2021年度山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名公示內(nèi)容

年度山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名公示內(nèi)容一、項(xiàng)目名稱(chēng)“雙硬”煤層水力靶向裂化煤巖體卸壓原理及關(guān)鍵技術(shù)二、提名意見(jiàn)大同礦區(qū)是我國(guó)典型的“雙硬”煤層礦區(qū)，且主采煤層多（3~5層）、間隔距離近（6m~20m）、頂板巖層堅(jiān)硬（f=8~10）。由于多年開(kāi)采，上覆采空區(qū)殘留大量煤柱，底部煤層開(kāi)采時(shí)巷道圍巖承受加大的壓力，易出現(xiàn)巷道圍巖大變形、坍塌、動(dòng)力災(zāi)害等問(wèn)題，限制了大同礦區(qū)安全高效生產(chǎn)，已成為亟需解決的技術(shù)難題。晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司、山東科技大學(xué)、晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、青島山科礦安科技有限公司等4家單位圍繞“雙硬”煤層水力靶向裂化煤巖體卸壓關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了以TWIP鋼/Q235雙金屬?gòu)?fù)合材料為基礎(chǔ)的高壓耐沖蝕材料，研制了新型耐高壓、耐沖蝕的水力割縫噴嘴；提出了“雙硬”煤層多孔聯(lián)合水力靶向壓裂切頂技術(shù)和殘留煤柱網(wǎng)格化水力裂化卸壓方法。研究成果為提高“雙硬”煤層資源回收率，保障采掘巷道穩(wěn)定性提供了有力技術(shù)支撐。項(xiàng)目研究成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，具有很強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和示范性，大大推動(dòng)了我國(guó)煤礦高壓水力靶向裂化煤巖體卸壓的科技進(jìn)步。項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)，其中已授權(quán)6項(xiàng)，實(shí)審3項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文8篇。研究成果已在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦與燕子山煤礦進(jìn)行了整體技術(shù)推廣應(yīng)用，近2年共多回收煤炭162.1萬(wàn)噸，為礦井新增產(chǎn)值共計(jì)4.87億元，新增利潤(rùn)1.721億元，新增稅收0.856億元。提名該項(xiàng)目為2021年度山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)或二等獎(jiǎng)。三、項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目屬于煤炭開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。大同礦區(qū)是我國(guó)典型的侏羅紀(jì)堅(jiān)硬頂板多煤層開(kāi)采礦區(qū)，工作面開(kāi)采后側(cè)向頂板懸頂面積較大，在上覆采空區(qū)殘留煤柱作用下，下煤層工作面巷道易出現(xiàn)強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)等問(wèn)題，破壞工作面?zhèn)认蝽敯寮吧细膊煽諈^(qū)遺留煤柱是減小巷道強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題。采用定向深孔爆破技術(shù)存在鉆孔施工量大、效率低，而且很可能引燃采空區(qū)有害氣體，給煤礦的安全產(chǎn)生帶來(lái)一定的隱患。本項(xiàng)目采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了“雙硬”煤層水力靶向裂化煤巖體卸壓原理及關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性實(shí)踐和效果檢驗(yàn)。本項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新體現(xiàn)在：（1）利用理論分析和數(shù)值模擬方法，以射水壓力和阻水能力為指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了水力割縫噴嘴最佳結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)；采用熱處理工藝、淬火工藝等對(duì)TRIP鋼組織和性能進(jìn)行改性，研發(fā)了以TWIP鋼/Q235雙金屬?gòu)?fù)合材料為基礎(chǔ)的高壓耐沖蝕材料，研發(fā)了新型耐高壓、耐沖蝕的水力割縫噴嘴。（2）采用室內(nèi)試驗(yàn)、相似模擬及理論分析等綜合性手段，分析了不同孔隙壓力梯度、水力割縫寬度等因素影響下水力割縫裂隙空間擴(kuò)展規(guī)律，揭示了孔隙壓力梯度作用下水力割縫導(dǎo)向壓裂切頂原理，提出了“雙硬”煤層多孔聯(lián)合水力靶向割-壓切頂技術(shù)。（3）針對(duì)雙硬煤層煤柱下開(kāi)采采掘空間“強(qiáng)礦壓”顯現(xiàn)特征，分析了大煤柱網(wǎng)格化破裂尺度對(duì)煤層壓力分布影響規(guī)律，提出了殘留煤柱網(wǎng)格化水力裂化卸壓方法，揭示了殘留煤柱網(wǎng)格化破裂卸壓機(jī)理。項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)，其中已授權(quán)6項(xiàng)，實(shí)審3項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文8篇。研究成果已在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦與燕子山煤礦進(jìn)行了整體技術(shù)推廣應(yīng)用，近2年共多回收煤炭162.1萬(wàn)噸，為礦井新增產(chǎn)值共計(jì)4.87億元，新增利潤(rùn)1.721億元，新增稅收0.856億元。研究成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，具有很強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和示范性，大大推動(dòng)了我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的科技進(jìn)步。