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千万吨矿井群资源协调开发技术(2012年国家科技进步二等奖)

来源: 作者: 发布时间:2016-10-27 字号:

一、立项背景和意义

煤炭是我国经济和社会发展的战略资源。21世纪初,随着煤炭需求急剧增加,产业集中度低、开发效率低、环境影响等重大问题已成为制约煤炭工业科学发展的瓶颈。神东矿区率先建成由8座现代化矿井组成的矿井群,初步形成集中化生产模式,但大规模高强度开采与资源回收率、安全生产和环境保护之间三大矛盾却更加突出。现代化矿井群是煤炭开发的巨大系统工程,实现资源与环境协调开发亟待解决三大技术难题:安全高效高回收率开采工艺与装备,环境损伤有效控制与修复和矿井群高效协调生产的关键技术,形成协调开发的支撑技术体系。

破解这三大技术难题,对提高矿井群协调开发水平,实现煤炭资源现代集群化开发,推进煤炭工业科技进步,提高煤炭行业核心竞争力、促进区域经济与社会协调发展有重大意义。

二、主要技术创新和支撑材料

1、首次自主研发并成功应用了超大工作面综采工艺与关键技术。揭示了超大工作面开采围岩变形及破坏规律;研发了超大工作面开采布局、围岩控制和开采工艺等关键技术;开发并成功应用高强度高端液压支架关键技术;首创超大采高开采工艺及重型工作面配套技术和偏薄中厚煤层大功率综采自动化工艺技术。

2、首次提出并开发了生态脆弱区矿井群生态环境协调控制与修复技术。研发了基于超大工作面的开采沉陷控制及减损技术;开发了适于矿井群水土资源保护的协调开采控制技术、生态脆弱区采煤沉陷治理技术;开发了生态修复剂及植物快速修复技术。

3、首次提出并开发了千万吨矿井群协调开发评价与资源配置关键技术。首次提出资源与环境协调开发系统模型和“协调度”测度,开发了面向矿井群开采设备资源和水资源节约利用的两项配置关键技术。

支撑材料:国家授权专利12项(含发明专利6项),实审发明专利7项,企业相关技术标准11项,国内外发表论文88篇(含三大检索19篇)等。

三、主要指标及第三方评价

查新与检索表明:综采工作面最大(长度400m、推进距离6800m和一次采全高7.0m),开采、安全、环保、矿区协调性等主要指标近五年处于国际领先;由5名院士及专家组成的成果鉴定委员会认为:“具有显著创新性,综合成果达到国际领先水平”。

四、应用推广及效益情况

该技术成功应用于神东矿区,形成以千万吨矿井为核心、15座矿井组成的矿井群,矿井平均年产1258万吨和总产能2亿吨(2011),是世界上最大矿井群和产能最大井工矿区。相比项目实施前(2002),资源回收率、植被覆盖率和水资源利用率分别提高17.7、10和26个百分点。近三年累计增加销售收入292亿元,新增利税191亿元,节约支出36.3亿元,安全指标持续保持国际先进。

该成果已在宁东、榆神等矿区推广并建成了千万吨煤矿群。其理念和成功实践已成行业共识和我国“大型现代化煤矿建设指导意见”的制定依据,并纳入我国“十二五”煤炭工业发展规划,2015年我国千万吨煤矿将达到60座。该技术将对推动我国煤炭开采技术跨越提升,保障国家煤炭安全供给、未来我国乃至全球煤炭资源科学开发具有重大引导作用。


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