2017年度国家科学技术进步奖推荐项目公示材料.PDFVIP

2017 年度国家科学技术进步奖推荐项目 公示材料 一、项目名称 煤与瓦斯突出区域防控理论及新技术 二、推荐单位意见 我国是世界上煤与瓦斯突出重大灾害最严重的国家之一。针对煤与瓦斯突 出的区域防控理论不完善、区域突出危险性预测预警手段缺乏、预抽煤层瓦斯 的区域防控效率低等难题，中煤科工集团重庆研究院有限公司、重庆大学、重 庆松藻煤电有限责任公司、中国平煤神马能源化工集团有限责任公司等单位产、 学、研联合攻关，研究开发了 “煤与瓦斯突出区域防控理论及新技术”，取得以 下创新性成果：1、确定了矿井煤与瓦斯突出的力学作用机理，建立了突出危险 性预测预警、措施有效性评判指标及准则；2、发明了煤层瓦斯含量井下直接快 速测定技术及装备，实现了120m孔深区域煤层瓦斯含量快速测定，误差小于7%； 3、提出了软煤微缝网循环延展塑性固化的软煤水力压裂机理，研发了中低压水 力压裂工艺和装备，实现了单孔80～100m 区域的卸压与增渗，瓦斯抽采效果大 幅度提高；4、发明了全过程监测、多元信息融合的突出预警方法，构建了信息 自动采集和模块化预警系统，预警准确率达到85%以上。 该项成果为我国防突技术体系由局部防控为主向区域防控为主的转变奠定 了基础，支撑了相关法规的制修订，在全国各煤炭主产区推广应用，为煤矿瓦 斯事故大幅下降做出了重大贡献。 该项成果获省部级一等奖5 项、国家专利优秀奖1 项；授权发明专利27 项、 软件著作权12 项；专著1 部、SCI 及EI 检索论文21 篇。 推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。 1 三、项目简介 瓦斯是煤矿第一杀手，煤与瓦斯突出（以下简称突出）和瓦斯爆炸是瓦斯 事故的两种主要形式，其中我国突出事故死亡人数约占煤矿瓦斯事故的35-45% 。 发达国家通常暂缓开发突出矿井。随着开采深度和开采强度的增加，我国突出 矿井数近十年增加了5 倍，达1218 对，防治突出是难以绕越的坎。突出的区域 防控是指在采掘前对待采煤层区域通过危险性预测、消除危险性工程措施等手 段，避免采掘生产直接面对突出事故的威胁，已广泛应用的开采卸压保护层、 先抽瓦斯后采煤等措施是区域防控的主要途径。但 60% 以上突出煤层不具备开 采卸压保护层条件或应用以上技术成本很高，为此必须研发新的区域防控技术。 该项目在6 个国家项目支持下，历经10 年，从研究突出机理出发，建立了 突出力学模型，形成了用于区域突出危险性预测、卸压增渗提高抽采瓦斯效果、 突出危险性监测预警等区域防控新技术，取得如下重大创新成果： 1、针对突出机理不清、预测预警指标及判识准则缺乏理论指导的难题，提 出了煤与瓦斯突出的力学作用机制，建立了诱发突出的定量化能量分析方法， 确定了诱发突出的主因及突出危险性判识准则，实现了突出机理由定性向定量 化的突破，有效指导了区域防控技术的研发。 2 、针对预测区域突出危险性核心指标瓦斯含量“测不准、测不深、测不快” 的难题，发明了煤层瓦斯含量井下直接快速测定技术及装备，实现了120m 孔深 大范围区域煤层瓦斯含量测定，测定时间8h，误差7%，达到国际领先水平。 3、针对水力压裂不适用于软煤的普遍认识以及软煤缺乏有效卸压增渗技术 手段的难题，突破水力压裂脆性致裂的局限，提出了软煤微缝网循环延展塑性 固化的致裂机理，并研发了中低压水力压裂工艺和装备，实现了单孔 80~100m 区域卸压与增渗，透气性系数提高10~26 倍，瓦斯抽采效果平均提高3 倍以上， 达到国际先进水平。 4 、针对引发突出因素众多、控制环节复杂，单一手段难以准确、及时、全 面发现隐患的难题，发明了全过程监测的突出预警方法，创建了多元信息融合 的预警指标体系和逐级判识模型，研发了信息自动采集硬件和模块化预警系统， 实现了隐患在线监测、智能判识和应急联动控制，预警总准确率 85% 以上，达 到国际领先水平。 成果获省部级一等奖 5 项、国家专利优秀奖 1 项；制定国家标准 1 项、行 业强制性标准 3 项；授权发明专利 27 项、软件著作权 12 项；专著 1 部、SCI 及EI 检索论文21 篇；注册商标2 项，重庆市名优产品1 项。 成果为我国向区域“四位一体”为主的防突技术体系重大转变奠定了基础， 有效支撑了《煤矿安全规程》（2016 ）、《防治煤与瓦斯突出规