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陕西省科学技术进步奖提名书(赋存不均衡煤层瓦斯高效科学治理及评价体系技术研究)

单位:蒲白矿业作者:管理员发布时间:2022-06-30 点击数:658

陕西省科学技术进步奖提名书

(2022年度)

一、项目基本情况

项目名称

赋存不均衡煤层瓦斯高效科学治理及评价体系技术研究

主要完成人

王军胜,郭风景,张兴文,郝志勇,段老虎,王斌,孙刘咏,张龙刚

主要完成单位

陕西陕煤亚搏手机版官方下载,中国矿业大学,陕西建新煤化有限责任公司

 


二、提名意见(适用于部门、机构提名)

陕西煤业化工集团有限责任公司

提名等级

□一等奖二等奖及以上□三等奖及以上

提名意见:

 

提名该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

说明:省科学技术奖一、二、三等奖项目,实行按等级标准提名、独立评审表决的机制。提名单者应严格依据省科学技术奖的标准条件,说明提名项目的贡献程度及等级建议。“仅提名一等奖”评审落选项目不再降格参评二等奖,“提名二等奖及以上”的评审落选项目不再降格参评三等奖。提名项目正式提交后,提名等级建议本年度不得变更。

 


三、项目简介

我国西部地区大量高产量矿井存在瓦斯含量不高,但是由于瓦斯赋存不均衡、开采强度大等原因造成的瓦斯大量涌出,威胁工作面安全。瓦斯治理中存在的共性问题主要为:(1)治理模式适应性差。(2)瓦斯赋存不均衡,抽采效率低。(3)抽采达标评价指标“本本主义”。这些问题制约着我国约50%以上的优质煤产量的安全产出。

建新煤化公司4-2煤层即具有我国西部大产能煤矿赋存不均衡煤层的瓦斯共性问题。项目根据建新煤矿“赋存不均衡、低瓦斯高涌出、低透气高吸附” 的瓦斯赋存特征,首创了“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,研究形成了靶向抽采精准瓦斯治理技术体系。体系包含精准预测、靶向抽采、科学评判三个步骤。精准预测是精准治理的首要条件。靶向抽采是减少瓦斯煤层瓦斯量、控制采场空间瓦斯浓度的核心环节。科学评判是确定工作面瓦斯抽采效果是否能够满足安全生产的关键环节,三者有机衔接,确保工作面安全的基础上,最大化的使--平衡,降低瓦斯治理成本,提高抽采瓦斯抽采的效率。

靶向抽采技术实施中,当工作面瓦斯涌出量低于5m3/min,时,瓦斯问题基本不对生产构成威胁,采用通风排瓦斯的方式。在采面上、下隅角要进行封堵,作为通风排瓦斯控制风流的辅助措施。当工作面瓦斯涌出量在5~12m3/min时,要增加本煤层钻孔预抽,在上隅角的封堵墙内增加插管抽放。本煤层钻孔瓦斯预抽采用二氧化碳预裂增透技术和超前应力集中区抽采技术改善抽采效率和效果。当工作面预计瓦斯涌出量大于12m3/min时,有针对性的增加采空区埋管抽采和高位钻孔抽采。研发应用了立管抽采技术大量抽采采空区涌出瓦斯。研发应用低位钻孔抽采技术,做为高位钻孔抽采的辅助措施。

2014年至2019年,建新煤化公司回采42盘区5个瓦斯赋存不均衡综放工作面,研发、应用瓦斯靶向抽采精准治理技术体系,采煤工作面瓦斯得到有效控制,风排瓦斯量控制在4m3/min以内,杜绝了上隅角瓦斯超限作业,生产班上隅角瓦斯浓度0.4%以下、回风流瓦斯浓度0.2%~0.26%,确保了安全生产。

精准、高效的瓦斯治理术体系需要配套的科学评价体系。项目研究建立了瓦斯高效科学治理评价指标体系。从设计施工、预抽过程、抽采结果、总体效果四个层面8个指标上来进行评判控制,保障建新煤业4-2煤赋存不均衡工作面瓦斯治理评判科学、可靠。煤层残余瓦斯含量必须降到3m3/t以下,可解吸瓦斯量必须降到2m3/t。工作面瓦斯抽采率采用70%的标准;矿井抽采极限时间可以达到130天至140多天,钻孔抽采时间指标定为不低于5个月。矿井适宜采用工作面瓦斯储量降低率来表征煤层瓦斯预抽排的效果,其指标宜规定为25%。建新4-2煤层为可以抽采的厚煤层,其钻孔量指标宜为0.01-0.03m/t

