿山开采深度的增加将遇到许多急需解决的动力灾害类安全性问题,本项目研究成果使得带有共性的动压灾害预报与调控技术难题得到较好解决,为推广应用提供了广阔空间与条件。

 

合作方式:技术转让技术服务

 

联系方式:

 

联系人:来兴平

 

电话:029-85583051、85583053 

E-mail:[email protected]

围岩失稳声光电集成监测系统及其监测方法

2017-04-19 15:54  

所属领域:煤矿及隧道、硐室安全建设监测监控

成果简介:

1.成果的基本情况

本项成果包括对同一个钻孔内壁的围岩损伤情况分次进行监测的光学钻孔窥视仪、声发射装置和钻孔应力计。其特征在于:对预先在煤矿巷道帮上所钻取的同一个钻孔内壁的围岩损伤情况分次进行监测的光学钻孔窥视仪、声发射装置和钻孔应力计,汇总所有监测结果,从表面变形和内部损伤研究对围岩损伤失稳状况进行全方位辨析。

2.主要技术特点  

本发明可在作业环境恶劣(煤矿、竖井施工)的条件下运行,可以实现围岩破裂“过程-现象-力源”的全方位监测,揭示围岩破裂演化过程及机制,为支护设计优化提供依据。本发明专利在省内外多个煤矿及井筒施工现场得到工程实践的应用与推广,在复杂条件下特厚煤层开采与环境下实现了张家峁煤矿、何家塔煤矿等矿的安全生产,提高了煤矿防范动压灾害风险的能力,遏制了动压事故伤人的发生。

3.应用范围

可用于煤矿开采,隧道施工,大型硐室建造

4.市场需求及经济效益分析  

本技术可改善矿井安全生产状况,提高矿井经济效益,同时对于推进我国煤炭工业科技水平跨越提升、推进我国大型煤炭基地煤炭的安全开采与社会稳定与环境安全具有重大作用。具有可观的经济与社会效益,推广应用前景广阔。

合作方式:技术转让技术服务

联系方式:

联系人:来兴平

电话:13186187301  

E-mail:[email protected]

岩层变形光纤传感检测方法

2017-04-19 16:04  

所属领域:实验力学

成果简介:

1.成果的基本情况

本成果采用光纤Bragg光栅传感器进行岩层变形多点测试,在国内首次将光纤光栅技术应用于岩层应变变形实时监测,填补了国内、外将光纤光栅传感技术应用于该领域的空白。以光纤光栅单点和多点传感原理为基础,建立基于光纤光栅传感技术的岩石变形检测理论和方法,通过试件、相似模型实验和现场工程实践,建立光纤光栅传感器与岩体相互作用的光学—力学模型。设计了用于室内和现场岩层变形检测的光纤光栅传感器。研究适合于埋入岩体内部的光纤光栅应变传感器结构、测量方法及相应的光纤多介质应变传递理论。

本项目获得了两项国家自然科学基金项目的资助,曾获“陕西省教育厅科学技术二等奖”一项,中国煤炭工业协会“科学技术二等奖”一项。授权发明专利3项,实用新型专利1项。

2.主要技术特点

(1)确定了岩层变形检测系统光纤Bragg光栅传感中心波长。

(2)设计了光纤Bragg光栅传感器结构,构建岩层变形检测的网络系统。

(3)构建了光栅-传感器结构-水泥砂浆-岩层的应变传递系统,建立了岩层应变与光纤Bragg光栅中心波长的关系。

(4)开发了钻孔施工工艺及光纤Bragg光栅传感器埋入工艺。

3.应用范围

本项目研究新型检测方法,主要应用领域为采矿工程和岩土工程技术领域,应用于岩层变形观测与实时监测。

4.市场需求及经济效益分析

项目研究成果为岩层变形检测提供了全新的手段,可以用于室内的模型实验测试,也可以借鉴用于松散层沉降变形检测,是实验岩石力学研究的基础。

投资条件:1、具有各类国际先进的光纤光栅传感检测设备及光纤传感器件;2、具有完善的科研实验条件;3、具有丰富的工程实践经验。

合作方式:技术服务、双方协商

联系方式:

联系人:柴敬、李毅

电  话:029-85583059、029-85587293

E-mail:[email protected]

松散地层沉降变形光纤光栅检测技术

2017-04-19 16:10  

所属领域:煤矿开采、矿山环境地质

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学矿山岩体光纤智能检测研究室自2006年开始对松散地层沉降变形的光纤光栅检测技术及方法进行研究,开发出了替代传统应变测量系统和电类传感器的光纤光栅传感监测系统,用以监测松散地层沉降过程。目前此项技术已经逐渐成熟并在华东地区开始推广,在山东省兖州煤业集团的济宁三号煤矿、鲍店煤矿、东滩煤矿成功应用,在厚度100-178m的松散地层含水层沉降治理中取得良好效果,获得中国煤炭工业协会“中国煤炭工业科学技术二等奖”一项,“济宁市科学技术二等奖”一项。

2.主要技术特点

(1)开发出与松散地层沉降变形相适应的光纤光栅检测系统和应用工艺与配套装备。

(2)通过理论分析和实验室试验,提高了光纤设备在矿山岩体环境中的存活强度;分析了封孔水泥砂浆的力学性能,保证了光纤光栅传感器—浇注的水泥砂浆—松散层岩石的变形协调性,建立了光纤光栅传感器传递大范围松散层沉降变形的变形判据。

(3)光纤光栅传感器与松散地层相容性良好,在监测松散层变形、沉降时其空间分辨率达到0.1mm(能够感知待测对象0.1mm的变形),地层温度分辨率0.1℃,提升了沉降观测的精度。

(4)采用基于GSM网络的GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)无线通信技术,利用虚拟数据采集仪器Labview的开发实现数据储存、查询等功能,以GPRS或3G无线网络与Internet结合进行数据传输,实现了地层沉降变形的实时、在线和长距离监测,提供了数据下载、存储、查询、计算等功能,远程管理方便。

(5)研制了替代传统应变测量光纤光栅传感器,针对不同地质条件开发的光纤光栅传感器监测系统,实现了单孔多层位同时监测。

3.应用范围

该成果应用于煤矿开采过程中的第四系松散地层失水引起的地层沉降检测

4.市场需求及经济效益分析

在我国的华东地区分布着广泛的新生界第四系松散含水地层,其松散含水层的水通过基岩风化带裂隙通道不断流失,导致水位大幅度下降,引起松散岩体有效应力增加,含水岩层产生压缩变形,从而使该地区煤矿井筒发生破坏,产生非采动性井壁破裂。据调查,自20世纪80年代以来,这种灾害涉及了江苏、山东、安徽三省的100多个矿井,分布在徐州、大屯、淮南、淮北、兖州等矿区,截止2004年底,因立井井壁破裂造成经济损失多达十亿元。该成果在上述地区推广应用,能直接为矿山企业降低经济损失,应用前景广阔。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:柴敬、李毅

电话:029-85583059、029-85587293

E-mail:[email protected]

钻孔岩层变形检测实验装置

2017-04-19 16:12  

所属领域:煤矿开采

成果简介:

1.成果基本情况

钻孔岩层变形检测实验装置自2008年开始着手研究,该装置主要用于研究岩层沉降变形过程,以省重点实验室科研计划项目“钻孔岩层变形检测新方法及其实验装置研制”(08JZ42)为基础,研究适合于岩层变形的光纤光栅应变传感器结构及植入方法,建立光纤光栅传感器与岩体变形相互作用的光学—力学模型。通过对岩土层变形钻孔检测的光纤光栅多点传感理论的研究,提出了在预设钻孔中埋入光纤Bragg光栅传感器用于第四纪松散地层不同层位多点沉降变形监测方法,研制出一个由多个光纤光栅组成的光纤Bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列。目前该技术在兖州矿区得到很好的推广应用,部分研究成果经中国煤炭工业协会组织鉴定为国际先进,获得”山东省济宁市科学技术进步”二等奖,申请国家专利一项。

