单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,国家科技进步奖答辩汇报,汇 报 提 纲,一、立项背景与总体思路,二、主要技术内容及创新点,三、技术经济指标与知识产权,四、应用效益与促进行业进步,汇 报 提 纲一、立项背景与总体思路,一、立项背景与总体思路,（一）煤炭开采中的资源与环境问题,（二）解决相关问题的总体思路,（三）项目实施总体技术框架,一、立项背景与总体思路（一）煤炭开采中的资源与环境问题,煤矸石的露天排放问题,我国现有矸石山,1600,余座，堆积量超过,45,亿,t,，占地超过,15000 hm,2,。目前每年产矸量超过,2.5,亿,t,。,（一）煤炭开采中的资源与环境问题,矸石山除了占用大量的土地资源外，还会严重污染空气和地下水，甚至存在爆炸危险。,煤矸石的露天排放问题 我国现有矸石山1600,“,三下”压煤问题,我国的煤炭资源回收率仅为,40%,左右，“三下”（村庄下、道路下、水体下）压煤是其重要根源。,（一）煤炭开采中的资源与环境问题,新汶矿区“三下”压煤高达,2.67,亿吨，占可采储量的,70%,多。,“三下”压煤问题 我国的煤炭资源回收率仅,（二）解决相关问题的总体思路,解决问题的,总体思路,技 术 措 施,矸石直接充填置换“,三下,”压煤,循环利用矿区废弃物,保护矿区土地与环境,回收“三下”压煤资源,实 施 目 标,（二）解决相关问题的总体思路解决问题的技 术 措 施矸石直接,（三）项目实施总体技术框架,矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架,（三）项目实施总体技术框架矸石直接充填置换“三下”压煤总体技,二、主要技术内容及创新点,（一）矸石充填开采岩层控制理论,（二）矸石充填开采技术开发及应用,（三）井下煤矸分离技术开发及应用,（四）主要技术创新点,二、主要技术内容及创新点（一）矸石充填开采岩层控制理论,（一）矸石充填开采岩层控制理论,项目研究的难点之一,建立矸石充填开采岩层控制理论,1.,不同矸石充填量对应的地表变形值,2.,同一矸石充填量对应的地表最大变形值,理论上,需解决,的问题,（一）矸石充填开采岩层控制理论 项目研究的难点之一1. 不同,充填开采,顶板下沉,等价采高,顶板下沉,充填开采,矸石充填开采等价采高的概念,（一）矸石充填开采岩层控制理论,矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据,H,max,建筑物变形能承受的最大允许采高。,等价采高,充填开采 顶板下沉 等价采高 顶板下沉 充填开采 矸石充,矸石的松散与压实性能,自制实验系统,矸石碎胀系数与压应力,矸石孔隙率与压应力,（一）矸石充填开采岩层控制理论,矸石的松散与压实性能自制实验系统矸石碎胀系数与压应力 矸石,矸石充填开采支架工作载荷计算公式,p,z,充填开采支架载荷；,p,全高开采支架载荷。,相似材料模拟系统,（一）矸石充填开采岩层控制理论,矸石充填开采支架工作载荷计算公式pz充填开采支架载荷；,矸石充填开采等价采高,H,z,的理论计算公式,H,实际采高；,h,z,充填体空顶距（充实率控制参数）；,k,初始压实系数（压实率控制参数）；,残余压实系数。,矸石充填开采的技术控制指标,充实率,h,z,压实率,k,（一）矸石充填开采岩层控制理论,矸石充填开采等价采高Hz的理论计算公式H实际采高； 矸,（二）矸石充填开采技术开发及应用,1.,拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障,2.,用同一支护系统掩护采煤与充填并行作业,3.,用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力,创新,与,发明,项目研究的难点之二,矸石充入采空区的空间、通道与动力,（二）矸石充填开采技术开发及应用1. 拆除开采工作面与采空区,（二）矸石充填开采技术开发及应用,发明综采矸石充填技术,工作面,采空区,传统综采液压支架,掩护斜梁,工作面,采空区,综采矸石充填液压支架,水平短梁,（二）矸石充填开采技术开发及应用 发明综采矸石充填技术工作,综采矸石充填原理,（二）矸石充填开采技术开发及应用,矸石充填运输机充填工艺,综采矸石充填原理（二）矸石充填开采技术开发及应用矸石充填运,综采矸石充填压实原理,（二）矸石充填开采技术开发及应用,综采矸石充填压实系统工作原理,综采矸石充填压实原理（二）矸石充填开采技术开发及应用综采矸,综采矸石充填工作面井下工况,（二）矸石充填开采技术开发及应用,前部采煤,后部充填,综采矸石充填工作面井下工况（二）矸石充填开采技术开发及应用,普采与充填支护系统,（二）矸石充填开采技术开发及应用,发明普采矸石充填技术,普采与充填工作面布置,普采与充填支护系统,充填系统,普采与充填工作面布置,普采矸石充填高速动力抛矸机,充填面,开采面,普采与充填支护系统（二）矸石充填开采技术开发及应用 