四、客觀評(píng)價(jià)1、科技查新報(bào)告2021年1月6日委托國(guó)家一級(jí)科技查新咨詢單位對(duì)《“雙硬”煤層水力靶向裂化煤巖體卸壓原理及關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目開(kāi)展查新工作，查新結(jié)果表明：國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)與本項(xiàng)目研究研究成果相同的文獻(xiàn)報(bào)道。2、專(zhuān)家鑒定意見(jiàn)2021年4月8日，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)《“雙硬”煤層水力靶向裂化煤巖體卸壓原理及關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目的成果鑒定意見(jiàn)：1、以射流壓力和阻水能力為指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了水力割縫噴嘴最佳結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)，采用熱處理工藝、淬火工藝等對(duì)TWIP鋼組織和性能進(jìn)行改性，研發(fā)了以TWIP鋼/Q235雙金屬?gòu)?fù)合材料為基礎(chǔ)的高壓耐沖蝕材料，開(kāi)發(fā)了新型耐高壓、耐沖蝕的水力割縫噴嘴；2、分析了不同孔隙壓力梯度、水力割縫寬度等因素影響下壓裂裂隙空間擴(kuò)展規(guī)律，揭示了孔隙壓力梯度作用下水力割縫導(dǎo)向壓裂切頂原理，研發(fā)了“雙硬”煤層多孔聯(lián)合水力靶向?qū)驂毫亚许敿夹g(shù)；3、針對(duì)雙硬煤層煤柱下開(kāi)采采掘空間“強(qiáng)礦壓”顯現(xiàn)特征，分析了大煤柱網(wǎng)格化破裂尺度對(duì)煤層壓力分布的影響規(guī)律，揭示了殘留煤柱網(wǎng)格化破裂卸壓機(jī)理，提出了殘留煤柱網(wǎng)格化水力裂化卸壓方法。研究成果在山西大同礦區(qū)得到應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。五、推廣應(yīng)用情況2019年開(kāi)始，本項(xiàng)目研究成果在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦與燕子山煤礦進(jìn)行了整體技術(shù)推廣應(yīng)用，通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，臨空巷道錨桿、錨索受力降低了60%，巷道頂?shù)装寮皟蓭妥冃瘟拷档土?0%，底鼓量減少了90%，巷道巷修工程量大大減少，同時(shí)，殘留煤柱下工作面液壓支架工作阻力大大降低，緩解了礦井接續(xù)緊張的局面。近2年共多回收煤炭162.1萬(wàn)噸，為礦井新增產(chǎn)值共計(jì)4.87億元，新增利潤(rùn)1.721億元，新增稅收0.856億元。主要應(yīng)用單位情況應(yīng)用單位名稱(chēng)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用的起止時(shí)間應(yīng)用單位聯(lián)系人/電話晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦“雙硬”煤層多孔聯(lián)合水力靶向?qū)驂毫亚许敿夹g(shù)2019.1~2020.12張曉東能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司燕子山煤礦殘留煤柱網(wǎng)格化水力裂化卸壓方法2019.1~2020.12王鎮(zhèn)、主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)證明目錄1、發(fā)明專(zhuān)利序號(hào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)名稱(chēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)別發(fā)明人知識(shí)產(chǎn)權(quán)號(hào)法律狀態(tài)1一種回采工作面堅(jiān)硬基本頂斷裂參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)王俊、楊尚、李學(xué)慧、邱鵬奇等ZL201910369558.X有效2一種沿空留巷支護(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)變形定量設(shè)計(jì)方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)寧建國(guó)、商和福、劉學(xué)生、王俊等ZL201910033631.6有效3一種沿空掘巷煤柱加固系統(tǒng)及其使用方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)楊尚、寧建國(guó)、邱鵬奇、王俊等ZL201910006597.3有效4一種巷道幫部位移測(cè)量設(shè)備及方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)寧建國(guó)、邱鵬奇、李學(xué)慧、楊書(shū)浩ZL201911116685.5有效5一種減少采煤工作面回采末期回撤通道頂板壓力的方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)寧建國(guó)、邱鵬奇、商和福、李學(xué)慧等ZL201911116531.6有效6一種巖矸配合成形的偽采空層支護(hù)限沉回采方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)胡善超、王俊、寧建國(guó)、茹文凱等ZL202010458239.9有效7一種動(dòng)載深部采區(qū)煤柱失穩(wěn)卸-固-讓多級(jí)防治方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)王俊、楊尚、寧建國(guó)、沈圳等CN202010945372.7實(shí)審8一種邊界煤柱下巷道的卸壓-補(bǔ)強(qiáng)協(xié)同維護(hù)方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)寧建國(guó)、楊尚、王俊、楊書(shū)浩等CN202011298872.2實(shí)審9一種懸掛式巷道位移觀測(cè)設(shè)備及方法發(fā)明專(zhuān)利權(quán)王俊、沈圳、寧建國(guó)、李壯等CN202011402561.6實(shí)審2、發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況序號(hào)論文專(zhuān)著名稱(chēng)發(fā)表刊物（出版社