2.主要技术特点

(1)自制实验装置,其尺寸为直径330mm,高1200mm。用于监测松散地层疏水固结沉降变形特点及其发展规律的研究,建立三维松散地层沉降物理模型。

(2)预制Φ50×1100mm的光纤Bragg光栅预制棒,模拟现场岩层钻孔变形过程。

(3)光纤光栅传感器采用有机玻璃纤维增强聚合物(GFRP)封装,它是将裸光纤布拉格光栅嵌入玻璃纤维增强聚合物材料中,形成GFRP-OFBG传感器。由光纤Bragg光栅和碳钢组成直径8mm、长度220mm、端部扩径为16mm的圆柱状结构,光纤为铠装结构。

(4)在模型内部安装有3个光纤光栅传感器,用于监测模型内部的应力分布,同时也可以作为光纤光栅传感器监测数据的参考和对比。

3.应用范围

该技术应用于厚松散层井筒变形、破坏的预测和防治工程中。

4.市场需求及经济效益分析

我国华东地区普遍存在着厚新生界含水冲积地层,自1987年以来,华东地区已有上百个井筒发生不同程度的破坏,给煤矿的安全生产带来了较大的隐患,极大地制约了煤矿的经济发展。因此,对井壁破坏的预测和防治是十分必要和迫切的。该技术可用于地层沉降变形的实验研究,探索地层沉降与监测方法,并已在兖州矿区得到实际应用,成果显著,应用前景广阔。

合作方式:合作开发 技术服务

联系方式:

联系人:柴敬、李毅

电  话:029-85583059、029-85587293

E-mail:[email protected]

光纤光栅锚杆测力装置

2017-04-19 16:13  

所属领域:煤矿开采

成果简介:

1.成果的基本情况

锚杆支护已发展成为世界矿井巷道以及其它地下工程支护的一种主要支护形式之一,锚杆的支护质量决定着巷道的使用安全和围岩稳定。该光纤光栅锚杆测力装置结构简单、安装方便、可重复使用、易于保护和维修,可用于对锚杆应力进行分布和长期监测,且具有很高的测试精度,长期稳定性好,信号传输距离远,给锚杆支护质量的长期在线监测提供了一种可靠有效的手段。利用该监测系统可以实现对井下各个监测点锚杆的受力情况进行监测,从而对井下巷道支护质量及煤柱稳定性等做出评估和预测。该成果已申请发明专利1项,在神华宁煤集团的红柳煤矿应用并取得了良好效益,具有广阔的推广应用前景。

2.主要技术特点

(1)传感器安装方便、可重复使用、易于保护和维修,可用于对锚杆应力进行分布和长期监测,长期稳定性好,信号传输距离远。

(2)可用于对锚杆支护质量进行在线监测,不需要工程技术人员现场观测。

(3)光纤光栅锚杆测力装置用于锚杆支护质量在线监测是本质安全的,满足煤矿井下监测安全防爆要求。

3.应用范围

该装置应用于锚杆支护质量的监测,并对被支护物的稳定性做出评估和预测。

4.市场需求及经济效益分析

锚杆支护已发展成为世界矿井巷道以及其它地下工程支护的主要支护形式之一,并在边坡、岩土深基坑等地表工程中得到广泛应用。在我国煤矿巷道支护中所占的比例已接近100%,并取得了很好的技术与经济效益。但在锚杆支护的巷道、边坡等工程中冒顶片帮等事故仍时有发生,造成了很大的人员伤亡和经济损失。该成果可应用于锚杆支护质量的监测,并对被支护物的稳定性做出评估和预测,减少和避免因锚杆支护质量问题引起的事故和造成的损失,应用前景广阔。

合作方式:技术转让、专利权转让

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联系人:柴敬、李毅

电  话:029-85583059、029-85587293

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地层深部测温系统

2017-04-19 16:14  

所属领域:煤矿开采、煤矿地质

成果简介:

1.成果的基本情况

该系统以光纤Bragg光栅应变温度传感理论为依据,研制煤矿地层温度测试系统。2011年、2012年先后对鲍店煤矿工业广场主副井和东滩煤矿西风井的地层温度进行长期监测,并实现了24小时远程在线监测。

2.主要技术特点

(1)设计了地层深部测温系统的光纤Bragg光栅传感中心波长及传感器结构,测试精度可达0.1℃。

(2)开发了适合地层深部测温系统光纤光栅多点监测软硬件系统,构建了地温监测的网络系统。可实现长期远距离、实时在线监测。

(3)建立了传感器结构-地层的温度传递理论,得到了地层温度与光纤Bragg光栅中心波长的关系。

3.应用范围

本项目研究新型检测方法,主要应用领域为采矿工程和岩土工程领域,用于监测地层温度。

4.市场需求及经济效益分析

近年来,随着煤矿开采深度的不断加大,地温也相应增高,当地温超过某一温度时,就会产生矿井的热害,热害已成为矿井新的灾害。在深部开采条件下,地温升高是井下工作条件恶化的重要原因,持续的高温将对人员的健康和工作能力造成极大的伤害,使劳动生产率大大下降和生产事故增加,同时还会降低井下设备的工作性能,减少井下设备的使用寿命。国有重点煤矿中有70多处矿井采掘工作面温度超过26℃,其中30多处矿井采掘工作面温度超过30℃,最高达37℃。热害已成为在矿井生产向深部发展过程中不可避免的地质灾害。

该系统通过对地层温度的实时监测,为矿井确定合理的通风方式提供了依据。

合作方式:技术服务、双方协商

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煤层水力压裂安全清洁高效采矿技术

2017-04-19 16:15  

成果简介:

该技术是坚硬煤层、高瓦斯煤层、动力灾害严重的矿井以及水害矿井开采中适用的安全清洁高效采矿岩层控制技术。该技术为解决硬厚煤层清洁高效开采、以及冲击煤岩顶板灾害、煤层隔水岩层采动破裂控制等综合机械化矿井安全清洁高效开采与防灾控制提供了简单适用的新方法。特别对我国瓦斯等级高、煤尘危害大、易燃发火、顶板(煤)冲击压力显现条件下的煤层开采适用。2003被授予陕西省优秀科技成果,科成登字2003291。

技术原理:以水力压裂方法为核心的岩层控制新技术。

技术特点:安全性、环保性、高效性、经济性四大特点。

专利授权:拥有成套技术工艺方法与设备专利权。授权号:01265881.2 专利号:ZL200710188417.5

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:邓广哲

电话:15902991865

E-mail:[email protected]

高地压强膨胀型破碎围岩加固与修复技术

2017-04-19 16:25  

成果简介:

该技术适用于高地压、膨胀性裂隙围岩控制工程中,围岩软化系数0.40,岩石质量RQD小于20,f<1,尤其对高应力、强膨胀、环境敏感、动压影响的采准巷道破碎围岩控制适用。

技术原理:

以高地压、膨胀岩层的时效变形过程控制为指导,采用岩层破碎变形的劈裂控制机制和松动圈演化反馈技术方法,及分组支护结构对破碎围岩变形承载力的影响评估,建立工程适应采准巷道裂隙围岩的主动支护和修复方案。

技术特点:

支护成本低,信息化设计,控制围岩变形强度,动态支护结构,工艺简单。

工程应用:1993以来在甘肃、陕西、云南、四川等煤矿高应力、破碎围岩巷道、立井煤仓中使用。累计获得经济效益1.2亿元。

合作方式:合作开发  技术服务

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联系人:邓广哲

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平-立组合加载相似模拟实验架

2017-04-19 16:33  

所属领域:用于岩土、地质、矿山等的相似模拟实验设备

成果简介:

