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一、技术服务

(1)矿井生产系统瓶颈分析与解决方案

(2)矿井安全生产技术综合评价

(3)矿井采区及工作面方案设计

(4)煤矿冲击地压危险性评价与防冲设计

(5)煤矿冲击地压年度计划与五年规划

(6)矿井生产能力核定

(7)矿井生产接续与中长期规划

(8)巷道支护设计与优化

(9)煤岩层预裂卸压工程实施(二氧化碳预裂爆破、高压水致裂等技术)

(10)煤矿开采矿压观测与规律分析研究

(11)煤矿采场底板比压测试

(12)巷道围岩松动圈测试

(13)煤体内部应力观测与规律分析

(14)矿井地应力测试

(15)矿井灾害预防和处理计划

(16)矿井安全生产事故应急预案

(17)煤矿应力地震波CT探测

(18)煤矿生产模块化管理

二、成果简介

1.矿井生产系统瓶颈分析与解决方案

项目成果简介:在金鸡滩煤矿、转龙湾煤矿现有生产系统、生产能力核定的基础上,对进一步提高矿井生产能力,各生产系统的制约因素及存在瓶颈进行综合分析,提出各生产系统提高产能的技术解决方案。

效果及社会经济效益:矿井生产系统瓶颈分析与解决方案技术可行、安全可靠、经济合理。根据提出的解决方案,矿井开展了生产系统优化和技术设备改造,生产系统瓶颈问题得到有效解决,矿井产量大幅增加,提高了当前市场环境下矿井的盈利能力。

该项目的顺利实施有效地的推动了煤矿开采技术的发展,为大型矿井综合机械化开采及其系统的安全高效运行提供了强有力的技术支撑。

2.软煤层煤巷锚杆支护技术

项目成果简介:锚杆支护技术可以显著的提高巷道支护效果,较大的降低支护成本,并减轻工人的劳动强度,在国内已经得到了广泛的应用,是煤矿安全高效生产必不可少的关键技术之一。相比较国内外绝大部分煤矿采用较成熟先进锚杆支护方式,柴达尔煤矿采用既传统又落后的坑木支护方式,所以研究一种适合柴达尔煤矿急倾斜软煤层的锚杆支护技术,是矿井采掘生产实践中所急需解决的课题,关系矿井安全高效生产,对于该公司急需转化资源优势到经济优势也是非常必要的。

针对柴达尔煤矿的特殊地质条件,分析了急倾斜软煤层水平分层放顶煤回采条件下的巷道支护影响因素,结合锚杆支护加固机理研究成果,依据现场测试结果,提出了适合该条件下锚杆支护方案,经现场实施,取得了良好的应用效果,达到了预期目的。

社会经济效益:

(1)巷道支护强度提高,为顶板安全提供了可靠保障。

(2)采用锚杆支护,有效抑制的巷道变形,巷道维护工作量大幅度降低。

(3)取消木棚支护,职工劳动强度大大降低。

(4)部分支护材料可重复利用,有利于降低材料消耗。

仅支护材料一项,巷道正常支护时支护材料节约500元/米,顶板压力较大时支护材料节约1745元/米,每年可节省支护材料投入约百万元。

推广应用情况:与青海西海煤炭开发有限公司合作完成研究应用工作,在该公司下属的柴达尔煤矿进行了成功实施。通过现场应用,取得了显著的应用效果,增强了工作面回采巷道的支护强度,取消了煤巷架木棚的支护方式,有效抑制了巷道变形,巷道维护工作量大大减少,同时大幅度降低职工劳动强度,巷道支护成本大为降低。

3.二氧化碳预裂爆破技术

技术简介:利用二氧化碳在低于31℃或压力大于7.35MPa时以液态存在,而超过31℃时开始气化,且随温度的变化压力也不断变化的特点,在致裂器内使液态二氧化碳瞬间气化膨胀并产生高压,当压力达到爆破片极限强度时,定压泄能剪切片破断,高压气体从放气头释放,作用在煤(岩)体上,从而达到爆破的目的。