发明普采,应用效果实例一,新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测,平均采深,500m,实际采高,2.1m,等价采高,0.7m,采出率,85%,（二）矸石充填开采技术开发及应用,综采矸石充填地表下沉曲线对比图,应用效果实例一新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测,应用效果实例二,（二）矸石充填开采技术开发及应用,普采矸石充填地表下沉曲线对比图,新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测,平均采深,450m,采高,1.8m,等价采高,0.4m,工作面采出率,85%,应用效果实例二（二）矸石充填开采技术开发及应用普采矸石充填地,应用效果实例三,（二）矸石充填开采技术开发及应用,巷采矸石充填地表下沉曲线对比图,金能邢东矿工广下巷采充填地表移动预计与实测,平均采深,420m,采高,4.5m,等价采高,0.6m,应用效果实例三（二）矸石充填开采技术开发及应用巷采矸石充填地,（三）井下煤矸分离技术开发及应用,井下煤矸分离方法,煤矸分选原理与工艺流程图,50mm,煤矸分选系统设备布置示意图,（三）井下煤矸分离技术开发及应用 井下煤矸分离方法煤矸分选原,（四）主要技术创新点,1,、核心技术创新点,（,1,）发明了矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备，包括：综采矸石充填、普采矸石充填和巷采矸石充填的技术与工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机等关键设备。,旁证材料：受理发明专利：,200610068527.3,，,200410096583.9,；授权实用新型专利：,ZL200520083542.6,，,ZL200420116205.8,，,ZL200720018798.8,，,ZL200720018924.X,，,ZL200720003335.4,，,ZL200620086347.3,；论文：“矸石充填采煤工艺及配套设备研究” 等,3,篇。,（,2,）建立了矸石直接充填置换煤的岩层控制理论，为充填开采设计和地表沉陷控制等提供了科学依据。,旁证材料：授权发明专利：,ZL200510039249.4,；授权实用新型专利：,ZL200520071472.2,；论文：“矸石充填采煤中的矿压显现规律分析”。,（四）主要技术创新点 1、核心技术创新点 （2）建,2,、其他重要技术创新点,（,3,）成功开发出了井下煤矸分选设备与系统，实现了煤流矸石不出井而直接置换煤的目标。,旁证材料：受理发明专利：,200710022602.7,；论文：“旋转冲击式井下煤矸分离可行性研究” 等,2,篇。,（四）主要技术创新点,（,4,）将综采、普采、巷采矸石充填置换煤技术成功用于安全、高效、高采出率回收“三下”压煤和各类煤柱。,旁证材料：受理发明专利：,200610097593.3,、,200610097687.0,；论文：“建筑物下条带开采煤柱矸石置换开采的研究”。,2、其他重要技术创新点（四）主要技术创新点,三、技术经济指标与知识产权,（一）指标的先进性,（二）授权与受理专利,（三）获省部级奖励,三、技术经济指标与知识产权（一）指标的先进性,本项技术已经达到的指标,（一）指标的先进性,本项技术已经达到的指标（一）指标的先进性,与其他“三下”开采方式的比较,（一）指标的先进性,与其他“三下”开采方式的比较（一）指标的先进性,井下煤矸分选技术,（一）指标的先进性,井下煤矸分选技术（一）指标的先进性,（二）授权与受理专利,（二）授权与受理专利,（三）获省部级奖励,“,矸石置换煤关键技术研究与应用”,获,2007,年度中国煤炭工业协会科技进步一等奖；,“煤矿井下矸石充填技术与装备研究,(,巷采充填,)”,获,2005,年度中国煤炭工业协会科技进步二等奖。,（三）获省部级奖励“矸石置换煤关键技术研究与应用”获2007,四、应用效益与促进行业科技进步,（一）应用和经济社会效益,（二）促进行业科技进步和竞争力,四、应用效益与促进行业科技进步（一）应用和经济社会效益,（一）应用和经济社会效益,推广应用范围,新汶、金能、淄博、兖州、枣庄、平顶山、徐州、霍州等矿区,39,个生产工作面。,推广应用前景,我国仅“三下”压煤就超过,137,亿吨，每年产矸量超过,2.5,亿吨，再加有大量的粉煤灰和荒凉的黄土山等矿区固体废弃物，使本项技术具有良好的市场推广前景。,取得的经济效益,近三年来，共取得直接经济效益,94497.05,万元。,（一）应用和经济社会效益 推广应用范围 新汶、,（二）促进行业科技进步和竞争力,本项技术是我国具有完全自主知识产权的绿色采煤技术之一，并能与现有采煤技术体系相衔接。本项目实现了提高资源回收率、提高矸石循环利用率以及保护土地资源、保护环境和保护建筑物等多重目标，大力促进了行业科技进步，形成了整体技术优势，市场需求旺盛，具有显著的市场竞争优势。,（二）促进行业科技进步和竞争力 本项技术是我国具,谢谢大家！,谢谢大家！,