1.成果的基本情况

   本项成果是在底支撑架的左端设左安装架、右端设右安装架,左安装架和右安装架的顶端设上安装架,左安装架、右安装架、上安装架上前后方向加工有孔,槽钢的一段设在左安装架上、另一段设在右安装架上,在上安装架上设上加压装置、左安装架上设左加压装置、右安装架上设右加压装置。本发明采用单体实验架组装技术方案,一个单体实验架可进行平面试模加载实验,两个以上的单体实验架可进行立体试模加载实验,单体实验架上设置了加压装置。

2.主要技术特点

   本发明解决了相似模拟平面实验架和相似模拟立体实验架不能交互使用、顶部和两侧不能加压以及立体架模型内部难以风干等问题,具有设计合理、组装方便、能加载等优点。

3.应用范围

可用于巷道变形和底鼓等相关研究的相似模拟

4.市场需求及经济效益分析

   近几年在陕西、四川、甘肃、内蒙、贵州等省的一些煤矿巷道变形、底鼓、过切眼等问题中使用平-立相似模拟实验架进行研究,提高了矿井的经济效益,为煤矿的安全生产提供了科学依据,推广前景广阔。

合作方式:技术转让技术服务

联系方式:

联系人:贠东风

电话:13002953881

E-mail:yundf@ xust.edu.cn

锚杆拉力检测与预紧集成装置

2017-04-19 16:34  

所属领域:采矿工程和土木工程

成果简介:

1.成果的基本情况

   本项成果包括能够套在锚杆杆体上的拉力计、支撑座,拉力计的空心活塞柱体正对支撑座的顶壁,支撑座为中空套筒结构,在支撑座的顶壁上加工有杆体通孔,在支撑座的侧壁上加工有扳手活动孔。通过在支撑座的侧壁开设扳手活动孔,在支撑座与拉力计的空心活塞柱体之间还可设置开口加厚垫,当预紧时锚杆末端的松动螺母时,扳手可以直接通过该活动孔转动螺母,使锚杆得以预紧,预紧力数值显示在锚杆拉力计的压力表上,螺母紧固后可继续拉拔锚杆,再次紧固螺母,直至达到所需预紧力。当锚杆拉力计的空心活塞柱体行程不够时,通过增减开口加厚垫补充空心活塞柱体行程。

2.主要技术特点

   实现了在检测锚杆拉力过程中对锚杆实施预紧,本装置结构简单、操作方便。

3.应用范围

软岩巷道支护

4.市场需求及经济效益分析

   近几年在陕西、四川、甘肃、内蒙等省的相关煤矿软岩巷道支护问题中使用锚杆拉力检测与预紧集成装置,解决了锚杆的预紧与检测问题,提高了矿井的经济效益,为煤矿的安全生产提供了科学依据,推广前景广阔。

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联系人:贠东风

电 话:13002953881

E-mail:yundf@ xust.edu.cn

可逆止旋转的软岩悬吊-组合锚杆

2017-04-19 16:35  

所属领域:采矿工程和土木工程的机械设备技术

成果简介:

1.成果的基本情况

本项成果是通过在杆体上套设有至少一节的单元膨胀管,单元膨胀管包括依次联接的左旋螺母和胀箍管、右旋螺母,左旋螺母和右旋螺母与胀箍管联接的一端呈楔形,分别延伸至胀箍管的两端内侧,与胀箍管通过螺纹联接,在胀箍管的两端口上均开设有U型槽口,在左旋螺母与右旋螺母的外壁上分别设置有能够阻止杆体旋转的逆止键。

2.主要技术特点

通过设置在杆体上的左旋螺母与右旋螺母的外壁上加装能够防锚杆整体选装的逆止键,不影响锚杆插入时逆止键与钻孔壁的轴向摩擦阻力,同时,能够有效逆止锚杆整体旋转,达到可靠的初始锚固效果,加工简单,安装方便。

3.应用范围

地下工程和矿山巷道支护以及边坡、隧道坝体的加固。

4.市场需求及经济效益分析

近几年在陕西、四川、甘肃、内蒙、贵州等省的几个煤矿软岩巷道支护问题中使用可逆止旋转的软岩悬吊-组合锚杆,提高了矿井的经济效益,为煤矿的安全生产提供了科学依据,推广前景广阔。

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联系人:贠东风

电 话:13002953881

E-mail:yundf@ xust.edu.cn

可逆止旋转的无树脂多锚点锚杆

2017-04-19 16:38  

所属领域:采矿工程和土木工程的机械设备技术

成果简介:

1.成果的基本情况

本项成果是在杆体的一端加工有螺纹,另一端加工为倒楔形,杆体带有螺纹的一端穿过托板的安装孔,通过与螺纹适配的螺母将托板与杆体紧固,其特征在于:在杆体上依次设置有上胀箍管和至少一节的支撑单元管,支撑单元管设置在上胀箍管的下端,在上胀箍管的外壁上设置有能够防止杆体逆转的逆止键。

2.主要技术特点

   通过在锚杆的上胀箍管上设置螺旋毛刺或者刀刃形逆止花键构成的逆止键,不影响锚杆插入时逆止键与钻孔壁的轴向摩擦阻力,同时,能够有效逆止锚杆整体旋转,达到可靠的初始锚固效果,加工简单,安装方便。

3.应用范围

地下工程和矿山巷道支护以及边坡、隧道坝体的加固。

4.市场需求及经济效益分析

   近几年在陕西、四川、甘肃、内蒙、贵州等省的有些煤矿软岩巷道支护问题中使用可逆止旋转的无树脂多锚点锚杆,提高了矿井巷道尤其是软岩巷道支护的速度和可靠性以及经济效益,为煤矿的安全生产提供了有力保障,推广前景广阔。

合作方式:技术转让 技术服务

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联系人:贠东风

电 话:13002953881

E-mail:yundf@ xust.edu.cn

安全科学与工程学院

煤层自燃火灾预测及防灭火新技术的研究与应用

2017-04-19 17:24  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况:

西安科技大学从1988年开始就对煤层自燃火灾预测及防灭火新技术的研究与应用。对煤的结构特点和煤层自燃的特点,通过对煤自燃预测理论和防灭火新理论的系统研究,开发出了煤层自燃火灾预测技术和防灭火新技术,并重点在煤矿井下煤层自燃火灾的预测和防治中进行了广泛推广和应用,较好地解决了制约我国煤炭工业科技进步的关键问题之———煤层自燃火灾的预测和防治问题,取得明显的社会和经济效益,于2002年获得了国家科学技术进步二等奖。目前该技术已在全国20多个省得到应用。

2.主要技术指标

(1)建造了我国第一个煤低温自然发火实验台,首次解决了煤层自然发火期及相关参数的定量测定问题。

现场煤自然发火的关键是低温(80℃以下)氧化蓄热升温,以往人们所进行的少量煤样低温自然发火实验大多数以失败而告终,故影响了煤低温自燃过程的定量研究,使煤自然发火期预测和发火区域判定成为难题。

(2)建立了煤层自燃危险区域判定及发火期预测理论,开发出相应技术。

建立了煤氧复合多级反应模型,提出了煤自燃性衡量指标,应用煤低温自然发火实验台,测算出不同条件下引起煤自燃的极限参数,建立煤层自然发火预测模型;结合现场实际观测参数,判定煤层自燃危险区域、预测自然发火期。

(3)建立了煤层火灾的胶体防灭火体系。

应用胶体的液固转化和耐温的特殊性能,解决了具备贫氧氧化、热力风压供氧、火源隐蔽、立体分布、蓄热量大等特点的煤层火灾防治问题,开发出相应的材料、设备和工艺,建立了有效的新型防灭火体系。

3.应用范围

该项成果应用于矿井火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

近几年来,该项技术先后在全国十多个省中的3个统配煤矿和8个地方煤矿进行推广,并直接参与灭火工作。直接参与灭火近百次,利用该技术多次直接从火区中抢撤出设备,以及多次确保综放面几千万的设备不受损害,直接灭火成功保住工作面。成功地治理了大同矿务局地面煤堆自燃火灾和汝箕沟大面积煤层露头自燃火灾。目前,该项成果已成为一项主要的煤层自燃火灾防治技术,其中胶体防灭火技术已编入2001年新修订的《煤矿安全规程》中。

