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[成果] 1700260192 安徽
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:动荷载(爆破、水射流冲击煤体、冲击地压等)损伤破坏煤体是诱导煤与瓦斯突出的重要因素,而深孔爆破、水力冲孔等动荷载破裂煤体强化瓦斯抽采又是防突的主要技术手段,两者存在矛盾。如何有效破裂预设煤体达到高效抽采瓦斯的目的又不引起煤体在动荷载下的扰动突出是亟待解决的重大共性难题。该项目依据含瓦斯煤在动荷载下的响应机制为背景,围绕含瓦斯煤动荷载下突出灾害发生机制和防控技术,以动荷载下含瓦斯煤的动态损伤破裂及应力波演化为研究主线,突破了强动荷载高效破煤抽采瓦斯与防止动荷载破裂煤体诱导突出的难题,创新成果如下: 创建了煤体动态力学测试平台与测试方法,突破了煤体在传统静力学框架下研究的限制,创新与发展了煤体的动态力学机制,首次明晰了煤体在动荷载作用下的应变率效应是煤体动态力学的基本特征;建立了包含应变率效应和损伤效应的煤体动静态力学本构关系,揭示了煤体在动荷载下的应力波和破裂损伤演化机制。 构建了动荷载下煤与瓦斯突出的力学模型,得出了动态突出过程中煤体环状劈裂裂纹演化特点和破裂范围;揭示了动态突出过程中煤体不同破裂形式下的能量耗散规律,通过引入动态能量输入项找到了突出过程能量动态转化及主控机制,建立了临界突出煤体最小破坏能量阈值范围,为揭示动荷载下煤与瓦斯突出提供了依据,并在该基础上首次得出动荷载下强制破裂煤体增加煤层透气性而又不引起突出的最小安全范围。 研发了爆破动荷载破裂煤体的理论与技术体系,提出了含瓦斯煤在柱状装药爆破荷载作用下力学模型和不同损伤破裂半径的计算公式,解决了煤体模型试验中应力波动效应无法准确表达的难题,找到了地应力与应力波联合破煤机制。形成适用于各类突出煤层的爆破增透成套技术规范与工艺流程,达到了人为控制裂纹演化方向的目的,大幅度提高了含瓦斯煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,实现了瓦斯抽采与控制振动防止突出的统一。 研发了高压水射流冲击破裂煤体的理论与技术体系,提出了水射流冲击煤体形成拉压应力波损伤煤体的力学机制,建立了高压水射流冲击煤体最小破煤压力的计算公式(煤体破碎强度参数Rt),并应用严格的力学守恒关系得出高压水射流冲击煤体的简化常微分方程组,明晰了高压水射流破煤的全过程力学机制;形成适用于各类突出煤层的高压水射流破煤规范与工艺流程,减少了钻孔数量,增加了抽采效率,为提高破煤效率、明确煤体周围损伤范围进而避免水射流冲击煤体诱导突出提供依据。 该成果已授权国家专利5项,发表论文22篇,其中SCI/EI检索15篇。授权专利有: 低爆速爆炸焊接炸药;高密度高爆速水胶炸药震源药柱及其制备方法;爆炸波模拟复合加载装置;模拟煤岩受力加载装置;一种瓦斯防喷装置。研究成果成功解决了安徽淮南矿区低透松软煤层强制增透与防止煤体破裂突出的世界性难题,该方法已在安徽两淮矿区、贵州纳雍矿区广泛应用。在淮南矿区使用过程中,新增利润13407万元,新增税收9065.83万元。
[成果] 1700260109 安徽
X70 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2016
成果简介:项目主要技术内容:煤泥水处理是煤炭洗选加工中十分重要的工艺过程。“选煤厂尾煤水生物与非生物联合絮凝沉降新技术”主要是针对煤炭洗选过程中的尾煤水处理研究开发的一种新型煤炭絮凝净化技术。该项目通过采用生物与非生物型絮凝剂联合作用,将生物絮凝剂环境友好的特点与非生物絮凝剂的絮凝效果显著的优势加以互补,提高尾煤水絮凝效果,减少实际生产中非生物絮凝剂的使用量,降低由于化工产品类非生物絮凝剂大量使用对环境造成的不利影响。该项目有针对性地筛选和培育出对特定性质煤泥水具有良好选择性絮凝作用的煤炭絮凝微生物,作为煤炭生物絮凝剂产生菌。采用生物絮凝剂和非生物的有机高分子絮凝剂对选煤厂尾煤水进行絮凝沉降研究;在前期系统研究基础上,重点开展生物与非生物絮凝剂联合絮凝沉降煤泥水试验及应用研究,考察生物与非生物联合絮凝的试验及应用效果,并对关键絮凝技术参数进行优化,采用了多种现代分析测试技术,试验及应用效果较显著。授权专利情况:授权国家发明专利2项:“一种煤炭生物与非生物絮凝剂复配净化煤泥水的方法”(专利号:ZL201410148857.8,授权时间:2015.7.15,排名1/5)。“复合菌种煤炭生物絮凝剂及其净化煤泥水的方法”(专利号:ZL201110459425.5,授权时间:2013.11.6,排名1/3);技术经济指标:采用生物与非生物型絮凝剂联合作用,将生物与化工产品类絮凝剂的絮凝效果优势加以互补,研发一种新型煤泥水絮凝净化技术;生物与非生物联合絮凝中生物絮凝剂的用量比例大于10%,絮凝效果达到或优于实际生产中传统化工产品絮凝剂的絮凝效果;生物与非生物联合絮凝性能稳定,煤泥水絮凝率的波动变化小。