科技成果鑒定申請表

1、科技成果鑒定申請表成果名稱：綜放特厚煤層大斷面高冒區(qū)不燃材料充填及充填設(shè)備研制研究完成單位：山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦河南理工大學(xué)申請鑒定單位：山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦申請鑒定日期：二0一一年十二月二H一日申請組織鑒定單位：山西省科技廳組織鑒定單位受理日期：經(jīng)辦人：（鑒字）國家科學(xué)技術(shù)委員會二O一一年制科技成果中文名稱綜放特厚煤層|大斷面高冒區(qū)不燃材料充填及充填設(shè)備研制研究限35個漢字研究起始時間2011年5月研究終止時間2011年12月申請鑒士7E單位單位名稱山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦隸屬省部代碼914名稱山西省所在地區(qū)代碼400名稱長治市單位屬性

2、(3)1.獨立科研機構(gòu)2.大專院校3.工礦企業(yè)4.集體個體5.其它聯(lián)系人趙怡清郵政編碼046102聯(lián)系電話113935583600通信地址山西.長治.屯留.漁澤.常村煤礦任務(wù)來源(3)1一國家計劃2省部計劃3一計劃外成果后無密級(0)0一無1有密級()1秘密2機密3絕密內(nèi)容簡要綜放特厚煤層大斷面高冒區(qū)不燃材料充填及充填設(shè)備研制研究項目是由山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦與河南理工大學(xué)共同研究的課題。該項目圓滿完成了計劃任務(wù)書規(guī)定的全部研究內(nèi)容，達到了各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。常村煤礦煤層厚度平均6.01m,采用綜放開采工藝，煤巷沿底板掘進，在巷道頂部留設(shè)頂煤，在巷

3、道掘進過程中，頂煤在礦山壓力作用下會變的破碎，從而冒落形成高冒區(qū)。N1-3皮帶順槽東接N1皮帶巷，西鄰N1泄水巷，南臨N1-3軌順，全長813m。煤層總厚為5.866.23m,平均厚度為6.04m,含夾什一層，厚度平均為0.17m。煤層直接頂為泥巖，平均厚度1.33m。由于煤層厚度平均6.04m,N1-3皮帶順槽斷面呈矩形，凈寬4.8m,凈高3.2m,凈斷面15.36m2,因此，在巷道掘進過程中，在巷道頂板留設(shè)頂煤，隨著采深得不斷增加，礦山壓力顯現(xiàn)越來越明顯，在礦山壓力的作用下，頂煤和直接頂會發(fā)生破碎，而留設(shè)的頂煤在巷道掘進的過程中就會發(fā)生冒落，形成大面積冒落區(qū)。N1-3皮帶順槽全長813m,

4、共有28個高冒區(qū)，高冒區(qū)形狀、大小各不相同，部分在巷道中央冒落，冒落高度大概12m,高冒區(qū)底部直徑2m左右，有的甚至橫跨整個巷道，高冒區(qū)高度1m左右，寬1.5m左右，總得來講，高冒區(qū)冒落高度15m不等，冒落體積210m3不等。針對高冒區(qū)存在情況，常村礦采用錨桿、錨網(wǎng)支護防止高冒區(qū)二次冒落；并在巷道高冒處架設(shè)風(fēng)簾，用來引導(dǎo)風(fēng)流，減少瓦斯的聚集；在巷道高冒區(qū)頂部設(shè)瓦斯測點，瓦斯檢測員每天測定高冒區(qū)頂部瓦斯含量。這樣對高冒區(qū)進行處理沒有從根本上解決巷道高冒區(qū)瓦斯聚集問題；并且瓦斯檢測員每天檢測瓦斯?jié)舛?，浪費人力，物力；還會給礦井生產(chǎn)帶來安全隱患。內(nèi)容簡要本項目針對常村礦高冒區(qū)現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了常村煤礦

5、高冒區(qū)的成因和危害，在現(xiàn)有高冒區(qū)充填材料研究基礎(chǔ)上，研制了不燃輕質(zhì)充填材料。通過正交試驗得到高冒區(qū)充填材料配合比，對高冒區(qū)充填材料性能進行測試。依據(jù)研制的高冒區(qū)充填材料性質(zhì)，并研制全風(fēng)動高冒區(qū)高效充填設(shè)備及其配套設(shè)施。針對潞安集團常村礦高冒區(qū)現(xiàn)狀，制定了相應(yīng)的施工方案，根據(jù)施工方案對高冒區(qū)進行充填施工試驗和充填工藝以及充填設(shè)備的優(yōu)化。并采用不同方法對高冒區(qū)充填體進行檢測，以檢驗充填效果。主要結(jié)論如下所示：(1)對厚煤層大斷面巷道高冒區(qū)現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)的調(diào)查分析，研究了高冒區(qū)成因特性，并將其分為構(gòu)造帶高冒區(qū)、回采工作面高冒區(qū)、巷道高冒區(qū)。根據(jù)高冒區(qū)形成因原理，將高冒區(qū)分成破碎區(qū)、離層區(qū)和斷裂區(qū)三個