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联系方式:

联系人:邓军

电话:13572000518

E-mail:[email protected]

煤田火区动态演化规律及控制新技术

2017-04-19 17:32  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2007年开始就对煤田火区动态演化规律及控制新技术着手开始研究,目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。该成果于2011年12月29日由中国煤炭工业协会经会议鉴定,达到国际先进水平;成果于2012年9月获陕西省科学技术进步一等奖,该项目申请专利6项。煤田火区识别、控制及治理技术与开发的装备在四川省攀枝花市宝鼎矿区4#煤层露头火灾治理工程、新疆温宿博孜敦4#煤层火区综合治理工程、中煤平朔一号井工矿上窑火区治理工程和内蒙古古拉本煤田火区灭火工程等多项防灭火项目中应用。  

2.主要技术指标

(1)分析了我国典型煤田火区特点及发展规律,掌握了煤火低温自燃过程与高温燃烧化学反应机理,建立了煤田火区物理和煤田火区传热、传质、化学反应、应力应变、热力破坏等过程耦合的非稳态数学模型,进行了煤田火区动态模拟,揭示了煤田火区岩石热破坏及与渗流耦合作用下煤田火区的发展规律,反映煤田火区的形成过程、发展进程、高温点空间位置转移规律,为煤田火区防治奠定了理论基础。

(2)采用测氡法与红外热成像相结合的火区隐蔽火源综合探测技术,应用模式识别、多元信息融合理论和方法,优化和筛选煤田火区特征信息参数,掌握了火区探主要测影响因素,弥补了单一火区探测方法不足,提高了火区探测精度。

(3)首次采用ZigBee和GPRS先进技术,研发基于无线自组网技术的煤田火区远程温度在线监测、管理系统。该监测系统能够大范围、实时监测煤田火区温度变化情况,掌握火区动态发展规律,提高了煤田火区监测科学性、有效性。

(4)研究了各种灭控材料(黄土、粉煤灰、岩粉)的成胶机理与防灭火特性,开发出煤田火区防治的新型复合胶体材料,极大地提高了灌浆灭火材料的有效利用。研制了适合于煤田火区治理工程的防灭火成套系统及装备,实现大流量、高浓度、远距离注浆灭火功能。其注浆浓度及添加材料比例可调,自动化程度高,运行稳定、可靠。

(5)基于上述研究成果,分析不同条件下煤层露头、采空区火区引发的复杂煤田火区灭控理论、技术、方法及适用条件,针对煤氧复合放热的关键环节,以及高温煤体散热和吸热的关键环节,结合煤田火区燃烧时间长、范围广、蓄热量大、煤岩体温度高、裂隙空洞漏风复杂、易复燃等特征,提出的“以降氧为主的火区控制理论”与“以降温为主的治理理论”。

3.应用范围

该项成果应用于煤田火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

本项目的研究为治理煤田火区提供了理论基础和实践经验,为维护社会稳定,推动社会的进步和技术的革新具有重要的社会意义,市场需求逐年增长。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:金永飞

电话:13700287277

E-mail:[email protected]

基于采动裂隙场变化的煤与瓦斯共采理论与技术

2017-04-19 20:06  

所属领域: 矿山安全开采技术

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自1998年开始对我国煤与瓦斯共采基础理论进行研究,成果获陕西省科学技术二等奖,出版专著2部,发表论文40余篇(其中SCI、EI收录12篇,ISTP收录5篇),获专利5项。研究成果已在山西省天池煤矿等多个高瓦斯矿井进行了煤与瓦斯共采技术验证,有效指导了煤矿现场的瓦斯抽采工作,实现了矿井的安全生产,具有良好的社会和经济效益。

2.主要技术特点

(1)从分析煤体微结构特征入手,通过电液伺服渗透性实验分析含瓦斯煤体的渗透特性,研究采动影响下覆岩应力变化、渗透性演化与卸压瓦斯渗流的宏观形态,为采动覆岩裂隙时空演化与卸压瓦斯运移储集关系深入研究奠定基础。

(2)将采动岩体力学、关键层理论与流体动力学等理论相结合,分析采动裂隙场变化对卸压瓦斯运移的影响,建立卸压瓦斯在采动裂隙中的升浮—扩散—运移数学模型。

(3)建立基于采动裂隙场变化的煤与瓦斯共采基础理论,从理论上解释采动裂隙带是卸压瓦斯流动及储集的通道和空间,为裂隙带内瓦斯抽采系统的布置提供了科学依据。

3.应用范围

该项成果应用于矿井瓦斯防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

我国尤其是中西部矿区蕴藏着丰富的煤与瓦斯(瓦斯)资源。据统计,我国高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井4500余处(陕西省高瓦斯或突出矿井近百处),埋深2000m以浅瓦斯量约36.8万亿m3(陕西省2000m以浅约1.3355万亿m3,居全国第三)。项目通过“采动裂隙椭抛带”时空演化规律与分布特征,以及其中卸压瓦斯储运规律,提出卸压瓦斯抽采的定量化布置参数确定方法,形成了基于“采动裂隙椭抛带”变化的煤与瓦斯共采理论体系,具有广泛的应用价值。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:李树刚

电话:029-85587450

E-mail: [email protected]

煤矿火灾快速控制技术及成套装备

2017-04-19 20:09  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2008年开始就对煤矿火灾快速控制技术及成套装备研究着手开始研究,目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。该项研究成果在理论、技术、装备等方面取得了多项重大创新,与之相应的三个内容分别经山东省科技厅,中国煤炭工业协会组织鉴定,认项目整体上达到国际先进水平,液态二氧化碳直接灌注灭火技术居国际领先水平。成果于2012年9月获山东省科学技术进步二等奖,该项目申请专利4项。技术转化形成10余个新产品,实现了产业化,多个产品成为国家矿山应急救援中心建设项目指定采购产品,提高了我国煤矿火灾防治技术装备的水平。

2.主要技术指标

(1)针对不同地点的火灾,提出了快速钻孔注胶灭火,快速密闭控制火区、液态二氧化碳快速灭火的煤矿火灾快速控制的技术体系。

(2)开发了以轻质弹性砌块快速密闭和气囊式快速密闭为主的火灾快速密闭控制技术,解决了矿井具爆炸危险性,灭火危险难度的火区密闭快速施工、远距离操作、安全可靠的技术难题。

(3)开发出防灭火灌浆注胶钻孔快速施工技术及配套装备,实现了火区一次性快速成孔,根据着火地点的不同,形成了注胶灭火钻孔的快速施工技术体系。

(4)研发的高分子胶体材料成胶效果好,克服了凝胶用于灭火时成胶材料用量大、工艺复杂、系统安装和材料运输准备时间长的不足,提高了快速灭火的效率和针对性。

(5)研制了轻型快速胶体压注装备,实现了高分子胶体材料粉状添加剂连续定量输送,均匀混合,灭火工艺简单。

(6)开发了液态二氧化碳快速防灭火工艺及系统装备,解决了液态二氧化碳储运,直接释放过程的安全技术,防止液态二氧化碳易形成干冰堵塞管路,满足了不同条件的煤火快速防治的要求。

3.应用范围

该项成果应用于矿井火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

本项目研究成果成功应用于陕西、山东、宁夏等全国10多个省百余次火灾快速防治,经济和社会效益巨大。成果提升了煤矿防灾抗灾能力,保障了矿工生命安全,减少了煤炭资源和财产损失,培养博士2名、硕士6名,为矿井火灾的治理提供了装备,提升了我国煤矿火灾防治技术装备的水平。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:马砺

电话:13759928279

E-mail:[email protected]

基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备

2017-04-19 20:11  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2006年开始对基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备进行研究。该技术经中国煤炭工业协会组织鉴定,认项目整体上达到国际先进水平。成果于2012年9月获中国煤炭工业协会二等奖,该项目申请专利6项。该技术有效预防治煤自然发火事故,提高矿井防灭火能力。

