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1、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应用效益与促进行业进步一、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国象科技进步奖零辩汇掖7二（一）煤炭开采中的资源与环境问题氓煤歼石的露天排放问题我国现有肝石山1600余座，堆积量超过45亿t,占地超过15000 hm2o目前每年产肝量超过2.5亿t o肝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。国家科技进步奖答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三(-)煤炭开采中的资源与环境问题;国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相
2、关问题的总体思路 盂三国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三“三下”压煤问国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三新汶矿区“三下”占压煤高达2.67亿吨, 可采储量的70%多。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o国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三实施目标存在问题传统办法实际效果煤肝石的排放露天排放占用土地、污染环境、爆炸制砖等用量少、产品质量、环保等问题“三下”压煤迁村开采吨煤增加成本50元左右，历史与文化问题条带开采采出率
3、50%传统充填开采没有实现规模化推广应用循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源国家科技遠步典答辩汇掖(-)解决相关问题的总体思路 盂三7歼石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架国家科技遠步典答辩汇掖二、主要技术内容及创新点（_）肝石充填开采岩层控制理论 （二）肝石充填开采技术开发及应用 （三）井下煤肝分离技术开发及应用国象科技进步奖零辩汇掖国象科技进步奖零辩汇掖（四）主要技术创新点国象科技进步奖零辩汇掖(-)歼石充填开采岩层控制理论口牌蓼:项目研究的难点之一理论上需解决的问题建立歼石充填开采岩层控制理论岩层移动控制目标充填技术控制目标绝对不移动充入与开采等量的肝石控制移动
4、量建筑物损伤破坏：搬迁 建筑物局部损伤：修补 建筑物微小损伤：无需修补1.不同砰石充填量对应的地表变形值 U 2同一砰石充填量对应的地表最大变形值:歼石充填开采等价采高的概念舎充填开采#顶板下沉*等价釆高:吁石充填开采岩层移动控制稳定性判据建筑物变形能承受的最大允许采高。国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论:吁石的松散与压实性能国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论肝石碎胀系数与压应力OOOOOO/4迪肝石孔隙率与压应力自制实验系统国家科技
5、遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论歼石充填开采支架工作载荷计算公式代=0.2 0.3ppz充填开釆支架载荷;P全高开釆支架载荷。相似材料模拟系统秆石充填开采等价采高a的理论计算公式H- = A -h(k-kr)(H -h )WHmax国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论H实际采高;充填体空顶距（充实率控制参数）；国家科技遠步典答辩汇掖歼石充填开采岩层控制理论k初始压实系数（压实率控制参数）；k残余压实系数。歼石充填开采的技术控制指标充实率力 压实率氐国家科技遠步典答辩汇掖:项目研究的难点之二创新与发明石充入采空区的空间、通道与动力技术
6、障碍传统办法开采工作面不断移动水砂充填水流为动力采空区顶板随釆随垮风力充填风流为动力开釆面与采空区隔离膏体充填流体为动力1.拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障 n= 2.用同一支护系统掩护采煤与充填并行作业3用歼石重力为充填主要动力，加辅助压实力国家科技遠步典答辩汇掖（二）砰石充填开采技术开发及应用艾国家科技遠步典答辩汇掖（二）砰石充填开采技术开发及应用艾发明综采歼石充填技术国家科技遠步典答辩汇掖（二）砰石充填开采技术开发及应用艾国家科技遠步典答辩汇掖（二）砰石充填开采技术开发及应用艾传统综釆液压支架综釆肝石充填液压支架b水平短梁国家科技遠步典答辩汇掖*肝石充填运输机充填工艺国家科技遠步典答
7、辩汇掖综采吁石充填压实原理综采肝石充填压实系统工作原理国家科技遠步典答辩汇掖 WWW综采歼石充填工作面井下工况5PM国家科技遠步典答辩汇掖XXxvaX /、_丿UWL-*发明普采肝石充填技术ftlHf.l| ti Rii*ir / 刖秋除辺机/4.01充填面T开 采 面L L-；_Eft lUigiX i3.0 mKI-平违采方向凶标说期：工垃力向运肝方刖FT普采与充填支护系统普采与充填工作面布置-I$八时何浊KL肖m/s她frt,呈讥yo$n、宽$一*7 5小、*辽上力杪匚普釆肝石充填高速动力抛肝机K家科捷遽”如m冶輸二）歼石充填开采技术开发及应夢務寥:应用效果实例_新汶翟镇矿村镇下综采充填
8、地表移动预计与实测(IUUI)o o o o O o o o O 2 4 6 8 平均釆深500m实际采高2lm等价采高07m采出率85%最大下沉量/mm全高开采预计 采高2lm综采充填预计 等价釆高06m综采充填实测1580420380最大水平变形/mm/m3.20.80.5建筑物破坏等级IIII牌寥:应用效果实例二新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测平均釆深450m采高l8m等价采高04m工作面采出率85%最大下沉量/mm全高开采预计 采高l8m普采充填预计 等价采高04m普采充填实测1365280257最大水平变形/mm/m3.00.60.3建筑物破坏等级IIII综釆肝石充填地表下
9、沉曲线对比图国家科技遠步典答辩汇掖諭猛二）歼石充填开采技术开发及应夢H:应用效果实例三金能邢东矿工广下巷采充填地表移动预计与实测巷釆肝石充填地表下沉曲线对比图国家科技遠步典答辩汇掖諭猛二）歼石充填开采技术开发及应夢巷釆肝石充填地表下沉曲线对比图国家科技遠步典答辩汇掖諭猛二）歼石充填开采技术开发及应夢最大下沉量/mm全高巷采预计 采高45m巷采充填预计 等价釆高06m巷采充填实测136532065最大水平变形/mm/m3.00.50.1建筑物破坏等级IIII1500(lulu)阴垢匸00十 -200 -400 - -600 -800 100() 1200 1400 1600 1800 2000
10、L全髙巷采预计 巷采充填预计 巷采充填实测距离(m)500100()平均采深420m釆高4.5m等价采高06m巷釆肝石充填地表下沉曲线对比图国家科技遠步典答辩汇掖(四)主要技术创新点井下煤歼分离方法小于50mm的煤与肝石1小于50m m的煤V输送= 分级=旋转劈裂式破碎=煤用带式输送机（运向地面）大于50m m的肝石=砰石用带式输送机（井下兀填） 煤肝分选原理与工艺流程图 50mm煤肝分选系统设备布置示意图h核心技术创新点(1) 发明了肝石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备， 包括：综采砰石充填、普采歼石充填和巷采歼石充填的技术与 工艺，以及砰石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛砰机 等关键
11、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：“肝 石充填采煤工艺及配套设备研究”等3篇。(2) 建立了砰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:“肝石充填采煤中的矿压显现规律分析” O国家科技遠步典答辩汇掖（四）主要技术创新点2、其他重要技术创新点（3）成功开发出了井下煤歼分选设备与系统，实现了煤流歼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 式井下煤肝分离可行性研究”等2篇。（4）将综采、普采、巷采歼石充填置换煤技术