应用推广及效益情况:该项目技术在大同煤矿集团有限责任公司得到应用。高效环保的煤炭生物与非生物联合絮凝新技术与传统的煤泥水絮凝技术相比优势明显,具有很强的技术竞争力。该技术的成功研究开发,不仅给大同煤矿集团有限责任公司带来较好的经济和社会效益,而且,对于将该技术在全国其它煤质特性相似煤矿的推广应用具有积极的促进作用,经济效益前景较为可观。煤炭在相当长的时期内都将是中国的主要能源,中国煤矿与煤炭加工企业众多,煤炭絮凝药剂的市场需求和现场使用量非常大。生物絮凝剂不仅具有传统化工产品非生物絮凝剂的优良絮凝特性,而且还具有生物降解和对环境无毒无害等绿色高效的特点。因此,煤炭生物絮凝技术的开发具有良好的发展前景。
[成果] 1700260344 安徽
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2016
成果简介:该项目重点剖析网络化软件在系统构建和运行过程中存在的问题,分析问题根源,凝练关键科学问题,以网络化软件的行为分析为主线,以实现软件功能和行为一致性为目标,基于Petri网的行为轮廓理论提出了网络化软件的行为可信性分析方法。项目以Petri网行为轮廓理论为基础,从业务流程的变迁(或任务)间的弱序关系和拟序关系出发,分析流程合理性、行为弱一致性、行为交互相关性等,基于行为轮廓理论找到非预期行为的产生和传播机理,为研究业务流程系统的可信性奠定根源性的基础。主要科学发现点包括:Petri网行为轮廓理论及一致性分析。研究了Petri网行为轮廓理论及性质,对业务流程的控制流、数据流、行为约束、弱序关系等进行有效的描述,分析相关的业务流程模型的构建方法;研究了基于Petri网行为一致性的软件变化域分析方法。网络化软件行为可信性及可信服务组合研究。针对业务流程的动态交互过程,从业务流程的变迁(或任务)间的弱序关系和拟序关系出发,提出了相关的过程挖掘建模方法,分析流程合理性、行为弱一致性、行为交互相关性等,以分析网络化软件的行为可预期性,组合服务的可信性,构建网络化软件的行为可信性分析框架。多个体网络的分布式一致性量化分析及非一致性动态优化策略。对于非可信行为,为了确保系统正常运转以及获得满意的性能指标,提出了非可信行为的一致性量化分析和控制方法。针对强连通非平衡网的加均平均一致性的量化分析问题,提出了有限水平动态一致量化策略。针对多个体网络的非一致性分析问题,课题组将量化信息与网络拓扑统一考虑,重点研究了基于量化信息通信的有向多个体网络的量化非一致性问题的优化策略。基于提出的方法和理论,开展相关应用研究,并通过应用分析检验理论研究的有效性,并提供相关的应用反馈信息,以推动理论研究的逐步深入。通过以上研究,实现网络化软件行为的可控、可管和可防,最终促进网络化软件可信问题的分析,并为保障软件可信提供理论和技术支撑。该项目的研究将丰富可信软件理论,对于Internet环境下的软件行为可信性分析有着重要的理论意义和应用价值。在国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的资助下,项目组主要围绕Petri网行为轮廓理论,以及软件行为可信这一前沿领域开展研究,在系统行为一致性理论,网络化软件行为可信性分析方法及其应用等领域做出一定的创新性成果。其中安徽省自然科学基金项目在2014年省科技厅组织的结题验收中被评为优秀(A等),全省共333个项目仅23个验收获得优秀(A等),也是信息领域三个优秀之一。已发表SCI/EI学术论文70余篇,部分成果发表在《Expert Systems with Applications》(IF:2.24)、Automatica (IF: 3.02)、《Computer Science and Information Systems》(长文,25页)等高质量学术期刊上。代表性论文获安徽省优秀科技论文二等奖、国际会议最佳论文奖等论文奖励3项。1篇论文被邀请在2013年国际全局优化会议(WCGO2013)上作大会特邀报告。20篇主要论文被国内外同行在高质量论文中进行了正面引用和评价,其中SCI他引133次,SCI总他引163次,在Scopus中他引210次,总引239次。
[成果] 1600420014 安徽
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2016
成果简介:该项目针对张集煤矿井筒建设中深厚钙质粘土层位发生的冻结管断裂现象,提出了厚钙质粘土层冻结壁参数的控制与预测、高性能混凝土配制与砌壁等冻结关键技术。项目首次进行了深井马头门高强钢筋纤维混凝土碹体的大型模型加载试验,获得了其应力、变形和强度特性。在深井马头门支护设计中,为控制后续施工围岩对井壁产生的扰动破坏,提出了适度强支护理念,加长马头门与井筒整体浇筑段长度。项目研究成果在淮南张集煤矿得到成功应用,取得显著的社会经济效益。