2.主要技术指标

(1)开发出稠化胶体悬浮剂,配合相应的工艺及系统装备,解决了粉煤灰高浓度浆液远距离输送管损、沉淀、堵管等问题。开发出以粉煤灰主要原料的系列复合胶体,配合相应的工艺及系统装备,实现了粉煤灰浆液的胶凝。

(2)开发了以粉煤灰地面灌浆注胶防灭火系统及装备,根据粉煤灰的来源、储存方式、粉煤灰输送方式的不同,解决了粉煤灰灌浆系统的灌注工艺,实现了兖矿集团粉煤灰灌浆系统的全面改造。系统能够实现浆液最大浓度可达固水比1:1,能够实现泥浆、稠化胶体、凝胶和复合胶体等多种防灭火材料大流量灌注。

(3)研究了以粉煤灰为主要材料的无机固化粉煤灰配方,研究出了四大系列粉煤灰无机固化配方。该配方主要由主料粉煤灰、固化激发剂、硬化速凝剂与水组成,固化时间为几秒至十几分钟,固化强度可达3MPa以上。

(4)研究了以粉煤灰灌浆系统为主的无机固化粉煤灰灌浆工艺,其灌浆系统全套装备和灌浆工艺过程可以做为其它煤矿应用地点应用时的实际参考。

(5)研究了高掺量粉煤灰水泥新型喷浆材料相关性能参数,包括流动度、喷浆最大厚度、回弹率、凝结时间、结石率、密度、抗压强度、抗折强度、与钢筋握裹力、收缩率、抗风化能力、抗腐蚀能力,得出了该混合材料的最佳配比。

(6)研究了粉煤灰喷浆材料连续式定量制滤浆装置,解决水和固体物料(粉煤灰和水泥)的定量配比及连续式制浆和滤浆问题,防止喷涂过程中断造成的喷涂不匀,并杜绝大颗粒进入输浆泵。

3.应用范围

该项成果应用于矿井火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

利用粉煤灰替代黄土注浆,使粉煤灰变废为宝的同时,减少了对环境的污染,并且节约了宝贵的黄土资源,优质农田免于被破坏。粉煤灰浆除可用于防灭火外,在加入水泥和其他固化材料后,还可应用于内错联络巷改造,为采煤工作面过联络巷时制造假底,具有坚固、稳定、省工、省时、省成本等特点。粉煤灰灌浆注胶防灭火速度快,无毒副作用,安全性好,防灭火性能独特。该研究弥补了我国在此类防灭火材料研究的不足之处,粉煤灰胶体灭火过程中没有水煤气爆炸危险,安全性好,防灭火速度快,是高产高效矿井安全生产的保障。课题的研究成果取得了显著的经济效益和社会效益,推广应用前景影响广阔。

合作方式:技术服务

联系方式:

联系人:邓军

电话:13572000518

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KTE5型矿山救援可视化指挥系统及装置

2017-04-19 20:14  

所属领域:矿山安全技术

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2003年开始就矿山应急救援通信技术和装备着手开始研究,现该成果获安全生产科技成果二等奖1项,发明专利1项,实用新型专利4项,发表论文12篇;该成果提供一种可实时监视和直接联络事故现场的先进技术手段;设计了将灾害现场视频/音频信号传送至地面指挥部和各级救援指挥中心,地面指挥部和各级救援指挥中心根据灾区情况向救护队员发送救援指令;同时通过互联网,业内专家可直接了解救灾现场的实际,参与救灾决策,实现救灾决策专家化的网络系统。项目研究成果及转化形成的工矿产品已推广应用于山西大同煤电公司、山东龙口煤电有限公司、中国神华能源神东分公司救护消防大队等矿山救护队取得了一定的经济效益和社会效益。

2.主要技术特点

(1)首次实现了矿山救灾现场,井下基地和地面指挥中心图像实时传输和显示,并具备双向通话功能;

(2)首次在矿井采用SDSL宽带网技术,实现了数据的高速传输;

(3)本安锂电源保护电路有较大突破,实现了纳秒级的保护响应速度;

(4)可通过网络实现远程通信;

(5)研制出了可在全黑情况下使用的井下本安型红外摄像头。

3.应用范围

该项成果应用于矿山应急救援领域

4.市场需求及经济效益分析

从国内市场看,保守预测全国有500套的市场空间,按每套40万人民币计算,我们的多媒体移动救援通信系统就有2亿的市场容量。如果把国外市场考虑进去,前景更为广阔。

合作方式:合作开发

联系方式:

联系人:文虎

电话:13572000519      

E-mail:[email protected]

矿井救援无线多媒体通信关键技术研究与装备应用

2017-04-19 20:16  

所属领域:矿山安全技术

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2006年开始就矿山应急救援通信技术和装备着手开始研究,现该成果获陕西省科技进步二等奖1项,发明专利1项,实用新型专利6项,发表论文21篇;研制成果的“无线/有线相结合”的矿山应急救援无线多媒体通信系统及装备,通过现场应急救援实践,系统装备提高救护队员的救援效率,实现了灾区信息的实时准确传送,提高了救灾决策的效率和准确性,有效的避免了救援队员遇到的潜在危险,为科学救灾提供了技术和装备保障。项目研究成果目前成功得完成了数十次矿山事故应急救援,并为煤矿企业挽回巨大经济损失,保障了广大煤矿井下工作人员的人身安全,树立了良好的国际形象,取得的巨大的经济效益和社会效益,推广应用前景广阔。

2.主要技术特点

(1)研制了能够适用于煤矿井下爆炸气体环境,具有灾区前端多路视频输入,多路音频双向接口,能实现灾区、井下救援基地、地面指挥中心的三方实时通话,并同步传输环境参数、视音频数据等功能的矿山救援无线多媒体通信技术与装备。

(2)采用MIMO-OFDM技术在不增加带宽的条件下,有效提高通信系统传输信息容量和频谱利用率,保持了无线信号的传输稳定性。

(3)开发了出了具有搜索发现服务器设备地址,红外摄像仪视频监测,视频录像,音频对讲传输,控制信号发送,传感器采集数据显示,报警提示的视音频和环境参数同步采集传输的软件系统。

(4)研制了以电池专用保护IC为主控芯片,可将短路关断时间控制在175ns以内,点火能量40uJ以下的10Ah便携式本安型电源,具有两级独立的过流、过压保护功能

3.应用范围

该项成果应用于矿山应急救援领域

4.市场需求及经济效益分析

从国内市场看,保守预测全国有1000套的市场空间,按每套50万人民币计算,我们的多媒体移动救援通信系统就有5亿的市场容量。如果把国外市场考虑进去,前景更为广阔。

合作方式:合作开发

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电话:13572000519

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井下多媒体信息地面钻孔探测技术

2017-04-19 20:17  

所属领域:矿山安全技术

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2009年开始就矿山应急救援通信技术和装备着手开始研究,现该成果获中国煤炭工业协会科技进步奖二等奖1项,实用新型专利3项,发表论文6篇;研制成果针对矿井应急救援过程中所遇到的困难,研究与开发具有传输语音、视频和多种环境参数数据的井下多媒体信息地面钻孔探测装置,实时、准确地把受灾钻孔中及通过钻孔探测到的井巷中的受灾信息时实时传送到地面救灾指挥部及各级救援指挥中心,为救灾指挥员与专家提供准确可靠的灾情信息,达到科学制定救灾方案的目的项目研究成果目前成功得完成了多次矿山事故应急救援,并为煤矿企业挽回巨大经济损失,保障了广大煤矿井下工作人员的人身安全,树立了良好的国际形象,取得的巨大的经济效益和社会效益,推广应用前景广阔。

2.主要技术特点

(1)研制出了能够应用爆炸性气体环境区域,具有两路视频输入、一路双向音频输入和四种环境参数的无线结合有线传输方式的多媒体信息地面钻孔探测装备。国内外尚无同类装置和技术。

