905-4006--复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治技术及装备.pdf

2015 年度国家科学技术进步奖推荐项目 公示材料 1 项目名称 复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治技术与装备 2 推荐单位 中国煤炭工业协会 3 项目简介 本项目属矿业工程研究领域。来源于国家科技支撑计划、国家自然科学基金 及企业研究课题，联合国内研究院、高校及多家企业等单位，针对最具典型性煤 矿的复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治关键技术与装备进行了近十年攻 关研究，研究煤自燃预警决策体系、隐蔽火源分析及CO 控制与防治等关键问题， 解决了复杂采空区下容易自燃煤层开采火灾防治的关键工艺、技术、装备与材料 问题，形成了理论保障、技术保障和装备保障等集成解决方案。 主要研究内容包括：（1）煤自燃阶段跃迁机理及不同煤种、粒径、氧气浓度、 水分含量等大量正交实验研究，揭示了煤自燃潜伏、储热、蒸发、活跃及乏氧阶 段临界点跃迁表征特征，首次提出了煤自燃“五阶段”分级预报决策体系，明确 了不同阶段对应的预防预报与应急处置措施。（2 ）研发的具有自主知识产权的“主 动防护式隔离阻燃层粘结性防灭火材料”，能保证复杂采空区与生产区域间隔离 阻燃层在采动垮落后的后续有效性，同时减少多源漏风量。（3 ）集成研究的适用 于复杂采空区下容易自燃煤层开采的风压自动调节技术及系统，能持续确保50Pa 调压范围，有效控制多源漏风及CO 对生产区域的危害，解决了以往调压实施采 用人为经验、调压不精确且不及时、效果不理想的关键难题。（4 ）研发的非间隔 性连续拖管注氮防火装备，设计拖管牵引方式将“滑动阻力转化为转动阻力”， 使拖动长度从约25m 提高到80m，确保注氮出口稳定保持在最佳位置，缩短了 采空区惰化时间。（5 ）开发的“煤自燃隐蔽（潜在）高温区域分析与圈定技术”， 能圈划采空区自燃“三带”并分析注氮、均压等防治效果，辅助分析与圈定隐蔽 高温区域，协助制订有针对性的防灭火措施。 系列研究成果为同类具有煤自燃危险矿井提供典型案例和科学方法。建立的 煤自燃“五阶段”分级预报决策体系和研发的非间隔性拖管注氮防灭火装备，具 有国际领先水平；研发的隔离阻燃层粘结性防灭火材料、风压自动调节技术、煤 自燃隐蔽高温区域分析与圈定技术具有国际先进水平。这些成果为不同类型矿井 煤自燃防治提供了解决方案，减少煤自燃事故发生次数及损失，提高了矿井安全 1 水平，已在全国十多个矿区中应用，也在非煤行业得到应用。研究成果具有显著 的技术效果、经济和社会效益，具有重要的适用性、创新性和先进性，对保证矿 井的安全正常生产接替、企业可持续发展具有重要现实意义和战略意义，对推动 我国煤自燃防治科技进步和提升煤炭企业自身科技水平具有重要的理论意义和 实用价值。 主要旁证材料： 1、核心学术期刊或国际会议发表相关学术论文36 篇，其中SCI 检索4 篇， EI 检索18 篇； 2、获国家发明专利5 项、实用新型专利4 项、软件著作权3 项，受理国家 发明专利4 项； 3、主要不同研究内容曾获2014 年、2003 年中国煤炭工业科学技术一等奖2 项，获2005 年教育部提名国家科学技术进步一等奖1 项，中国煤炭工业协会科 学技术二等奖3 项，国家能源科技进步奖二等奖1 项，中国职业安全健康协会科 学技术二等奖1 项。 4 主要完成单位 编 名称 创新推广贡献 号 开滦（集 （1）负责本项目技术创新3、4 、5 点的设计、现场应用及推广工作，获 1 团）有限责 得省部级奖二等奖2 项；（2 ）负责项目实施推广的组织协调等；（3 ）配 任公司 备科研人员10 余人、提供地面和井下试验、测试所需的资料与场地等。 （1）提供实验室场所、相关仪器设备；（2 ）配备相关的研究、实验和测 中国矿业 试人员；（3 ）提供各种资料、参考文献的查询服务；（4 ）进行该项目的 2 大学（北 理论、实验和现场研究；（5 ）负责本项目创新1、2 、3、4 、5 点的理论 京） 分析与设计工作。 （1）负责立项和研究方案的审定；（2 ）负责本项目技术创新1、3 点的