项目开展过程中发表论文多篇,取得良好经济效益和社会效益。研究成果具有巨大的推广价值。

 

 


、客观评价

120204月中国煤炭工业协会组织专家对本项目进行了鉴定,鉴定结果认为:首创了瓦斯治理模式,实现了--平衡,降低了瓦斯治理成本,提高了瓦斯抽采效率。”“形成了靶向抽采精准治理瓦斯技术体系”“建立了瓦斯抽采达标评价体系,保障了瓦斯高效、精准治理研究成果达到了国际先进水平”“建议扩大推广应用范围

220171月,科技日报以“陕西建新煤化有限责任公司瓦斯治理再获新成绩”对项目进展做了报道,报道认为:“该瓦斯治理技术可有效的治理低瓦斯矿井瓦斯异常区域的瓦斯治理难题,能够快速治理瓦斯,保证工作面安全开采,具有工程量小、成本低、见效快的特点,适用于低瓦斯矿井回采期间局部瓦斯涌出异常、瓦斯涌出量突然增大的煤层和同时伴有采空区遗煤自燃危险的矿井,避免因瓦斯超限而引起事故。”

320171月中国网以“陕西建新煤化有限责任公司瓦斯治理再获新成绩“对项目进展进行了报道,报道认为:”通过实施该项目技术,建新公司实现了“瓦斯异常区域”正常状态下安全回采的目标,产生直接、间接经济效益达3.3248亿元。该技术不仅特别适合煤矿井田瓦斯分布不均衡,特别是采煤工作面随推采瓦斯涌出增加迅速,急需尽快治理瓦斯,以实现“治理大隐患、杜绝大事故”确保顺利安全生产的目标的矿井,也为高强度、高瓦斯矿井在瓦斯赋存不均衡区域安全回采提供了新的瓦斯治理思路和方法,为类似条件下矿井煤炭回采提供技术借鉴。”

 

 


五、应用情况

1.应用情况(限2页)

1)本项目研究的技术体系的实施有效控制了风排瓦斯量。

建新煤化公司4-2煤层已经结束的4208工作面在回采期间瓦斯抽采量在2.24~16.58m3/min之间,风排瓦斯量在2.1~3.7m3/min之间,4210工作面在回采期间瓦斯抽采量在2.57~20.36m3/min之间,风排瓦斯量在1.8~3.6m3/min之间。

正在回采的工作面涌出量测算显示:以2019年11月份为例,矿井绝对瓦斯涌出量35.81m3/min。其中4207综放面绝对瓦斯涌出量18.2m3/min,抽采瓦斯量15.3m3/min,风排瓦斯量2.9m3/min;4206工作面绝对瓦斯涌出量5.7m3/min,抽采瓦斯量3.4m3/min,风排瓦斯量2.2m3/min。当工作面瓦斯涌出量较大时,风排瓦斯量控制在4m3/min以内。以2019年8月份为例,4207工作面的瓦斯涌出量较大,达到29.44m3/min,其中瓦斯抽放量达到25.46m3/min,风排量为3.98m3/min。

4202工作面采取瓦斯高效治理技术以来,即有效将工作面风排瓦斯量控制在了5m3/min以内,之后在4208、4204、4210、4201、4207、4206工作面,技术研究应用更加成熟,回采工作面风排瓦斯量都控制在了4m3/min以内。

2)本技术体系的实施有效防止了工作面瓦斯超限。

2014年至2019年,建新煤化公司回采42盘区综放工作面,积累瓦斯防治经验,分析总结瓦斯治理成效,通过在采煤工作面实施上隅角埋管抽放、高位裂隙钻孔抽放和本煤层瓦斯预抽、上隅角插管抽放、风排瓦斯的综合瓦斯治理方案后,采煤工作面瓦斯得到有效控制,杜绝了上隅角瓦斯超限作业。

4202工作面首先采取高效瓦斯治理技术,技术实施后立即治住了瓦斯超限,上隅角瓦斯浓度控制在了0.6%左右,之后在4208、4204、4210、4201、4207、4206工作面,技术研究应用更加成熟,工作面回风流瓦斯浓度基本控制在0.2~0.26%以内,上隅角瓦斯浓度控制在0.4%以内,没出现一次瓦斯超限事故。