(2)首次将多媒体双码流采集技术应用于地面钻孔探测,并开发出了应用与井下钻孔探测的软件系统及界面。

(3)首次将地面无线COFDM技术和钻孔中SDSL有线传输相结合的多媒体传输技术应用于钻孔探测中。既解决了地面信号传输的灵活性和可扩展性,又解决了钻孔中信号传输的稳定性和抗干扰性。

(4)对大功率本质安全型电源研制技术和数字通信设备电路本质安全控制技术的研究,为地面先进的多媒体通信网络技术及装备应用于爆炸性气体环境区域提供了技术保障。

3.应用范围

该项成果应用于矿山应急救援领域

4.市场需求及经济效益分析

从国内市场看,保守预测全国有500套的市场空间,按每套30万人民币计算,我们的多媒体移动救援通信系统就有1.5亿的市场容量。如果把国外市场考虑进去,前景更为广阔。

合作方式:合作开发

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联系人:文虎

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综放开采大面积采空区有害气体控制技术

2017-04-19 20:44  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自2005年开始对综放开采大面积采空区有害气体控制技术的研究与应用进行研究。该技术经中国煤炭工业协会组织鉴定,认项目整体上达到国际先进水平。成果于2012年9月获山东省科学技术进步三等奖,该项目申请专利24项。该技术有效预防大面积采空区灾害事故,提高采空区密闭的安全可靠性。

2.主要技术指标

(1)确定了兖州矿区3层煤采空区有害气体主要来源于松散煤体氧化自热,其产生量与煤温和氧气浓度有关。明确提出了封闭采空区内气体处于微作用力下的弱平衡状态,易受采空区周边压能分布、热力风压及大气压力变化等因素的影响,搞清了这些影响因素与大面积采空区有害气体分布、运移和涌出的关系。

(2)实验研究了煤氧化自热过程中有害气体的产生规律,分析了低瓦斯矿井采空区浮煤自燃引发局部气体燃爆的条件和环境,测试了煤氧化自热产生的、以CH4为主的、多元可燃可爆性混合气体的爆炸特性,建立了采空区封闭空间的矿井瓦斯爆炸模型,测算出不同条件下的爆炸冲击压力。

(3)分析了覆岩失稳引发冲击灾害机理,提出了采空区气体体积计算方法,建立了气体冲击灾害的力学和数学模型,计算出大面积顶板来压引发采空区气体的冲击压力。

(4)提出以密闭为根本的大面积采空区气体灾害控制技术,确定了以柔性与刚性相结合的密闭墙构建方式,设计的钢筋混凝土密闭墙结构,具有足够抗冲击强度和气密性能,杜绝了大面积采空区浮煤自燃与气体冲击的灾害。

(5)制定了大面积采空区气体监测与密闭控制技术规范。

3.应用范围

该项成果应用于矿井火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

随着采空区范围不断增加,由矿震、自燃或其它灾害引发大面积采空区有害气体涌入矿井,造成人员伤害或其它生产事故的危险性增大,由此而引发的安全隐患受到更大重视。因此,题对采空区有害气体的监测、隔离、封闭和控制技术进行系统研究,并在各矿区得到了应用,具有推广应用价值。

合作方式:技术服务

联系方式:

联系人:文虎

电话:13572000519

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矿井煤层自燃隐蔽火源红外成像探测技术

2017-04-19 20:46  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学自20057年开始对主要研究矿井煤层自燃隐蔽火源红外成像探测技术。针对煤层自燃火源位置隐蔽,难以确定的难题,采用热红外探测技术与热传导反演理论相结合的方法,研究煤层自燃高温区域的位置和火源温度。成果于2008年经中国煤炭工业协会组织鉴定为国际先进水平,获中国煤炭工业协会三等奖。该项目申请专利2项。该技术有效预防大面积采空区灾害事故,提高采空区密闭的安全可靠性。

2.主要技术指标

(1)建立了煤层自燃隐蔽火源红外探测实验系统,分析了煤体内存在点热源、线热源和面热源时的表面红外热像特征,掌握了其随煤温和能量变化的动态发展过程。

(2)研究分析了实际条件下存在煤层火灾隐患地点的红外热像特征及影响因素,形成了排除伪异常的方法,解决了应用红外热成像技术探测并分析同煤层5~10m隐蔽火源的难题。

(3)建立了非稳态的煤自燃过程的数学模型,实验测定了不同煤温时的放热强度和耗氧速度等参数,结合现场实测的煤体表面红外热像特征,反演推算出煤层隐蔽火源的位置和程度。

(4)利用该技术完成了巷道自然发火隐患,煤仓自燃火灾,浅部煤田火区勘察及治理效果的探测及分析,取得了良好的效果。

3.应用范围

该项成果应用于矿井火灾防治工程领域

4.市场需求及经济效益分析

分别在兖矿集团东滩煤矿、南屯煤矿、兴隆庄煤矿等6大矿、新疆大黄山矿、内蒙古乌达、宁夏汝箕沟等自燃火区应用红外热成像仪开展了火区探测工作,有效地预防和控制了矿井煤层火灾,也在其他矿区进行了推广,取得了显著的经济效益和社会效益。

合作方式:技术服务

联系方式:

联系人:邓军

电话:13572000518

E-mail:[email protected]

大倾角“三软”易燃厚煤层综放面综合防灭火技术研究与应用

2017-04-19 21:00  

所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

该成果主要研究了大倾角“三软”易燃厚煤层综放面自燃规律、基于指标气体的预测预报技术、大倾角“三软”易燃厚煤层综放面综合防灭火技术。并制定宝鸡秦源煤业有限公司火灾事故应急救援预案、火区综合治理技术。项目于2008年由陕西省科学技术厅组织的鉴定,鉴定委员会一致同意通过技术鉴定。认为该项目在大倾角“三软”易燃厚煤层综放面防灭火技术研究方面达到国际先进水平。

2.主要技术特点

(1)通过实验研究,确定了大倾角(32°)“三软”易燃厚煤层综放面煤炭自燃指标气体和综放面采空区自燃的“三带”划分。

(2)针对大倾角(32°)“三软”易燃厚煤层综放面自然发火特点的研究,建立了符合大倾角“三软”易燃厚煤层综放面自然发火防治的管理保障体系。

(3)研究并成功实施了“三相”泡沫、凝胶隔离墙、注氮、隔离采空区漏风、逐段启封及消火巷相结合的防灭火集成技术。

(4)根据自燃指标气体测试实验,得出了秦源煤业有限公司煤层自燃有机气体出现温度及气体比值与温度之间的关系,建立了煤自燃预报气体指标体系,完善了相关理论。

3.应用范围

项目成果已在秦源煤业有限公司推广应用,成功的启封了N101综放面的封闭火区,成功的处理了S201综放面停采撤架期间的重大火情,为其它综放面的安全生产提供了较好借鉴作用。有效地防止了煤层自燃的发生,保障了矿井安全生产。在开采相似条件的矿区具有很好的推广应用前景。

4.市场需求及经济效益分析

我国大面积煤田火灾主要分布在新疆、内蒙、宁夏等地区,这些地区煤炭资源储量占全国总储量的80%以上。据调查,我国“三北”地区煤田火区共有56处,23个灾害区,火区总面积达720km2,仅新疆9个大煤田就有数十个火区,每年损失煤炭资源达108t。该成果可在上述相似条件地区推广,应用前景广阔。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:田水承

电话:15029023668

E-mail:1255398120 @qq.com

储压式气体、粉尘爆炸抑爆装置

2017-04-19 21:02  

所属领域: 煤矿、天然气贮用及爆炸性粉尘场所

成果简介:

