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西安科技大學(xué)自 1998 年開始對(duì)我國(guó)煤與瓦斯共采基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究，成果獲陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)，出版專著 2 部，發(fā)表論文 40 余篇（其中 SCI 、 EI 收錄 12 篇， ISTP 收錄 5 篇），獲專利 5 項(xiàng)。研究成果已在山西省天池煤礦等多個(gè)高瓦斯礦井進(jìn)行了煤與瓦斯共采技術(shù)驗(yàn)證，有效指導(dǎo)了煤礦現(xiàn)場(chǎng)的瓦斯抽采工作，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全生產(chǎn)，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:如何快速、有效的提高煤層透氣性，并長(zhǎng)時(shí)間的保持增透技術(shù)產(chǎn)生的大量裂隙，進(jìn)而有效的、長(zhǎng)時(shí)間的提高和保持煤層的高透氣性，是目前煤層氣開采領(lǐng)域的主要研究方向之一。實(shí)踐已經(jīng)證明，兩淮礦區(qū)利用地面鉆井的方法預(yù)抽未采動(dòng)煤層瓦斯的嘗試均未達(dá)到預(yù)期效果。因此，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在兩淮礦區(qū)直接從地面開采未采動(dòng)煤層瓦斯難以實(shí)施。

如何快速、有效的提高煤層透氣性，并長(zhǎng)時(shí)間的保持增透技術(shù)產(chǎn) 生的大量裂隙，進(jìn)而有效的、長(zhǎng)時(shí)間的提高和保持煤層的高透氣性， 是目前煤層氣開采領(lǐng)域的主要研究方向之一。實(shí)踐已經(jīng)證明，兩淮礦區(qū)利用地面鉆井的方法預(yù)抽未采動(dòng)煤層瓦斯的嘗試均未達(dá)到預(yù)期效 果。因此，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在兩淮礦區(qū)直接從地面開采未采動(dòng)煤 層瓦斯難以實(shí)施。

本項(xiàng)目揭示了采動(dòng)影響區(qū)內(nèi)頂板巖層裂隙 的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律和采空區(qū)側(cè)“豎向裂隙發(fā)育區(qū)” 的形成規(guī)律；研制了新型充填材料；創(chuàng)新了無 煤柱快速沿空留巷、Y型通風(fēng)、留巷鉆孔抽采 卸壓瓦斯等關(guān)鍵技術(shù)，解決了煤與瓦斯共采的 關(guān)鍵技術(shù)難題。

無人工作面煤與瓦斯共采技術(shù)是以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)多年研究形成的薄煤層無人工作面和煤與瓦斯共采技術(shù)理論為基礎(chǔ)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)高瓦斯近距離煤層群條件下薄煤層保護(hù)層開采，建立起來的難采薄煤層保護(hù)層的安全高效開采技術(shù)。該技術(shù)在安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的保護(hù)下，通過遠(yuǎn)程控制關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備并監(jiān)測(cè)其工況，集成利用目前最新的采煤機(jī)自主定位與自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)、煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、液壓支架電液控制技術(shù)、刮板輸送機(jī)自動(dòng)推移技術(shù)、工作面自動(dòng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)、井下高速雙向通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)集中控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)割煤、移架、移刮板輸送機(jī)等生產(chǎn)流程，使工作面達(dá)到少人甚至無人的目的；并通過本煤層、頂板裂隙帶、采空區(qū)及被保護(hù)煤層瓦斯抽采體系，有效解決卸壓煤層群高瓦斯涌出對(duì)保護(hù)層無人工作面構(gòu)成的威脅。該技術(shù)在充分開采利用難采薄煤層煤炭和瓦斯資源的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)對(duì)高瓦斯煤層群的卸壓防突。 此技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多重目標(biāo)： （1）充分開采利用薄煤層煤炭及瓦斯資源；（2）實(shí)現(xiàn)難采薄煤層開采工作面生產(chǎn)過程自動(dòng)化、采煤工藝智能化、工作面管理信息化以及操作的無人化；（3）實(shí)現(xiàn)高瓦斯近距離煤層群的卸壓防突；（4）有效控制保護(hù)層無人工作面瓦斯涌出量。 因此可以有效解決難采薄煤層開采勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化程度低、安全系數(shù)低、工作效率低和煤層群高瓦斯涌出的難題，實(shí)現(xiàn)科學(xué)采礦及煤炭資源綠色開采的理念。 薄煤層無人工作面煤與瓦斯共采技術(shù)來源于國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目，該項(xiàng)目研究成果總體理論與技術(shù)水平將達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

深部煤層地應(yīng)力增大、瓦斯升級(jí)、地壓、地溫問題日趨突出，深部礦井瓦斯治理問題已經(jīng)成為制約煤礦安全高效生產(chǎn)的世界性難題。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1 ）深部井 巷揭穿 煤層井 巷 圍 巖應(yīng) 力 分布特征 及 強(qiáng) 化 增透卸 壓 效應(yīng)研究：揭示了深孔預(yù)裂爆破應(yīng)力波在煤層內(nèi)的傳播、應(yīng)力疊加、衰減等傳播過程及爆破產(chǎn)生的裂隙圈形成、發(fā)展和裂隙圈的擴(kuò)展范圍，探索煤層深孔控制爆破強(qiáng)化增透卸壓效應(yīng)。（2 ）新 型強(qiáng) 化 增透 爆破器材 、 工 藝和 成 套設(shè) 備研制：研制出了提高煤層透氣性的專用深孔 I 型和 II 型爆破藥管及成套設(shè)備，創(chuàng)造性的提出了一套適用于各類突出煤層的爆破孔設(shè)計(jì)與布置，控制孔的設(shè)計(jì)與布置，裝藥、封孔、爆破等技術(shù)規(guī)范與工藝。（3 ） 松 軟 煤 體加 固 技術(shù)：成功的研究出了金屬骨架注漿加固松軟煤體的方法和工藝，在井巷揭煤巷道輪廓線外圈筑起鋼管、混凝土和松軟煤體“三體合一”的保護(hù)圈。（4 ）深井井 巷 安全高效 揭 煤成 套 關(guān)鍵技術(shù)：成功的研究出了微震監(jiān)測(cè)、松軟煤層“爆破強(qiáng)化增透”、“松動(dòng)卸壓煤體加固”、鉆孔“截流抽采”、“先抽后揭”安全高效揭煤成套關(guān)鍵技術(shù)。