）發(fā)表（出版）時(shí)間作者（按刊物發(fā)表順序）1Insituinvestigationsintomining-inducedhardmainrooffractureinlongwallmining:AcasestudyEngineeringFailureAnalysis2019.09楊尚、王俊、李學(xué)慧、寧建國(guó)、邱鵬奇2臨空巷道煤柱高壓水力“割-壓”斷頂卸壓技術(shù)研究同煤科技2020.12寧建國(guó)、楊尚、王俊、紀(jì)潤(rùn)清、張曉東、王志剛3Deformationandfailurelawsofroadwaysurroundingrockandsupportoptimizationduringshallow-buriedmulti-seamminingGeomatics,NaturalHazardsandRisk2020.02王軍、寧建國(guó)、譚云亮、胡善超、郭偉耀4深部大斷面硐室動(dòng)靜載作用下錨固承載結(jié)構(gòu)穩(wěn)定機(jī)理研究采礦與安全工程學(xué)報(bào)2020.01寧建國(guó)、邱鵬奇、楊書(shū)浩、沈圳、李壯、王俊5Fieldandnumericalinvestigationsofgateroadsystemfailureunderanirregularresidualcoalpillarinclose‐distancecoalseamsEnergyScience&Engineering2020.08商和福、寧建國(guó)、胡善超、楊尚、邱鵬奇6沖擊動(dòng)載作用下加錨巖體抗沖時(shí)效實(shí)驗(yàn)研究煤炭學(xué)報(bào)2020.10邱鵬奇、寧建國(guó)、王俊、楊尚、胡善超、譚云亮、韋欣、閆順尚7StudyontheRheologicalFailureMechanismofWeaklyCementedSoftRockRoadwayduringtheMiningofClose-DistanceCoalSeams:ACaseStudyAdvancesinCivilEngineering2020.07茹文凱、胡善超、寧建國(guó)、王俊、顧清恒、郭勇、左靖8AnisotropicmodelingoflayeredrocksincorporatingplanesofweaknessandvolumetricstressEnergyScience&Engineering2019.10胡善超、譚云亮、周輝、茹文凱、寧建國(guó)七、主要完成人情況序號(hào)姓名性別出生年月技術(shù)職稱(chēng)及職務(wù)文化程度（學(xué)位）工作單位1宋金旺男1973.01高級(jí)工程師碩士晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院有限公司2寧建國(guó)男1975.03教授/系主任博士山東科技大學(xué)3賈輝敏男1985.03高級(jí)工程師/礦長(zhǎng)學(xué)士晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦4王俊男1988.08講師博士山東科技大學(xué)5張曉東男1986.10工程師/總工程師學(xué)士晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦6楊尚男1992.02博士研究生碩士山東科技大學(xué)7趙軍男1963.03教授高級(jí)工程師博士晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院有限公司8李學(xué)慧女1979.04工程師碩士青島山科礦安科技有限公司9王志剛男1986.08工程師/技術(shù)科副科長(zhǎng)學(xué)士晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦10邱鵬奇男1992.10博士研究生學(xué)士山東科技大學(xué)11魏川博男1992．06高級(jí)工程師晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院有限公司12蘇耀杰男1990.01工程師/技術(shù)科副科長(zhǎng)學(xué)士晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮煤礦13楊書(shū)浩男1996.11碩士研究生學(xué)士山東科技大學(xué)八、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)序號(hào)完成單位名稱(chēng)郵政編碼所在省市代碼詳細(xì)通信地址創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)1晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司0370001402山西省大同市新平旺項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)單位，主要參與研究方案制定及成果推廣方面的工作，并負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及組織協(xié)調(diào)工作，對(duì)項(xiàng)目創(chuàng)新成果二、三均做出了重要貢獻(xiàn)。2山東科技大學(xué)2665903702山東省青島市黃島區(qū)前灣港路579號(hào)項(xiàng)目主要參與單位，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)方案制定及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)工作，在理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方面進(jìn)行了大量的研究工作，對(duì)本項(xiàng)目的項(xiàng)目創(chuàng)新成果一、二、三項(xiàng)做出了重要性的貢獻(xiàn)，承擔(dān)項(xiàng)目成果的總結(jié)、查新與研究報(bào)告的撰寫(xiě)工作。3晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院有限公司0370001402山西省大同市新平旺項(xiàng)目主要參與單位，主要參與研究方案制定及成果推廣方面的工作，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及組織協(xié)調(diào)工作，并在理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)等方面進(jìn)行了部分研究工作，對(duì)項(xiàng)目創(chuàng)新成果二、三均做出了重要貢獻(xiàn)，并承擔(dān)項(xiàng)目研究報(bào)告的部分撰寫(xiě)工作。4青島山科礦安科技有限公司2665903702山東省青