[成果] 1600420015 安徽
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2016
成果简介:该项目研发了适用于深部地质异常带极破碎软弱富水围岩巷道的装配式钢板高强混凝土弧板新型支护结构,研发了适用于深部地质异常带极破碎软弱富水围岩巷道的重叠式、圆型断面U型钢支架,提出了高压预浆区域性改造围岩、主被动复合支护技术,在锚、网、喷、索、注初期支护基础上,架设U型钢支架和浇筑钢纤维混凝土反底拱支护形式。项目研究成果在顾桥煤矿得到成功应用,及时保障了顾桥矿井的稳产,取得了显著的经济和社会效益。
[成果] 1600420017 安徽
TD3 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2016
成果简介:该项目研究了巷道围岩局部弱支护理论,推导出弹性围岩稳定分析解析解,丰富了巷道支护分析理论,开展了深立井连接硐室相似模型试验,研究了人为工程因素对深立井连接硐室围岩稳定性影响。项目以张集矿第二副井箕斗装载硐室和主排水泵房为工程背景,数值分析了其各开挖阶段的围岩应力场和位移场的变化规律,提出了优化支护和施工方案。项目研究成果在张集矿得到成功应用,经济和社会效益显著。
[成果] 1600420021 安徽
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的研究方法,对瓦斯煤层地震波传播速度和传播路径进行了研究,开发了含瓦斯煤层地震波探测系统。项目主要创新点有:建立了利用可控震源动态与实时校正速度计算模型,为提高微震(地震)监测的精度和可靠性奠定了理论基础;开发了含瓦斯煤层地震波探测系统;创新了利用面波巷道转换超前探测实时确定巷道迎头到煤层的距离,以及巷道面波与S波的转换实时监测煤层中S波传播速度变化实时监测瓦斯抽排效果的监测方法。项目研究成果整体达到了国际先进水平。
[成果] 1700260111 安徽
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:“软岩巷道地应力分布规律与高强柔性复合衬砌新技术研究”课题,是中鼎国际工程有限责任公司自选重点攻关项目,由安徽理工大学与中鼎国际工程有限责任公司共同承担。该课题研究主要针对萍乡矿区巨源煤矿三水平中央石门大巷软岩动压影响破坏严重地段,项目采用先进的煤矿专用地质雷达设备,研究原始地应力分布规律,测定松动圈范围,搞清巷道地压分布与显现特征,为合理支护选型和优化支护设计提供可靠依据;采用理论分析、室内试验、数值模拟和现场测试等技术手段,研究新型高强柔性系列化支护结构,在简化施工工艺、降低工程造价的基础上,有效解决软岩巷道支护难题。主要技术内容:进行巷道附近的地应力测量,分析地应力的成因、分布规律,分析空心包体地应力测量原理,进行现场地应力测量。利用岩石蠕变测试系统和岩石三轴试验仪,完成复杂条件下深井巷道围岩物理力学性和围岩变形演化试验;从而建立深部巷道围岩强度衰减与支护强化的演化模型,研究深部巷道围岩破坏失稳的关键因素;建立巷道局部弱支护力学模型,提出高应力巷道局部弱支护新理论,并推导出具体的求解格式,丰富和完善深部巷道支护基础理论体系;通过数值模拟和室内试验,进行地下水、应力场变化对巷道围岩稳定性影响的研究;利用大型三向加载实验系统,进行原型支护结构承载力试验,获得深部巷道围岩开挖、破坏、支护平衡全过程的变化规律;基于破裂演化机理的深部高应力巷道围岩过程控制设计新思路,创新设计出适应深部高应力巷道的系列化支护结构和围岩稳定控制技术;利用煤矿地质雷达和钻孔成像系统,进行现场试验巷道支护前后松动圈、围岩压力和变形等内容监测,及时反馈并指导施工,为评价和优化支护效果提供科学依据;授权专利情况:专利授权2项:矿山井巷三维格构钢筋混凝土支架,专利号:ZL201320590646.0,授权日:2014.04.29。矿山井巷三维钢筋网架反拱衬砌,专利号:ZL201420301790.2,授权日:2015.04.08。技术经济指标:进行巷道地应力测量,得到地应力分布规律;完成复杂条件下深井巷道围岩物理力学性和围岩变形演化试验;建立深部巷道围岩强度衰减与支护强化的演化模型和局部弱支护力学模型;设计系列化新型复合柔性高强衬砌结构;设计出适应深部高应力巷道的系列化支护结构和围岩稳定控制技术;获得深部巷道围岩开挖、破坏、支护平衡全过程的变化规律;应用推广及效益情况:应用项目研究的三维格构钢筋混凝土支架结构支护巷道200米。经过近二年来使用,支护效果良好。节省了纲材,降低了修复巷道支护成本,加快了巷道修复速度,大幅提高了支架支护能力,使巷道在服务期内基本不需要维修。确保了运输安全,解决了软弱、破碎巷道支护技术难题。为萍乡矿区类似条件巷道支护奠定了基础,推广应用前景广阔,具有显著的经济和社会效益。
[成果] 1700260112 安徽
X70 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2016