 

 


六、主要知识产权和标准规范等目录(限10条)

序号

知识产权类    

知识产权

具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

1

实用新型专利

煤矿井下瓦斯抽放钻孔结构

中国

ZL201520457162.8

2016年01月06日

ZL201520457162.8

陕西建新煤化有限责任公司

苗永新;段老虎;张兴文;赵育云;王贵余

2

实用新型专利

一种煤矿井下自燃综放面采空区瓦斯抽放装置

中国

ZL201520141190.9

2015年07月22日

ZL201520141190.9

陕西建新煤化有限责任公司

张兴文;王贵余;赵育云;孙刘咏等

3

论文

建新煤矿42104综放面上隅角瓦斯综合防治技术

中国

2014年02期 第70-71页

2014年02月20日

陕西煤炭

陕西建新煤化有限责任公司

张兴文;赵育云;孙刘咏

4

论文

黄陵建新煤矿回采工作面瓦斯浓度超限危险性预测

中国

10.3969/j.issn.1674-1803.2016 .03.06

2016年03月01日

中国煤炭地质

陕西建新煤化有限责任公司

孙奎;王英;张兴文

5

论文

建新煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

中国

10.13301/j.cnki.ct.2015.09.05 7

2015年09月01日

煤炭技术

中国矿业大学

任万兴;郭庆;房树起;左兵召;王振峰

6

论文

三维通风实时监测分析系统的研究与应用

中国

2014年34卷第2期80-83页

2014年02月15日

矿业研究与开发

陕西建新煤化有限责任公司

张兴文;赵育云;王贵余

7

论文

综放工作面瓦斯异常区域快速治理万法的研究及应用

中国

10.13301/j.cnki.ct.2015.02.076

2015年02月01日

煤炭技术

陕西建新煤化有限责任公司;中国矿业大学

李吉昌;苗永新;张兴文;郭庆;王贵余;屈明山

8









9









10










七、主要完成人情况表

 

   

王军胜

   

1

行政职务

总经理

技术职称

高级工程师

工作单位

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完成单位

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对本项目主要学术贡献:

该同志系本项目的主要负责人,提出了本项目的研究方法,负责项目总体研发方案的设计,并负责解决了赋存不均衡煤层瓦斯高效科学治理及评价体系的建立。

 

 

 

 

 

   

郭风景

   

2

行政职务

董事长

技术职称

高级工程师

工作单位

陕西建新煤化有限责任公司

完成单位

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献:

项目关键技术研究,项目在建新煤化公司实施过程的组织协调,研究落实赋存不均衡工作面“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,使之结合建新煤化公司应用落地,在高位钻孔抽放技术的改进方面做出主要贡献 ,参与制定各靶向抽采精准瓦斯治理技术的实施规范,应用瓦斯抽采高效评价体系并行程反馈。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

张兴文

   

3

行政职务

副总经理

技术职称

教授级高工

工作单位

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完成单位

陕西陕煤亚搏手机版官方下载

对本项目主要学术贡献:

项目关键技术研究,数据分析,项目的组织协调,研究落实赋存不均衡工作面“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,使之结合建新煤化公司应用落地,制定各靶向抽采精准瓦斯治理技术的实施规范,研究总结形成瓦斯抽采高效评价体系。指导在建新煤化公司各工作面的技术应用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

郝志勇

   

4

行政职务

技术职称

讲师

工作单位

中国矿业大学

完成单位

中国矿业大学

对本项目主要学术贡献:

项目关键技术研究,“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,系统研究个瓦斯抽采技术参数的理论计算 ,进行数据收集、总结,研究钻孔瓦斯抽采极限时间,提出工作面瓦斯抽采率评价的新参数,总结瓦斯抽采评价体系。

 

 

 

 

 

 

 

 

   

段老虎

   

5

行政职务

总经理

技术职称

高级工程师

工作单位

陕西建新煤化有限责任公司

完成单位

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献:

项目关键技术研究,项目在建新煤化公司实施过程的组织协调,研究落实赋存不均衡工作面“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,使之结合建新煤化公司应用落地,在采空区立管群抽放技术的形成和实施方面做出主要贡献,参与制定各靶向抽采精准瓦斯治理技术的实施规范,应用瓦斯抽采高效评价体系并形成反馈。