技术特点:

(1)安全性高,工作可靠。致裂器采用高强度合金钢制造,能承受较高压力而不产生塑性变形;发热装置电气性能指标满足国家标准规定,不会产生任何明火或火花,不会引燃可燃气体。

(2)二氧化碳预裂爆破过程为物理过程,不同于炸药的化学爆炸,不产生一氧化碳及氮氧化物等有毒气体,能够较好的改善工作环境,有益矿工身体健康;

(3)爆破后产生的二氧化碳气体温度极低,再加上产生的大量的高压二氧化碳气体能够营造一个惰性的气体环境,从本质上杜绝了瓦斯爆炸的可能性;

(4)爆破能量可控。通过安装使用不同规格的定压剪切片,可以得到不同的释放压力,从而控制爆破能量;

(5)主要部件可重复使用。二氧化碳致裂器工作后,除发热装置、定压剪切片、密封垫外,其他部件可重复使用。储液管可重复使用上千次。

(5)操作简单方便。在需要进行预裂爆破的位置施工钻孔,成孔后利用钻机将致裂器送入孔中,实现预裂深度的精确定位,远距离放炮后再用钻机取出钻孔中的致裂器。 

社会经济效益:二氧化碳致裂器工作后,除发热装置、定压剪切片、密封垫外,其他部件可重复使用,液态二氧化碳成本低廉并且便于储存,运输方便安全,使用成本较传统炸药减少1/3。

二氧化碳预裂爆破过程为物理过程,不产生一氧化碳及氮氧化物等有毒气体,极大的改善炮掘工作面环境,有益矿工身体健康。

推广应用情况:2017年9月,在青海省西海煤炭开发有限公司下属海塔尔煤矿进行二氧化碳预裂爆破工程,并取得预期效果,得到矿方一直好评。

4.高压水致裂技术

技术简介:高压水致裂技术就是用钻机对顶板施工钻孔,并用专用刀具在孔底切缝,然后在钻孔中输送管路封孔器,采用高压液供液,对孔底劈缝尖端进行拉剪劈裂,从而达到定向切割劈裂顶板的效果。

该工艺在较大幅度降低工作面粉尘浓度的同时,有效缓解了高地压煤层工作面冲击地压危险性,保障了矿井安全、高效生产。

技术特点:

(1)施工工艺简单,不需要装药爆破;

(2)对坚硬顶板岩层可以进行定向切割、分层,从而降低顶板岩层的整体性厚度以及强度,释放部分弹性能;

(3)实现顶板定点、定向分层分块致裂,对顶板型冲击矿压的防治具有针对性,能够极大的提供防冲效率和安全性。

社会经济效益:高压水致裂技术能进行水力卸压、软化煤体,并且可释放工作面集中应力势能,达到工作面区域解危,防治冲击地压的作用,保障矿井安全、高效开采,具有显著的社会和经济效益。

5.煤矿应力地震波CT探测技术

技术简介:地震波CT探测技术是利用地震波在不同介质中传播速度的差异,通过在孔-巷、孔-孔、孔-地面间的探测区域内构成切面,根据地震波信号随时间的变化,利用计算机数学处理方法重建介质速度的二维图像;通过这种重建的测试区域地震波速度场的分布特征,来推断采掘工作区域内的应力场分布状态,划分冲击危险区域,以便及时有针对性地指导现场采取有效的防冲或防突措施,从而消除冲击地压或突出灾害。

效果及社会经济效益:该技术成果应用,可进一步提高矿井冲击地压灾害的监测与预警水平,减少监测与治理的盲目性,为科学防治冲击地压,合理制定防御、控制冲击地压提供可靠的科学依据。对有效控制重特大事故的发生,提高矿井开采的安全性,减少冲击地压事故,维护广大职工的生命健康,避免经济损失具有重要意义,因而具有良好的经济、社会效益和推广应用前景。


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