成果简介:项目属于煤炭洗选加工及相关工业废水处理领域。必要性:中国煤炭洗选95%是湿法选煤,年产生煤泥水约60亿m<'3>,其中相当比例(约70%)原煤洗选过程中会泥化,特别是近年来原煤中矸石量增大,在煤炭洗选过程中产生大量难以沉降处理的高泥化煤泥水,降低分选精度、污染精煤、影响正常生产、外排污染环境,不符合国家绿色发展和生态文明建设战略。理论技术问题:难沉降煤泥水是一种近似胶体的多相稳定分散体系,给煤泥水的处理带来极大困难,而对难沉降煤泥水特性,特别是煤泥颗粒表面水化特性的理论认识不足,在煤泥水高效沉降、脱水及分选技术方法上国内外至今没有解决良方,被迫定期或不定期外排。如何解决这些理论与技术难题实现难沉降煤泥水的高效处理一直是一个世界性难题,对中国煤炭洗选加工行业更是急需攻克的技术难题。项目成果:该项目通过近六年的研究和联合攻关,取得了一项理论成果和四项技术成果:系统地研究并掌握了难沉降煤泥水特性,特别是煤泥矿物颗粒表面水化特性及其影响规律,拓展了煤泥颗粒表面水化理论,据此,优化了难沉降煤泥水药剂制度,开发了破膜聚沉技术、破膜脱水技术、加电减膜辅助沉降技术;同时,针对高灰细泥难沉降污染浮选精煤的难题,开发了选煤专用脱泥池及脱泥浮选技术工艺。应用推广及效益情况:破膜聚沉技术、破膜脱水技术脱及脱泥浮选成果在安徽淮南潘一选煤厂、丁集选煤厂、张集选煤厂、祁东选煤厂等近十家选煤厂应用;同时破膜聚沉技术、破膜脱水技术等技术推广到山东八一选煤厂、山西沙曲选煤厂、宁夏任家庄选煤厂等矿区选煤厂,共产生经济效益2.6亿元,经济效益显著。成果应用提高了难沉降煤泥水处理效率,改善了循环水质量,节约了资源,具有很好的应用前景。技术经济指标:提高精煤产率0.5-1.0%,每吨精煤以800元计算,以淮南望峰岗选煤厂为例年精煤增加销售收入为960.0万元;每吨煤泥减少药剂用量约17.5%,每吨药剂以2200元计算,以丁集选煤厂为例年减少药剂费739.2万元;介耗比原先降低了约0.065kg/t原煤,每吨磁铁矿粉以850元计算,以丁集选煤厂为例,年节约磁铁矿粉费131.5万元;循环水浓度降低,浓度<1g/L;煤泥压滤滤饼水分降低3-5%,压滤循环周期降低30-50%;节约水资源,淮南潘一选煤厂为例,年节约用水6000m<'3>;浓缩机处理能力提高15-30%;同时减少用电量和降低工人劳动强度。知识产权:项目成果已授权发明专利5项,实用新型专利6项:外加电场辅助煤泥水沉降澄清的方法;交变电场弱化煤泥颗粒间水化斥力促进聚团的方法;测定荷电异质性颗粒零净质子电荷点的方法;一种基于水化膜破解的煤泥聚团沉降方法;多功能煤泥水处理池;外加电场辅助煤泥水沉降澄清的装置;一种“三合一”交变电场加速煤泥水沉降槽;高效脱泥池;煤泥水分级池;选煤厂煤泥沉淀池自动加药系统;一种脱泥池。发表学术论文22篇,其中SCI/EI收录16篇。
[成果] 1700260115 安徽
TD4 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2016
成果简介:所属科学技术领域: 该项目属于煤矿采掘机械类领域。主要技术内容:理论分析: 分析截齿磨损失效形式,探讨截齿磨损失效原因;研究新型截齿的动力学特性;开展截齿不同的安装参数、排列形式、运动参数对截割性能的影响。结构设计: 基于截割机理、截齿动力学特性和具体工况,开发研制3种新型结构截齿。优化截齿分布: 建立截齿截割动态力学模型,优化截齿的布置,提高其性能和寿命。工艺改进: 采用截齿表面的金属陶瓷材料涂层和熔覆焊接工艺,提高截齿耐磨特性。研发生产线: 开发新的生产工艺,建成新型截齿生产线,并实现产业化。技术水平达国内领先。 通过以上技术内容的研究,研制了高效耐磨新型截齿及其熔覆焊接工艺,确定了新型截齿结构、排列形式与截割性能间关系,开发了新型截齿产业化装备生产线及工艺。授权专利情况: 申请与该项目直接相关的专利19项其中发明专利5项(已授权专利2项,进入实质审查3项),授权实用新型专利14项。技术经济指标:建成1条高效耐磨本安型截齿产业化生产线,开发一套新的截齿生产工艺,年产截齿250万只,新增销售收入8707.6万元、利税1189.9万元。截齿洛氏硬度力求达到40HRC,抗剪切强度达到180MPa。与普通截齿相比,寿命延长3-4倍,表面合金化截齿延长5-8倍。截齿截割后的块煤率提高15%。截齿截割过程中火花量减少90%以上。应用推广情况: 该项目研制的新型截齿已在郑州、山西、黑龙江和安徽等煤矿企业中推广应用,获得了良好的评价,经实践证明其各项技术指标均处于行业领先水平。 同时,淮北股份有限公司物资分公司等单位试用该产品后减少了截齿消耗量,提高了生产效率,已成为该产品潜在应用单位。 该产品替代了国外昂贵的同类产品,打破了国外截齿垄断国内市场的局面,填补了国内空白,取得了显著的社会和经济效益。社会和经济效益分析: 该项目成果已转化为生产力,公司投入的年产250万支截齿生产线,增加了社会就业60多人,带动了相关矿用机械产业的发展。