国家科技进步奖答辩PPT

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1、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 国家科技进步奖答辩汇报一 、 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 国家科技进步奖答辩汇报 v 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 hm2。 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

2、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报 v “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 。 国家科技进步奖答辩汇报 （ 二 ） 解 决 相 关 问 题 的 总 体 思 路解 决

3、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 标存 在 问 题 传 统 办 法 实 际 效 果煤 矸 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 50%传 统 充 填 开 采 没 有 实 现 规

4、模 化 推 广 应 用 国家科技进步奖答辩汇报 （ 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 国家科技进步奖答辩汇报二 、 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 国家科技进步奖答辩汇报 （ 一 ） 矸 石 充 填 开 采 岩 层 控 制 理 论v 项 目 研 究 的 难 点 之 一 建 立 矸 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

5、 对 不 移 动 充 入 与 开 采 等 量 的 矸 石控 制 移 动 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 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 国家科技进步奖答辩汇报充 填 开 采 顶 板 下 沉 等 价 采 高 顶 板 下 沉充 填 开 采 v 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v 矸 石 充 填

6、开 采 岩 层 移 动 控 制 稳 定 性 判 据 m axzH HH max建 筑 物 变 形 能 承 受 的 最 大 允 许 采 高 。等 价 采 高 国家科技进步奖答辩汇报 v 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 国家科技进步奖答辩汇报 v 矸 石 充 填 开 采 支 架 工 作 载 荷 计 算 公 式0.2 0.3zp ppz充 填 开 采 支 架 载 荷 ； p全 高 开 采 支 架 载 荷 。相 似 材 料 模 拟 系

7、统（ 一 ） 矸 石 充 填 开 采 岩 层 控 制 理 论 国家科技进步奖答辩汇报 v 矸 石 充 填 开 采 等 价 采 高 H z的 理 论 计 算 公 式m ax( )( )z z zH h k k H h H H 实 际 采 高 ； hz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 。k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 国家科技进步奖答辩汇报 （ 二 ） 矸 石 充 填

8、 开 采 技 术 开 发 及 应 用技 术 障 碍 传 统 办 法开 采 工 作 面 不 断 移 动采 空 区 顶 板 随 采 随 垮开 采 面 与 采 空 区 隔 离 水 砂 充 填 水 流 为 动 力风 力 充 填 风 流 为 动 力膏 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 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v 项 目 研 究 的 难 点 之 二 矸 石 充 入 采 空 区 的 空 间

9、、 通 道 与 动 力 国家科技进步奖答辩汇报 （ 二 ） 矸 石 充 填 开 采 技 术 开 发 及 应 用v 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 国家科技进步奖答辩汇报 v 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 国家科技进步奖答辩汇报 v 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

10、矸 石 充 填 压 实 系 统 工 作 原 理 国家科技进步奖答辩汇报 v 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 国家科技进步奖答辩汇报普 采 与 充 填 支 护 系 统 （ 二 ） 矸 石 充 填 开 采 技 术 开 发 及 应 用v 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 国家科技进步奖答辩汇报 v应

11、用 效 果 实 例 一比 较 项 目 全 高 开 采 预 计采 高 2.1m 综 采 充 填 预 计等 价 采 高 0.6m 综 采 充 填 实 测 最 大 下 沉 量 /mm 1580 420 380 最 大 水 平 变 形 /mm/m 3.2 0.8 0.5 建 筑 物 破 坏 等 级 新 汶 翟 镇 矿 村 镇 下 综 采 充 填 地 表 移 动 预 计 与 实 测l 平 均 采 深 500ml 实 际 采 高 2.1m l 等 价 采 高 0.7ml 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

12、图 全 高 开 采 预 计采 高 综 采 充 填 预 计等 价 采 高 综 采 充 填 实 测 国家科技进步奖答辩汇报 v应 用 效 果 实 例 二比 较 项 目 全 高 开 采 预 计采 高 1.8m 普 采 充 填 预 计等 价 采 高 0.4m 普 采 充 填 实 测 最 大 下 沉 量 /mm 1365 280 257 最 大 水 平 变 形 /mm/m 3.0 0.6 0.3 建 筑 物 破 坏 等 级 （ 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

13、 动 预 计 与 实 测 l平 均 采 深 450ml 采 高 1.8ml 等 价 采 高 0.4m l 工 作 面 采 出 率 85%全 高 开 采 预 计采 高 普 采 充 填 预 计等 价 采 高 普 采 充 填 实 测 国家科技进步奖答辩汇报 v应 用 效 果 实 例 三比 较 项 目 全 高 巷 采 预 计采 高 4.5m 巷 采 充 填 预 计等 价 采 高 0.6m 巷 采 充 填 实 测 最 大 下 沉 量 /mm 1660 320 65 最 大 水 平 变 形 /mm/m 2.5 0.5 0.1 建 筑 物 破 坏 等 级 （ 二 ） 矸 石 充 填 开 采 技 术 开 发

14、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l 平 均 采 深 420ml 采 高 4.5m l 等 价 采 高 0.6m巷 采 充 填 预 计等 价 采 高 巷 采 充 填 实 测全 高 巷 采 预 计采 高 3 53 0 国家科技进步奖答辩汇报 （ 三 ） 井 下 煤 矸 分 离 技 术 开 发 及 应 用v 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 国家科技进步奖答辩汇报 （ 四 ）