1. 成果的基本情况

目前,爆炸性气体、粉尘场所按消防要求装备手提式干粉灭火器和推车式干粉灭火器,有些安装有水喷淋管路系统。这些消防装备和设施对于控制快速发展(毫秒级)的气体、粉尘爆炸,无能为力。储压式气体、粉尘爆炸抑爆装置由探测器、控制器及抑爆器组成,安装在爆炸源附近,当发生气体、粉尘时,探测器接收到爆炸信号,传送至控制器,控制器产生触发电压,使抑爆器动作,快速打开抑爆器内的高压氮气,高压氮气引射抑爆器内的高效灭火剂喷出,形成足够浓度的灭火剂粉雾体,扑灭气体、粉尘爆炸火焰,防止气体、粉尘爆炸的发生、发展。

2. 主要技术特点

(1)采用自动探测、自动喷粉方式,动作速度快(几十毫秒),能在爆炸初期扑灭火焰。

(2)抑爆器高压氮气、爆炸阀释放喷射方式,喷粉滞后时间短,成雾时间快。

(3)自备电源,安装、使用方便,可防止可能的电源干扰。

(4) 不但适用于密闭容器、管道系统,也适用于敞开空间;既可扑灭气体爆炸火焰,又可扑灭粉尘爆炸火焰,应用范围广。

3.应用范围

该装置可运用于煤矿采掘工作面瓦斯、煤尘爆炸防治,低浓度瓦斯抽放管道的安全保障。可作为天然气贮用场所、爆炸性粉尘(面粉、亚麻粉尘、铝粉)场所的安全保障设备。

4.市场需求及经济效益分析

作为爆炸性气体、粉尘场所的安全保护装置,其使用弥补了我国爆炸性气体、粉尘场所安全保障设备的不足,提高了安全保障水平,确保人员和设备安全。需求前景广阔,具有显著的社会和经济效益。

合作方式: 技术服务 专利转让 双方协商

联系方式:

联系人:蔡周全

电话:13679132973

E-mail:[email protected]

油罐用安全防爆囊

2017-04-19 21:04  

所属领域: 汽油、甲笨、液化石油气等易挥发液体储罐或罐车

成果简介:

1. 成果的基本情况:

储油罐一般采用深埋地下、车载油罐采用金属尾链接地防止雷击、静电火花等被动措施。国内正在推广的HFJ阻隔防爆技术,是在罐体中放置铝合金抑爆网,依靠铝合金抑爆网“小隔室”遏制火焰的传播达到阻隔爆炸的目的。油罐用安全防爆囊是在储罐内加一柔性安全防爆囊,油品灌装入柔性安全防爆囊,用真空泵排除掉内囊里的空气,保持安全防爆囊与液体油品紧密相贴,从而消除原来储油罐内的空气间隙,达到防止油气化学爆炸的目的;安全防爆囊本身容积较大,液态油品受热后有足够膨胀容积,从而防止储油罐物理爆炸的发生。安全防爆囊的采用也为油罐杂质清除提供了方便,清理防爆囊中油品残渣可取出防爆囊,在工作间用吸渣器直接插入防爆囊内清理或直接更换新防爆囊,防止由于油罐清理可能引起的油气爆炸或人员窒息事故。油罐用安全防爆囊是防止油罐油品爆炸的安全措施,从根本上消除了油品爆炸的可能,可使储油罐达到本质安全。

2.主要技术特点

(1)油罐用安全防爆囊从油罐本身消除了油品产生油蒸汽的条件,消除了油汽爆炸所需的氧气,从根本上消除了油罐发生燃烧爆炸的可能。

(2)油罐用安全防爆囊安装使用方便,成本低,维护方便。

(3)清理防爆囊中油品残渣可取出防爆囊,在工作间用吸渣器直接插入防爆囊内清理或直接更换新防爆囊,防止由于油罐清理可能引起的油气爆炸或人员窒息事故。

3.应用范围

油罐用安全防爆囊可用于汽油、甲笨、液化石油气等易挥发液体储罐或罐车的安全防爆装置。

4.市场需求及经济效益分析

油罐用安全防爆囊从油罐本身消除了油品产生油蒸汽的条件,消除了油汽爆炸所需的氧气,从根本上消除了油罐发生燃烧爆炸的可能,从油罐燃烧爆炸的根源上解决了油品储存中的安全问题。安装、使用方便,成本低,维护方便。其技术明显优于现有储油罐防爆技术产品,其市场前景广阔,所产生的经济效益显著。

合作方式: 技术开发 专利转让 双方协商

联系方式:

联系人:蔡周全

电话:13679132973

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气幕式防尘矿工帽

2017-04-19 20:55  

 

所属领域:采掘工作面个体防尘装备

成果简介:

1.成果的基本情况

现有粉尘个体防护有防尘口罩、气幕式防护面罩。口罩由于增加呼吸阻力,影响排汗,矿工很少使用;气幕式防护面罩由于系统复杂,携带重量大,透明面罩易污染,阻碍视线,影响作业,矿工也很少使用。

气幕式防尘矿工帽利用采掘现场的压气供风系统的压气,经进气嘴、压气软管,通过防尘矿工帽形成环绕人体面部的气幕,隔绝采掘现场所产生的粉尘,确保人呼吸不受现场含尘空气的污染,从而防止采掘现场粉尘对人所产生的危害。气幕式防尘矿工帽也有个体降温作用,适用于高温作业环境。

2.主要技术特点

(1)设计合理,结构简单,是一种成本低、使用方便的防尘矿工帽。

(2)利用采掘现场的压气供风系统的压气,形成环绕人体面部的气幕,隔绝采掘现场所产生的粉尘,确保人呼吸不受现场含尘空气的污染,从而防止采掘现场粉尘对人所产生的危害。

(3)在煤矿井下采掘工作面,高温作业情况下,气幕式防尘矿工帽还有个体降温的作用。

3.应用范围

应用于煤矿井下或地面采掘工作面防止人体吸入矿尘的一种个体防尘装备。

4.市场需求及经济效益分析

气幕式防尘矿工帽较之现有个体防尘设备,成本低,呼吸通畅,矿工乐于携带,能够发挥其防尘作用,在粉尘作业场所的应用,可确保人员免受粉尘危害。市场需求前景广阔,具有显著的社会和经济效益。

合作方式: 技术开发 专利转让 双方协商

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联系人:蔡周全

电话:13679132973

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建筑与土木工程学院

冻融环境下软岩体细观损伤力学特性及水热迁移机理

2017-04-19 21:33  

所属领域:  岩土工程

成果简介:

1. 成果的基本情况

本研究成果是西安科技大学岩土工程杨更社科研团队在连续2个国家自然科学基金资助下取得的成果积累。是岩土工程学科和工程地质、基础力学学科的交叉融合。主要特点是针对冻融环境条件下软岩体,研究软岩体的冻融损伤力学特性及损伤破坏机理,冻融损伤的水热迁移及水、热耦合模型与力学分析,对岩体损伤力学理论研究和岩体工程实际应用具有重要的意义。成果获陕西省科学技术进步二等奖,出版学术专著2部,发表学术论文45篇,其中EI收录20余篇。

2.主要技术特点

(1)在国内率先将CT识别技术应用于岩体损伤力学特性研究。研制了与CT设备相配套的力学加载装置,使CT扫描与岩石力学加载同步实时完成。可以对岩石材料的损伤扩展力学特性进行定性和定量的分析。为岩石损伤检测开辟了一条新途径。

(2)提出了岩石损伤的CT分析方法。定性和定量的揭示岩石复杂的损伤机理,CT数频率分布曲线的变化清楚的反映了岩石损伤扩展的全过程;通过CT数分布规律的数学建模分析,将岩石损伤CT数和岩石损伤变量联系起来。建立了用岩石CT数表达损伤变量的公式。

(3)针对软岩体含水量大、强度低、对冻融环境敏感的特点,利用CT扫描检测技术对不同类型的软岩体在不同冻结温度环境条件下的损伤特性进行研究。探讨了不同的软岩体在不同冻结温度、冻结速度、冻融循环条件下的损伤特性方面的一致性与差异性。