项目前景可观,优势明显,符合国家产业政策的发展方向,有良好的经济效益和社会效益。产品起点高,技术设备先进,为国内行业领先水平。 经济效益由直接经济效益和间接经济效益组成。其中直接经济效益: 2013~2015年分别销售高效耐磨新型截齿数9.83万件,10.42万件,8.9万件,共计销售额8707.6万元,新增利润933.3万元,新增税收256.6万元。 间接经济效益: 该产品性能稳定,使用寿命长,为用户单位节约成本63万元,新增利润约185万元。 该产品替代了国外昂贵的同类产品,在2013~2015年销售量共计约29.15万件,以国外产品380-400元/件,该产品200元/件计算,共计节约成本5247-5830万元。
[成果] 1600420139 安徽
TD4 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2016
成果简介:该项目深入分析了斜井冻结流沙层岩性、冻结围岩稳定、冻结管保护等特点,提出了斜井冻结流沙层段掘砌施工综合方案。项目采用综掘机施工冻结巨厚流沙层斜井,并成功实施综掘机破岩+挖掘机装岩+箕斗运输的挖装运作业线,减少了对围岩的扰动,提高了井筒的稳定性。研究提出了斜井冻结流沙层钻爆方案,合理掏槽形式、优化爆破参数,提高炮孔利用率。并基于理论分析、数值计算和现场测试,分析了爆破动载对冻结壁和冻结管的影响。该项目成果在李家坝煤矿主斜井、副斜井和回风斜井井筒工程中得到成功应用,取得了显著的经济和社会效益。
[成果] 1600420012 安徽
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目主要创新点有:研究许疃煤矿采空区自燃“三带”的划分,分析许疃矿煤层自然倾向性,设计基于FPGA的Gegenbauer神经网络用于煤矿自燃预警,为解决煤炭自燃的预测提供了一条新的思路和方法。设计DTS专用高速数据采集卡,采用硬件实时累加平均技术,提取出被噪声淹没的相关信号,通过板载同步技术,设计了独特的并行同步信号采集累加技术,使采集和累加同步完成。原始信号经过最多32768次累加,可使信号信噪比提高180倍,实现了微弱信号增强采集。项目经推广应用,取得显著的经济社会效益,推广前景广阔。
[成果] 1700260163 安徽
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于煤矿开采技术领域,应用于矿山安全开采及相关工程领域。松散含水层失水压缩导致井筒非采动重复破裂是影响中国黄淮地区煤矿安全生产的重要问题,国内外学者针对减少松散层失水从而控制井筒破裂问题开展了大量研究工作,但前期研究成果在松散层取水减小而带来的工广用水替代水源以及优化利用方面上还颇有商榷之处。项目以淮北矿区恒源煤矿为例,在对工广一带水文与工程地质条件调查分析基础上,研究了井筒破坏机理,分析水头下降时井壁摩阻力的变化特征;从控制地面沉降角度出发,提出利用6煤安全开采而采取井下疏放的灰岩水作为工广生活非饮用水源,灰岩富水性好且水质较好,减小了矿井水再利用的处理费用。以上措施显著减少松散层的开采水量,同时也减少了矿井水直接排放带来的环境污染,为避免地面沉降引发井筒破裂提供了有益的借鉴。项目取得的主要成果与创新点如下:结合近10年的观测、试验和研究数据,总结出矿区松散含水层疏水导致地面非采动沉降的基本特点,得出了工广松散层底部含水层的过度开采是导致井筒非采动破裂的主要原因;运用弹性力学理论,结合矿井井筒松散层实际的地层结构,给出了井筒非采动破裂的临界水头降深值;根据减少松散含水层的开采量、控制第四系地层二次固结沉降量原理,提出了基于矿井水资源优化利用的井筒破裂综合防治技术,实现从根本上治理井筒的破裂问题;结合井下太灰水基本特征(水量、水质),提出疏放灰岩水单独排至地面蓄水池作为工业用水,并提出一种矿井水处理新系统,实现了矿井灰岩水的资源化利用。该项目将井下疏放的灰岩水变废为宝,减少了松散层取水,控制了地面沉降和井筒破裂。其研究成果形成的一套集“排”(灰岩水)、“减”(松散层水)、“治”(井筒重复破坏)和“用”(矿井水的优化利用)一体化综合防治技术在恒源煤矿得到了成功应用,永久性地确保了井筒的安全生产,研究成果可为类似水文地质与工程地质条件下矿井井筒非采动重复破裂问题的治理提供了技术参考。经安徽省科技厅组织的鉴定委员会认为,项目研究成果达到国内领先水平。该课题发表学术论文1篇,申请发明专利1项,授权实用新型专利3项。项目总投资603.7万元,但所取得的成果是一次投资,长期有效。每年可节约矿井水排污费80万元,地面水源井抽水水资源补偿费40万元,以及每年的井筒治理费用约50万元,还可减少井筒治理带来的停产状况,所产生的经济效益大。同时研究成果既解决了矿井灰岩水害带来的6煤层带压开采的安全问题,也解决了地面工广非饮用水源用水,从根本上解决了由于浅层地下水抽采所带来的井筒和工广变形以及破坏等问题,而且具有保护水源、改善区域生态环境,防止地表水体污染的良好环境效益,研究成果具有显著的经济效益和社会效益。项目成果同时在刘桥一矿进行应用,每年增收节支费用达到185万元。