15、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， ZL20042011

16、6205.8， 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 ： “

17、矸 石 充 填 采 煤 中 的 矿 压 显 现 规 律 分 析 ” 。 国家科技进步奖答辩汇报 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

18、 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 ” 。 国家科技进步奖答辩汇报三 、 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 国家科技进步奖答辩汇报 v 本 项 技 术 已 经 达 到 的 指 标技 术名 称 适 用 性 工 作 面生 产 能力 (t/d) 采 出 率(%) 地

19、表 移动 控 制 创 新 性综 采 充填 技 术 适 用 于 开 采 地 质条 件 较 好 ， 产 量要 求 高 的 矿 井 工作 面 。 3000 85 三 种 充 填开 采 方 式都 能 将 地表 变 形 控制 在 建 筑物 允 许 变形 值 范 围 内 三 项 技 术 都 属 国 内外 首 创发 明 专 利 ：200610097593.3ZL200510039249.4200610068527.3200610097687.0200710022602.7200410096583.9普 采 充填 技 术 适 用 于 开 采 地 质条 件 较 复 杂 ， 并有 一 定 产 量 要 求的 矿 井

20、 工 作 面 。 1000 85巷 采 充填 技 术 适 用 于 残 采 块 段和 断 层 等 边 角 煤柱 。 300 （ 一 ） 指 标 的 先 进 性 国家科技进步奖答辩汇报 v 与 其 他 “ 三 下 ” 开 采 方 式 的 比较 （ 一 ） 指 标 的 先 进 性比 较 项 目 采 出 率 (%) 吨 煤 成 本 综 合 效 益矸 石 充 填 开 采 85 比 迁 村 开 采 吨煤 低 2030元比 条 带 开 采 吨煤 高 2030元 一 吨 矸 石 置 换一 吨 煤保 护 土 地 、 环境 和 资 源迁 村 开 采 85条 带 开 采(房 柱 开 采 ) 50传 统 充 填 采

21、煤 如 水 砂 充 填 、 膏 体 充 填 等 ， 由 于 充 填 工 艺 复杂 ， 充 填 专 用 材 料 成 本 高 和 控 制 效 果 等 原 因 ，这 些 技 术 都 没 有 实 现 规 模 化 推 广 应 用 。 国家科技进步奖答辩汇报 v 井 下 煤 矸 分 选 技 术（ 一 ） 指 标 的 先 进 性比 较 项 目 成 果 及 指 标 与 国 内 外 比 较井 下 煤 矸分 选 系 统 研 制 了 MGF-350型 井 下 煤 矸 分 选 机 ;煤 矸 处 理 能 力 350t/h；煤 矸 分 离 效 率 70%左右 。 国 内 外 现 有 煤 矸分 选 设 备 因 尺 寸 、工

22、 艺 和 安 全 要 求 等因 素 限 制 ， 很 难 适用 于 井 下 。 国家科技进步奖答辩汇报 授 权 与 受 理 专 利 名 称 专 利 类 别 授 权 或 受 理 号利 用 矸 石 置 换 村 庄 下 压 煤 的 开 采 方 法 发 明 专 利 200610097593.3破 碎 岩 体 多 相 耦 合 蠕 变 试 验 方 法 及 其 装 置 发 明 专 利 ZL200510039249.4矸 石 充 填 无 煤 柱 开 采 工 作 面 采 空 区 的 方 法 发 明 专 利 200610068527.3建 筑 物 下 矸 石 置 换 条 带 煤 柱 的 开 采 方 法 发 明 专

23、利 200610097687.0矿 井 煤 矸 分 离 方 法 及 装 备 发 明 专 利 200710022602.7煤 矿 井 下 矸 石 处 理 方 法 发 明 专 利 200410096583.9充 填 矸 石 液 压 支 架 实 用 新 型 专 利 ZL200520083542.6煤 矿 井 下 高 速 矸 石 充 填 皮 带 机 实 用 新 型 专 利 ZL200720018924.X井 下 巷 道 矸 石 充 填 综 合 输 送 机 实 用 新 型 专 利 ZL200420116205.8煤 矿 井 下 双 向 悬 梁 式 推 车 机 实 用 新 型 专 利 ZL20072001

24、8798.8 破 碎 岩 体 多 相 耦 合 蠕 变 试 验 装 置 实 用 新 型 专 利 ZL200520071472.2采 场 充 填 用 防 堵 塞 搅 拌 槽 实 用 新 型 专 利 ZL200720003335.4充 填 用 胶 带 输 送 机 实 用 新 型 专 利 ZL200620086347.3 （ 二 ） 授 权 与 受 理 专 利 国家科技进步奖答辩汇报 （ 三 ） 获 省 部 级 奖 励p “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 ；p “ 煤 矿 井 下 矸 石 充 填技 术

25、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 。 国家科技进步奖答辩汇报四 、 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 国家科技进步奖答辩汇报 （ 一 ） 应 用 和 经 济 社 会 效 益v 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 。v 推 广 应 用 前 景 我 国 仅 “ 三 下 ” 压 煤 就 超 过 137亿 吨 ， 每 年 产矸

26、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 。v 取 得 的 经 济 效 益近 三 年 来 ， 共 取 得 直 接 经 济 效 益 94497.05万 元 。 国家科技进步奖答辩汇报 （ 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 。 国家科技进步奖答辩汇报谢谢大家！