針對(duì)留巷困難、鉆孔易破壞、瓦斯 抽采效果差等技術(shù)難題，提出深井煤層 群首采工作面外錯(cuò)高抽巷Y型通風(fēng)方法， 有效解決高地壓礦井長(zhǎng)距離留巷維護(hù)困 難的問題；提出讓壓型單層套管護(hù)孔結(jié) 構(gòu)、施工工藝和布置方法，實(shí)現(xiàn)外錯(cuò)高 抽巷內(nèi)抽采鉆孔高效穩(wěn)定抽采采動(dòng)卸壓 瓦斯；建立一面三巷、一巷多用、聯(lián)合 治理、無煤柱開采的瓦斯治理新模式， 實(shí)現(xiàn)了深井低透氣性高瓦斯煤層群的煤 與瓦斯安全高效共采。

在優(yōu)化卸壓開采抽采瓦斯技 術(shù)基礎(chǔ)上，確定卸壓巷道高位抽 放的合理方式和布置參數(shù)，實(shí)現(xiàn) 采動(dòng)裂隙帶瓦斯高效抽采，有效 解決高瓦斯綜放工作面高產(chǎn)高效 安全生產(chǎn)；根據(jù)首采區(qū)生產(chǎn)時(shí)瓦 斯涌出情況，研究并建立一種適 應(yīng)范圍廣、預(yù)測(cè)結(jié)果可靠的礦井 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)新方法。

原理：以蜜蜂為活體生物轉(zhuǎn)化器，利用體內(nèi)酶系進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，將果汁轉(zhuǎn)化為果蜜創(chuàng)新點(diǎn)：世界上首次提出“以飼代采”生物釀蜜概念，以大宗水果為原料，經(jīng)前處理，飼喂蜜蜂，實(shí)現(xiàn)定場(chǎng)養(yǎng)蜂，實(shí)現(xiàn)蜂蜜工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用案例：2023年，在沈陽建立200群的生物釀蜜示范基地，輻射東北地區(qū)成果獲獎(jiǎng)：第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外科技活動(dòng)大賽，三等獎(jiǎng)成果評(píng)價(jià)：完全顛覆國(guó)內(nèi)外幾千年的蜂蜜生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)0→1的突破，為蜂蜜生產(chǎn)打開一扇全新的大門，規(guī)避了傳統(tǒng)蜂蜜生產(chǎn)的限制因素以及不利因素，實(shí)現(xiàn)蜂蜜生產(chǎn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、智能化，蜂蜜生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)提高3-4倍，解決了水果滯銷、儲(chǔ)運(yùn)損失的問題。

針對(duì)深厚表土層高瓦斯、低透氣性、高地應(yīng)力煤層群開采條件下，地面鉆井抽采卸壓瓦斯的關(guān)鍵技術(shù)難題，系統(tǒng)研究了采動(dòng)區(qū)鉆井防斷機(jī)理與控制技術(shù)、地面抽采瓦斯鉆井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論計(jì)算以及采動(dòng)區(qū)地面鉆井施工關(guān)鍵技術(shù)及工藝，創(chuàng)立了深厚表土層高地應(yīng)力煤層群開采條件下地面鉆井抽采卸壓瓦斯技術(shù)體系。（1）構(gòu)建采動(dòng)巖層地面鉆井剪切滑移變形破壞模型，探索關(guān)鍵層對(duì)鉆井套管剪切變形的影響效應(yīng)，尋找受采動(dòng)影響不同層位巖層運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致鉆井承受最大剪應(yīng)力的位置，研究保障地面鉆井抽采卸壓瓦斯穩(wěn)產(chǎn)的鉆井防斷理論與控制技術(shù)。（2）破解井身貫穿不同巖層，軟硬巖層交接面滑移不均勻而井身剪切破斷等關(guān)鍵技術(shù)難題，研究獲得了地面鉆井井壁及其套管和篩管受彎曲、拉伸、壓縮、剪切作用下的破斷機(jī)理。（3）針對(duì)地面鉆井井壁及其套管和篩管受覆巖運(yùn)動(dòng)作用的結(jié)構(gòu)特征，探索減少地面鉆井受采動(dòng)破壞而斷裂的防護(hù)對(duì)策，設(shè)計(jì)多種鉆面鉆井井型結(jié)構(gòu)，解決地面成井、護(hù)井和固井關(guān)鍵技術(shù)難題和施工工藝，建立地面鉆井抽采卸壓瓦斯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的技術(shù)保障體系。（4）建立煤礦生產(chǎn)接替與地面鉆井滾動(dòng)部署間的優(yōu)化匹配模式，保障井下采煤工作面開采與地面鉆井連續(xù)抽采卸壓瓦斯的協(xié)同、安全高效生產(chǎn)。