(4)首次进行了软岩体冻融过程水热迁移的实验研究。研究了软岩体冻融过程水份迁移、冰的形成、水热迁移耦合对损伤扩展全过程的影响。获得了软岩体温度场、水分场的分布规律及影响规律。

(5)建立了软岩体有限元数值分析的计算格式,应用FEMLAB进行软岩体冻融的水热耦合数值模拟其耦合规律分析,并以寒区软岩隧道为例进行分析,与现有研究结论进行了全面的分析和比较,对工程设计提供了科学的依据。

3.应用范围

该项成果应用于岩土工程、工程地质领域。

4.市场需求及经济效益分析

我国寒区分布广泛,永久性和季节性的寒区面积约占国土总面积的四分之三。冻融环境的变化对岩体、特别是软弱岩体的稳定性影响是一个不可忽视的重要因素。软岩冻结时引起不均匀的冻胀力和冻胀变形对岩体工程稳定性产生重要的影响。各种冻害对寒区工程造成巨大的经济损失,本成果的推广为提出相应的抑制冻融措施,减少冻融灾害,定量评价岩体工程稳定性提供科学的依据,为工程计算分析提供重要的理论基础。对岩体工程具有重要的意义。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:杨更社

电话:85583007

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柔模混凝土沿空留巷安全开采成套技术

2017-04-21 15:51  

所属领域:采矿工程

成果简介:

1.成果的基本情况

西安科技大学煤矿支护研发中心王晓利教授创新团队自2002年开始就对我国煤矿的沿空留巷围岩活动机理、围岩控制技术、采区回采巷道布置系统、Y型通风系统及留巷埋管瓦斯抽放技术进行了系统研究,目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。柔模混凝土沿空留巷安全开采成套技术在神华集团神东公司、神华宁煤集团、神华乌海能源公司、冀中能源峰峰集团、冀中能源邯郸矿业集团、陕煤集团、山西潞安矿业集团、河南神火集团、贵州六枝工矿集团、山西金晖煤焦化工集团和山西宏源煤业集团等单位的30多个煤矿的薄煤层、中厚煤层、厚煤层和综放特厚煤层沿空留巷无煤柱安全开采项目中进行了成功应用,取得了良好的技术经济和社会效益。该成果经中国煤炭工业协会和河北省科技厅鉴定为国际领先,获中国煤炭工业协会科学技术二等奖和河北省科技进步三等奖。

 

   

图1柔模泵注混凝土沿空留巷效果

2.主要技术特点

(1)柔模具有如下特征:柔性且自成形、透水不透浆、强度高、重量轻、一次性不回收、安装方便,挂设3m长度柔模时间需10-15分钟。

(2)柔模混凝土具有如下特征:①凝结时间和强度可调,其1、2、3、7、28天抗压强度分别可达10、20、25、30和35MPa以上,强度增长与矿压规律相适应;②混凝土入模自流平、自密实,免去了振捣工序,简化了施工工艺;③具有高可泵性,不离析不泌水,可适应井下复杂高程变化远距离泵送施工;④原材料来源广泛,价格低廉;⑤纤维柔模包裹其内部的混凝土,在泵压及自重侧压力作用,对混凝土表面形成约束力,提高了混凝土的抗拉、抗压强度及韧性。

(3)柔模混凝土在泵压作用下强制接顶,密闭性高;

(4)自主研发柔模混凝土制备输送机组,集成创新了井下机械化上料、连续搅拌和混凝土泵送功能;柔模泵注混凝土施工工艺具有施工简单,劳动强度低,施工效率高的特点。

(5)柔模混凝土沿空留巷施工速度快,2m采高煤层,单套设备施工速度可达14-20m/8小时。

(6)利用相邻工作面开切眼和顺槽,实现沿空留巷无煤柱开采工作面Y型通风;在留巷墙体上预埋瓦斯抽放管(抽排水管),持续抽放采空区卸压瓦斯(抽排采空区积水),在留巷顶板或底板打抽放钻孔,抽放上层或下层煤层瓦斯,确保安全开采。

(7)在多次应用研究的基础上,深入分析了沿空留巷的围岩活动规律,建立了柔模混凝土沿空留巷承载梁力学模型,据此进行沿空留巷支护设计。

3.应用范围

柔模混凝土沿空留巷安全开采成套技术已应用范围如下:

(1)1m~5.2m煤层沿空留巷;

(2)6m综放煤层沿空留巷;

(3)高瓦斯煤层沿空留巷;

(4)50m~900m埋深煤层沿空留巷;

(5)切眼沿空留巷;

(6)回撤通道沿空留巷;

(7)日推采14-20m条件下沿空留巷。

4.市场需求及经济效益分析

(1)市场需求

我国是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界煤炭年产量的46%;同时煤炭又是我国的主体能源,在一次能源结构中占70%左右,在未来相当长时期内,煤炭作为我国主体能源的地位不会改变。

美国、澳大利亚、德国和加拿大等发达国家,煤炭资源回收率能达到80%左右,他们每采1吨煤只消耗1.2~1.3吨资源。平均而言,我国的煤炭资源回收率只有30%,不到国际先进水平的一半。因此,中国煤炭资源的开发和利用方式难以支撑经济社会长远发展。

经过几十年的不懈努力,我国煤矿每年发生灾害的次数及因灾死亡人数都在不断下降,但每年发生的矿井灾害仍然不断。2012年我国煤炭总产量36.5亿吨,百万吨死亡率仍高达0.374,是美国的10倍,安全生产形势严峻。

柔模泵注混凝土沿空留巷无煤柱安全开采技术可以提高煤炭资源的回收率,实现煤炭资源完全开采;可以避免上隅角瓦斯超限事故,在留巷内埋管抽排采空区积水,最大限度地减少采空区遗煤,实现工作面安全开采。因此该项成果符合社会发展潮流,满足行业对技术的需求,具有广阔的市场和应用前景。

(2)效益分析

①少掘巷道,降低巷道掘进率,缓解矿井采掘矛盾;②取消护巷煤柱,提高煤炭资源回收率,延长矿井服务年限;③改善矿井安全生产条件;④改善矿井生产技术条件,变跳采为连续开采,有利于生产的集中化;⑤没有煤柱影响区的应力集中,煤与瓦斯突出危险威胁消除,被保护层巷道维护容易;⑥Y型通风条件下采煤工作面可以降温3~5℃,有效解决深井开采的热害问题;⑦留巷埋管瓦斯抽放代替了钻孔卸压抽放和顶底板的高、低抽放岩巷,少打钻和少掘岩巷效益显著;⑧留巷埋管抽放的高浓度卸压瓦斯可以直接在地面用来燃烧、发电等,降低空气中的有害气体浓度,实现了节能减排。

合作方式:合作开发  技术服务

联系方式:

联系人:王晓利            王惠君

电话:13909250765         029-85587410

E-mail:[email protected]     [email protected]

柔模混凝土锚碹联合支护技术

2017-04-21 15:57  

所属领域:矿山建设工程

成果简介:

1.成果的基本情况

由西安科技大学煤矿支护研发中心王晓利教授创新团队开发的柔模混凝土锚碹联合支护技术,具有完全自主知识产权,居于国际领先水平,实现了理论、技术的重大突破和装备、材料的集成创新。柔模混凝土锚碹联合支护的具体工艺过程是预先制作柔性模板,通过锚杆和钢筋网将柔性模板固定在巷道周边,采用混凝土泵将自密实混凝土拌和物灌入柔模中,利用柔模透水不透浆的特性,将混凝土中多余的水分滤出,降低水灰比,提高混凝土早期和后期强度。这样就在巷道周边就形成一个锚碹联合支护结构。目前已在神华宁煤集团、神华乌海能源公司和贵州六枝工矿集团等单位的4个煤矿得到推广应用。

 

     图1井筒柔模混凝土连续锚碹支护                                              图2回采巷道柔模混凝土条带锚碹支护

   柔模混凝土锚碹支护技术分为连续