[成果] 1700260169 安徽
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:煤矿地质异常带中的岩层破碎软弱,自稳能力极差,加之断层水的作用使得巷道破坏和失修屡屡出现,存在重大安全隐患,巷道返修率很高,耗资巨大,地质异常带富水软弱巷道围岩稳定控制成为煤矿安全生产的一大难题。近年来,由于淮南矿区开采深度不断增大,地应力、渗透压力、温度梯度的增高使得地质异常带中巷道支护更为困难,亟需研发适用于深部地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩的稳定控制技术。 顾桥矿F108异常地质构造带,组合断层最大落差140m,宽670m,顾北矿F104异常地质构造带,组合断层最大落差79.5m。该地质异常带中的岩体不仅破碎、软弱、富水,而且在巷道掘进过程中,打钻“喷孔”及“似泥石流”现象频现,巷道无法掘进和支护。特别是顾桥矿南翼-780m胶带机大巷和轨道大巷穿过的F108地质异常带,被国内采矿界称为巷道支护的“世界难题”。 该项目在淮南矿业集团科技攻关项目“顾桂井田异常地质构造带巷道安全掘进与加固技术研究”、“深部地质异常带极破碎软弱富水围岩巷道施工与支护技术研究-新型支护结构与信息化施工技术研究”的支持下,在系统研究异常地质构造带巷道围岩赋存条件、断层分布情况、裂隙水的分布情况的基础上,分析了地质异常断裂带内大断面巷道围岩矿压显现规律;揭示了围岩变形破裂发生机理与地面注浆法加固煤矿断层带机理,建立了流固耦合模型;研发了可提高锚固力的锚索、新型注浆锚索及巷道高压超前注浆设备等新产品、新设备;在攻克地面注浆、井下高压分步复合立体注浆、新型锚注一体化系列关键技术的基础上,形成了超前高压预注浆加固、高强预应力锚杆锚索为基础的锚架注主动强化、滞后分步注浆、底板锚注相结合的地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩控制成套技术。 该研究课题取得国家发明专利2项,实用新型专利4项;起草国家能源局行业标准1部;在国内外SCI、EI、中文核心等期刊发表论文8篇。 该项目成功解决了顾桥矿F108异常地质构造带及顾北矿F104异常地质构造带中巷道支护的难题,研究成果在淮南矿区多个矿井的深部地质异常带中的巷道进行了推广应用,形成了煤矿深部地质异常带极破碎软弱富水巷道围岩稳定控制技术体系,效果显著。近3年来,应用该项目技术成果累计为企业节省巷道支护和煤炭生产成本近7.3亿元。此外,“锚注一体化”注浆锚索、高压注浆等技术在水利水电、隧道工程等破碎软弱围岩加固、水害防治等工程中也具有应用价值。
[成果] 1700260190 安徽
TD2 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2016
成果简介:近年来,随着煤炭生产矿井浅部资源渐趋枯竭,为了确保矿井可持续发展,淮南矿区多数矿井迫切需要实施安全改扩建和深部水平延伸工程,在工业广场内新建立井井筒工程日益增多。上述新建井筒具有井筒深、直径大、地下水流受扰动、邻近既有井筒、穿越突出煤层多等特点。在冲积层段采用冻结法凿井、基岩段采用地面预注浆法封水施工时,面临冻结壁难以交圈、实施地面预注浆对邻近既有井筒的保护、瓦斯抽排孔对井筒围岩的扰动损伤等系列技术难题亟待解决。 国内外少有对类似工程的系列研究和报道,因设计与施工不当,易造成冻结壁难以交圈、邻近既有井筒破损等安全事故。因此,开展该项目研究对解决改扩建工程深立井设计与施工关键技术难题具有重要的理论意义和实用价值。 该项目针对上述技术难题,历时十年,采用理论分析、模型试验、数值模拟和工程实践相结合的方法,系统开展了人为扰动地下水流条件下温度场分布规律、邻近既有井筒条件下地面预注浆扩散规律、冻结井筒壁间注浆机理等研究,形成了改扩建工程深立井设计与施工关键技术,项目主要研究内容与科技创新如下: 深入研究了工业广场内水源井抽水和矿井排水等人为扰动地下水流条件对冻结温度场的影响,揭示了在该工况下温度场分布与冻结壁形成规律,创新了包括增大地下水水流梯度上方供冷量、延长积极冻结期、实时监控冻结壁形成等控制冻结技术。 针对邻近既有井筒的工程与水文地质条件,分析了地面预注浆压力、浆液扩散半径与岩石渗透系数和裂隙率的关系,揭示了浆液扩散与压力传递机理,提出了控压间歇式岩层分类注浆方式,形成了井筒地面预注浆控制系列技术。 研究揭示了淮南矿区多个冻结井筒在水文观测孔刚施工结束尚未送冷时,水文观测孔异常冒水机理,分析了水文观察孔水压与冻结壁发展的关系,提出了基于水文观察孔水压阈值的冻结壁交圈判断方法。 研究了深厚冲积层冻结井筒的冻结壁融化特性,分析了冻结壁融化过程中,内、外壁受力变化与壁间通道形成的关系,揭示了壁间注浆机理,提出了确定壁间注浆最佳时机的方法。 基于瓦斯钻孔区域煤岩层损伤模型,揭示了密集瓦斯抽排孔对井筒围岩的扰动损伤机理,研发了高强、低放热、阻燃的新型注浆材料,形成了受抽排瓦斯钻孔扰动围岩的注浆加固技术。 该项目获授权发明专利2项、实用新型专利5项,发表学术论文40多篇。 2006年以来,该项目研究成果先后在淮南矿区改扩建工程4座煤矿9个井筒得到成功应用与推广,实现了生产矿井改扩建工程的安全高效建成,近三年新增利润1.4912亿元,取得了显著的社会经济效益。 该项目研究成果可广泛推广应用于类似条件下矿井改扩建工程中,将产生更大的社会经济效益。