 

 

 

 

 

 

 

 

   

王斌

   

6

行政职务

总工程师

技术职称

工程师

工作单位

陕西建新煤化有限责任公司

完成单位

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献:

负责项目的各项瓦斯抽采和抽采效果评价技术在建新煤化公司现场的实施,针对煤层现场条件改进技术参数,总结、反馈技术实施效果。

 

 

 

 

 

 

 

 

   

孙刘咏

   

7

行政职务

通防部部长

技术职称

工程师

工作单位

陕西建新煤化有限责任公司

完成单位

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献:

负责项目的现场实施,实验各项靶向抽采瓦斯治理技术,改进抽采参数与施工工艺,现场试验数据收集与总结。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

张龙刚

   

8

行政职务

科长

技术职称

高级工程师

工作单位

陕西建新煤化有限责任公司

完成单位

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献:

对项目资料收集、整理,对创新点进行细化、提升。

 

 


八、主要完成单位情况表

 

单位名称

陕西陕煤亚搏手机版官方下载

对本项目主要学术贡献: 

 

项目组织、协调、实施安排、关键技术攻关。根据建新煤矿“赋存不均衡、低瓦斯高涌出、低透气高吸附” 的瓦斯赋存特征,首创了“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,研究形成了靶向抽采精准瓦斯治理技术体系。研究建立了瓦斯高效科学治理评价指标体系。从设计施工、预抽过程、抽采结果、总体效果四个层面8个指标上来进行评判控制,保障建新煤业4-2煤赋存不均衡工作面瓦斯治理评判科学、可靠 。

 

 

 

单位名称

中国矿业大学

对本项目主要学术贡献: 

 

项目实施方案制定、瓦斯抽采达标评价体系研究、数据收集与整理,研究报告撰写。根据“一面一策 、一段一策”的瓦斯治理模式,研究确定了各靶向抽采精准瓦斯治理技术的实施参数。研究了瓦斯抽采达标评价体系中各指标的适用性,研究了瓦斯抽采的极限时间,提出了评价不均衡工作面瓦斯抽采率的新参数,使得评价更加精准、高效。技术数据的梳理、提炼,研究报告的撰写,技术鉴定材料准备。

 

 

单位名称

陕西建新煤化有限责任公司

对本项目主要学术贡献: 

  

项目实施、工业试验、效果反馈。根据建新煤矿“赋存不均衡、低瓦斯高涌出、低透气高吸附” 的瓦斯赋存特征,落实“一面一策、一段一策”的瓦斯治理模式,研究应用靶向抽采精准瓦斯治理技术体系 ,使之与矿井生产具体结合,发挥出技术有事。应用瓦斯高效科学治理评价指标,反馈了指标的适用性 ,使之更加成熟、体系化。

 

 


完成人合作关系说明

 

 

本项目完成人中,王军胜、张行文、张龙刚为陕西陕煤亚搏手机版官方下载员工,任万兴,郝志勇为中国矿业大学教师,郭风景、段老虎、王斌、孙刘咏为陕西建新煤化有限责任公司员工。九位完成人均全程参与了项目的实施,总结提升,验收鉴定工作。王军胜、郭风景分别为所在单位参与的项目工作的负责人,负责项目的总体思路、技术路线制定、现场施工协调与技术改进。张兴文、郝志勇、段老虎、王斌为所在单位本项目的研究骨干,在项目关键技术开发与应用,抽采评价方法制定、实施、优化等方面发挥了中坚作用。孙刘咏、张龙刚分别在项目现场实施、数据总结、分析、创新点优化等方面做出贡献。各完成人组成一个研究团队,密切合作,取得了项目的各项成果。

 

 

 

 


完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/项目排名

合作起始时间

合作完成时间

合作成果

证明材料

1

项目负责

王军胜/1

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书

2

项目负责

郭风景/2

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书

3

项目实施

张兴文/3

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书、专利证书、论文

4

项目实施

郝志勇/4

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书

5

项目实施

段老虎/5

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书

6

项目实施

王斌/6

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书

7

项目实施

孙刘咏/7

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书、专利证书、论文

8

项目实施

张龙刚/8

201441

2018430

项目研究报告

鉴定证书