6、區(qū)域，為對高冒區(qū)的治理提供了理論依據(jù)。(2)在對高冒區(qū)成因分析的基礎(chǔ)上，分析高冒區(qū)的危害。高冒區(qū)主要會引起瓦斯聚集和遺煤自燃。本文運用FLUENT軟件和COMSOLMultiphysics軟件分別對高冒區(qū)遺煤自燃和瓦斯聚集進行模擬，結(jié)果表明： 煤巷高冒區(qū)的中部漏風(fēng)在自燃風(fēng)速范圍內(nèi)；高溫點出現(xiàn)在高冒區(qū)的中部；氧氣濃度在中部最低，C0濃度在中部最高。 高冒區(qū)遺煤自燃是傳熱、傳質(zhì)相互作用的結(jié)果，是高冒區(qū)遺煤耗氧和漏風(fēng)供氧的微循環(huán)過程。 根據(jù)高冒區(qū)風(fēng)速、溫度、氧氣濃度、CO濃度的分布，將高冒區(qū)內(nèi)部分為“兩帶”：高冒區(qū)中部垂直方向1.02.9m、水平方向2.06.0m的范圍內(nèi)是“易自燃帶”，高冒區(qū)其他部

7、分是“不易自燃帶”。 根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，進行巷道風(fēng)流對高冒區(qū)影響分析，將其劃分為風(fēng)流影響區(qū)、環(huán)形紊流區(qū)、無風(fēng)區(qū)三個區(qū)域。根據(jù)分析，在風(fēng)流影響區(qū)不會發(fā)生瓦斯積聚；環(huán)形紊流區(qū)中心部分會有很有較少一部分瓦斯移動，濃度較低；瓦斯主要會在無風(fēng)區(qū)積聚，這個區(qū)域是瓦斯積聚的重點。(3)通過對高冒區(qū)現(xiàn)有充填材料的研究，研制出一種不燃、輕質(zhì)、安全高冒區(qū)充填材料，主要性能如下：以珍珠巖為主充填料，并適量添加膠結(jié)材料和外加劑。通過現(xiàn)場試驗確定了高冒區(qū)材料中珍珠巖和膠結(jié)料的比例為4:5,并通過正交試驗確定了高冒區(qū)充填材料配合比，珍珠巖：膠結(jié)料：水=4:5:6。減水劑摻量為0.6%,膨脹劑摻量為8%,速凝劑摻量為8%。

8、對材料各項物理力學(xué)性能進行了測試。結(jié)果表明，該充填材料密度為0.62t/m3,3d抗壓強度為1.4MPa,壓縮變形率2%,耐高溫測試800c時不燃。并確定了高冒區(qū)充填材料的使用范圍和性能指標(biāo)。(4)考慮高冒區(qū)充填的安全性及充填地點的區(qū)域復(fù)雜性，設(shè)計、研制全風(fēng)動充填泵，風(fēng)動攪拌機及相關(guān)風(fēng)動設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)場施工對噴槍，接料口和輸料管進行反復(fù)試驗優(yōu)化，以滿足現(xiàn)場施工的需要，較好的提高了充填的效率和充填效果。(5)研發(fā)了高冒區(qū)充填工藝。確定了施工方式及方法，制定了高冒區(qū)充填施工方案、施工安全技術(shù)措施，對試驗巷道進行了高冒區(qū)充填試驗。(6)研發(fā)了高冒區(qū)充填效果的檢測方法，即鉆孔取芯檢測和窺視鏡探測兩種檢測方法。對高冒區(qū)充填試驗巷道進行了效果檢測，檢測表明，充填材料是否發(fā)生體積收縮和離層現(xiàn)象，充填體能夠較好的解決高冒區(qū)存在的問題，高冒區(qū)密封良好，不會產(chǎn)生瓦斯積聚和遺煤自燃，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟和安全效益。技術(shù)資料目錄1 .技術(shù)開發(fā)合同山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦2 .研究報告山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦河南理工大學(xué)3 .設(shè)備檢驗報告河南理工大學(xué)4 .現(xiàn)場應(yīng)用報告山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦河南理工大學(xué)5 .經(jīng)濟效益分析報告山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦河南理工大學(xué)6 .查新報告煤炭信息研