[成果] 1700260191 安徽
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:主要技术内容: 运用沉积学理论,从煤层顶底板微观及宏观沉积特征入手,研究主采煤层岩石旋回特征及岩体空间变化特征,通过沉积学分析及岩石力学试验对顶底板沉积环境进行定量解析,建立了基于三角洲沉积体系的沉积相序与顶底板岩石组合类型关系,获得了主采煤层不同类型顶底板岩石组合类型的空间分布规律。 在煤层顶底板沉积及地质构造特征研究的基础上,分析地质体的空间变化规律、构造形态特征,建立了研究区地质体的真三维地质模型,实现了煤层顶底板地质体三维空间分布的可视化。 在系统测试三角洲沉积相煤层顶底板岩石力学指标的基础上,分析研究区岩石力学性质的影响因素及三角洲沉积相与岩石力学性质关系,利用视电阻率曲线及自然伽玛曲线的幅值及其变化分析岩体岩石力学特征在纵向上的变化及沉积结构面识别特征,总结了三角洲沉积体系岩体沉积、构造结构面类型及特征。利用分法及等性构造块段指数法对矿井地质构造复杂性评价,获得了地质构造复杂程度与顶板岩体完整的空间关系。 建立了基于GIS的复杂地质条件煤层顶底板稳定性及老顶来压显现强度判别层次模糊评价体系及评价方法。采用GIS技术建立信息图层和空间属性数据库,编绘以评价指标为主题的各种地质专题图层,根据判断矩阵得出各层次因素的权重,利用多层次模糊综合评价方法进行GIS空间叠加拟合分析,获得了芦岭煤矿主采煤层顶底板稳定性及基本顶来压显现强度综合分区。 利用岩体数值模拟软件RFPA2D和FLAC3D建立矿区基于三角洲沉积体系的岩石组合类型分区的数值计算模型,分析获得分区巷道围岩变形、应力重分布及破裂发育规律,利用接触面法建立断层对巷道稳定性影响的分析模型,分析获得了断层对巷道变形量、破坏模式以及围岩应力重分布的影响规律,揭示了不同沉积组合类型分区以及断层影响下巷道围岩变形破坏机理,提出了适应矿井不同沉积组合分区及断层影响下巷道围岩稳定性控制机理及支护技术。 技术经济指标及应用推广效益: 芦岭煤矿根据研究成果,在2012年8月至2014年12月,Ⅱ884-1、Ⅱ827-1、Ⅱ929、Ⅱ9102、Ⅱ1015及Ⅱ1016等工作面顶板管理及支护选型等进行了应用,取得了较好的效果,避免了基本顶板切顶事故,减少了直接顶的冒落,改善了工作条件,特别是在-590m西大巷修复、Ⅱ88四阶及Ⅲ1022等工作面设计中,充分应用了研究成果,变被动为主动,针对不同类型围岩巷道设计不同支护方案。应用结果表明,各对应分类支护方案对不同类型围岩巷道适应性良好,大大缩短了底臌、冒顶灾害巷道维护时间和掘进工期,减少了巷道返修次数,有效解决了芦岭煤矿面临的灾害巷道支护难题,累计为煤矿节省开支7100万元,使巷道支护更加规范、安全、高效和经济,同时可以为其他地区相近条件巷道稳定性控制提供有益参考,具有良好的市场推广前景和经济效益。
[成果] 1500310644 安徽
TD3 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 矿山、冶金、建筑专用设备制造] 公布年份:2015
成果简介:该项目针对类土质煤层综采工作面工程地质条件,采用实验室实验、理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究方法,开展类土质煤层综采工作面围岩稳定性控制的理论基础、关键技术及装备和工业应用研究。项目主要成果及创新点是:首次提出类土质煤的概念,阐明类土质煤极弱胶结性是造成工作面片帮、漏顶等的主要原因,发明了深、浅孔联合注水固结强化类土质煤体的新方法;提出类土质煤工作面参数优化设计方法,研发了顶板预裂爆破技术,均化顶板来压步距、弱化来压强度,有效提高了工作面煤壁结构的稳定性;研制了适用于类土质煤工作面的新型液压支架,为实现工作面安全高效生产提供了可靠的技术保障。 项目研究成果在类土质煤层工作面安全高效开采理论和技术方面取得了突破性的创新成果,达到了国际领先水平,且在在淮南矿区和新庄孜矿66207工作面进行了成功应用,经济和社会效益显著,具有广泛的推广应用前景。
[成果] 1500310143 安徽
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2015
成果简介:该项目从不良地层的超前探测预报入手,研究了大断面隧道不良地质层段的超前探测技术。根据隧道施工对通风的要求,研究大断面高瓦斯隧道瓦斯抽排方案和参数,建立大断面隧道内瓦斯监控检测体系,提出一套大断面隧道瓦斯抽排工艺方法,消除了煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸的威胁。采用有限差分程序FLAC3D建立了隧道工程地质力学模型,分析了隧道穿越煤层和溶洞段围岩的受力和变性特征,提出煤层段溶洞处的支护参数优化方案与处治技术,有效地控制围岩的变形和潜在的突泥突水。同时,根据不同地层特征,制定监控量测方案,对围岩收敛变形、锚杆(索)内力、衬砌混凝土喷层内力等参数进行监测和分析,检验支护效果。该项目煤系与岩溶地层隧道的开挖方案,优化掏槽形、炮眼布置和装药结构等参数,提高炮孔利用率,有效地控制围岩的变形和潜在的突泥突水,提高煤系与岩溶地层中隧道施工速度,实现了煤系和岩溶地层隧道的安全快速施工
[成果] 1600070372 安徽
R57 应用技术 [医学研究与试验发展, 医院] 公布年份:2015
成果简介:所属科学技术领域:属应用基础研究,涉及分子生物学、医学病毒学、免疫学。主要内容:肝脏炎症为什么迁延反复,CXC趋化因子起关键作用。CXC趋化因子是一类结构功能相似、具有趋化吸引和活化作用的小分子蛋白。依其结构功能区第一个Cys前近N-端有无ELR(Glu-Leu-Arg)基序分为ELR+和ELR-两个亚家族,主要表达于中性粒细胞、巨噬细胞等,在淋巴和肝组织中高表达,诱导淋巴细胞向炎症部位迁移和归巢,在炎症部位聚集活化及阻止损伤修复起重要作用,但ELR+CXC和ELR-CXC及其受体差异表达如何趋化淋巴细胞、单核细胞等至特定炎症部位,如何参与慢乙肝病理进程尚不清楚。该研究筛选典型肝硬化患者,观察患者外周血和肝活检组织ELR+CXC(IL-8)、ELR-CXC(IP-10)及其受体CXCR3表达,探讨其病毒载量、转氨酶水平等的关系。以ELISA法检测患者血清IL-8、IP-10水平;定量PCR检测PBMC及肝活检组织中IL-8 mRNA、IP-10 mRNA含量,以lg cDNA/lg GAPDH代表其最终mRNA水平。SP免疫组化染色观察肝活检组织内IP-10及其受体CXCR3的表达,在激光共聚焦显微镜下,运用免疫荧光双套染色法标记的抗体进一步观察FITC标记CXCR3和Cy3标记IP-10在PBMC和肝组织中的表达与分布情况。结果显示肝硬化患者血清IL-8、IP-10水平及PBMC、肝活检组织IL-8 mRNA、IP-10 mRNA水平较对照组升高;血清IP-10水平、PBMC及肝组织IP-10 mRNA与HBV-DNA、转氨酶水平相关。SP免疫组化显示CXCR3主要表达于浸润的炎性细胞,主要分布于汇管区、纤维组织增生区及肝坏死区。IP-10主要表达于肝小叶窦状内皮细胞,主要聚集于坏死的肝细胞区,且IP-10在HBV-DNA(+)组及转氨酶升高组呈高表达。激光共聚焦结果显示IP-10和CXCR3在PBMC及肝活检组织浸润的炎性细胞均有表达,且二者具有共定位。PBMC涂片染色显示肝硬化患者CXCR3表达强度高于对照者,肝活检组织IP-10表达强度高于肝外伤者。研究特色:肝硬化患者外周血IL-8、IP-10含量及其PBMC肝活检组织IL-8、IP-10 mRNA水平升高,与血清HBV-DNA载量、ALT水平呈正相关。IP-10主要表达于肝窦内皮细胞,其趋化吸引单核巨噬细胞至病灶部位,是引起局部炎症和组织损伤重要病理因素。IL-8、IP-10表达水平与HBV复制水平及病情的严重程度密切相关,其过度表达可加重炎症损伤,促进肝硬化进程。肝细胞坏死区CXCR3、IP-10表达增强,高水平CXCR3、IP-10可介导炎性细胞局部浸润,加重局部肝组织炎症损伤。IL-8与IP-10可能存在动态平衡,通过促进血管新生和抑制血管新生相互拮抗的作用途径,参与肝硬化的慢性演变进程。应用推广情况:已在淮南新华医院、安徽理工大学附属医院、皖北煤电总医院等医院推广应用。
[成果] 1500310733 安徽
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目分析了三角洲沉积相煤层顶板岩石组合特征,建立了基于沉积相及旋回特征的离散数据地质体的真三维地质模型,实现了煤层顶底板地质体三维空间分布的可视化。系统测试了三角洲沉积相煤层顶板岩石力学指标,结合钻孔测井曲线,分析了岩石力学性质参数的空间分布规律和沉积结构面的识别特征。建立了基于GIS的复杂地质条件煤层顶板稳定性及矿压显现强度判别层次模糊评价体系及评价方法,得出了主采煤层顶板稳定性类型及矿压显现强度的区域空间分布。项目总体达到国内领先水平。
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