度河南煤矿安全生产科技发展计划.docx

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度河南煤矿安全生产科技发展计划

2012年度河南煤矿安全生产科技发展计划

河南煤矿安全监察局

二〇一二年四月

2012年度河南煤矿安全生产科技发展计划编制说明

一、编制原则

1.符合国家及省科技研究开发政策；

2.与煤矿安全生产紧密相关；

3.以突出研究开发煤矿瓦斯治理、水害防治、冲击地压防治、采空区冒顶与地表塌陷灾害防治、通风系统优化、安全生产管理技术和信息化应用软件等煤矿安全生产技术装备、生产工艺等为重点方向；

4.承担单位能够筹集研究项目所需的经费；

5.执行期一般不超过3年的研究项目。

二、项目基本情况

列入2012年度河南煤矿安全生产科技发展计划的项目为107项

1.以推荐单位划分：

中国平煤神马集团、河南煤业化工集团、郑煤集团、义煤集团、河南理工大学、国投煤炭有限公司河南分公司、安阳大众煤业等10家推荐单位作了项目推荐

2.按申报单位划分：

煤炭企业87项，高校及科研单位19项，其他单位1项。

2012年度煤矿安全生产科技发展计划项目汇总表

主管单位（盖章）：

河南煤矿安全监察局

序号

项目名称

编号

主要研究内容及目标

起止时间

主要完成单位

主要协作单位

1.1

中国平煤神马集团煤与瓦斯共采模式及关键技术研究

H12-001

主要研究内容：

1.深部采动破断煤岩体中瓦斯运移与富集机理及规律研究；2.采动过程中破断煤岩体的结构特征及联通性规律研究；深部高强开采条件下采动煤岩体块度分布、裂隙网络特征及尺度律研究；3.深部高强开采条件下采动裂隙场时空演化规律；深部高强开采条件下破断煤岩体采动裂隙场的分形网络模型；4.单一低透煤层增透机制和有效抽采技术原理研究与应用；5.单一高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采时空演化规律及整体卸压增透的理论判据；平煤股份东部矿井单一无保护层可采的己组煤层增透机制及抽采原理研究。

主要预期目标：

1.揭示深部开采下破断煤岩体的结构特征及联通性规律；2.建立深部裂隙煤岩体瓦斯吸附、解吸及物质流动理论；3.提出深部开采条件下煤与瓦斯工程的时空协同理论模型及评价方法。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

四川大学中国矿业大学

重庆大学

2.2

平顶山矿区地面钻孔抽采瓦斯技术研究

H12-002

主要研究内容:

1.开采煤层储层参数试验研究；2.地面钻孔注水压裂技术试验研究；3.地面瓦斯抽采井钻井的试验和研究；4.采前抽采、采中抽采、采后抽采工艺研究；5.不同抽采的阶段、位置、相应的井身结构和抽采工艺试验和研究。

主要预期目标:

1.提出不同钻孔瓦斯抽采效果、参数；2.地面抽采瓦斯浓度70%以上，1000m3以上。

2010.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

河南省煤层气公司

3.3

极薄半煤岩保护层综合开采技术研究与实施

H12-003

主要研究内容:

1.针对极薄半煤岩保护层，进行综合机械化开采设备配套研究；2.极薄半煤岩保护层综合机械化开采工艺研究。

主要预期目标:

1.试验期内工作面月推进度在45m以上,正规循环率达到80%以上；2.设备完好率达到90%以上；3.工作面实现安全生产。

2011.10～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

4.4

复杂开采条件下突出危险性区域评价及综合防治技术研究

H12-004

主要研究内容：

1.十三矿瓦斯突出的主控地质因素；2.建立突出综合评价模型；3.划分突出危险区和突出等级；4.制定针对性综合治理技术措施。

主要预期目标：

1.提交十三矿复杂地质区域划分报告；2.形成一套适合平煤股份十三矿复杂开采条件下突出危险性区域评价标准；3.经过评价的突出采掘工作面杜绝煤与瓦斯突出事故。

2011.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

河南理工大学

5.5

八矿热害区域治理及地热水综合利用的研究与实施

H12-005

主要研究内容:

1.岩溶热储水文地质参数和单位降深涌水量q的计算；2.矿区地热水可开采量评价以及八矿西大巷疏水降压方案的研究；3.疏水降压孔的平面和垂向布局及单孔疏水量的确定；4.合理的地热水输送、分流和储存方案设计以及地热水综合利用方案的确定5.巷道及工作面局部地段高温环境的降温方案设计；八矿其它巷道或其它矿井疏水降压、热害治理和地热水资源综合利用的研究。

主要预期目标:

1.选择位置合理及出水效果好的深水作为供水水源；2设计地热水输送、分流、储存方案和地热水综合利用方案；3.连接所有疏水孔，使得地热水在井巷排输过程中热能不散失不影响风流温度；4.合理的安排井巷到地面的排输水方案；5.按照排输水方案进行施工，达到热水排输至地面的要求；充分利用地热水资源。

2011.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

河南理工大学

6.6

大型固定设备电气控制远程故障诊断系统研究与应用

H12-006

主要研究内容:

1.以提升机、主皮带输送机电控设备为对象，研究基于数字化电气故障诊断技术的大型固定机电设备远程故障诊断系统组成体系和组网技术；2.研究包括PLC、直流驱动器、变频器等关键智能部件在内的电控设备远程故障诊断信息提取技术以及设备故障诊断专家智能决策系统；3.研究具有通用意义的故障诊断交换传输数据标准；4.结合集团网络实际研究VPN技术在远程诊断系统中的应用。

主要预期目标:

1.开发出一套大型固定设备电气控制远程故障诊断综合平台；2.设计开发出一套对提升绞车电控系统常见故障实现远程诊断的远程故障诊断系统；3.设计开发出一套对皮带运输机电控系统常见故障实现远程诊断的远程故障诊断系统。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

上海创力普昱自动化工程有限公司

7.7

固相颗粒封堵煤岩裂隙提高瓦斯抽采率技术

H12-007

主要研究内容：

1.研究钻孔和钻场区域裂隙场的演化特性，并着重分析漏气裂隙场分布形状及发展趋势。

2.构建颗粒封堵钻孔周边煤（岩）裂隙试验平台，研究颗粒流在裂隙中的运移、沉积及封堵特性。

3.研制能适应钻孔周边复杂裂隙环境的固相颗粒气力输送设备，并优化其定型参数关键部位参数。

4.研究多种粉料组成的固相颗粒的配比及粒径分布。

5.研究提高钻孔瓦斯抽采效果的颗粒封堵钻孔周边煤（岩）裂隙工艺，确定其最佳工艺参数，并进行工业性试验，考察瓦斯抽采效果。

主要预期目标：

1.主要成果形式为新技术应用、新工艺规范；

2.形成平顶山矿区松软低透煤层固相颗粒封堵煤岩裂隙提高瓦斯抽采率新技术企业标准；

3.试验孔数，八矿500个本煤层钻孔，十矿500个穿层钻孔。

4.煤层瓦斯抽采量提高15～30%，煤层瓦斯含量降低至8m3/t以下的抽采时间缩短15～45d。

5.抽采浓度提高到15～40％。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

8.8

小构造精细探查技术研究

H12-008

主要研究内容:

1.针对平煤矿井实际，进行巷道锤击、放炮观测系统研究。

研制接收检波器和激发方式进行现场实测与优化，形成便捷高效的矿井巷道震波观测系统;2.针对观测系统进行矿井构造地震探测处理技术研究，实测并研究平煤矿井巷道的震波干扰因素，研究构造等地质异常反射波信号特征、提取、偏移成像方法技术，为准确地判断异常位置提供处理算法与解释技术;3.建立室内物理模型，进行物理模拟和数值计算。

进行三维巷道观测系统与断层、破碎带等模拟探测，计算并评价观测系统与处理方法对于精细解释地质构造的效果;4.室内数值模拟实验15次、模拟实验10次、现场工业性对比实验6次。

主要预期目标:

第1条：

研究震波综合探测技术提高震波勘探的精度和准确率，从而为采掘生产提供及时的地质预测预报。

第2条：

根据掘进迎头围岩松动圈裂隙发育规律研究，发现使用左右交叉法布置测线，可以明显改善探测数据结果的可信性和准确率，减少围岩松动圈的干扰，达到减少环境的干扰，提高地震勘探精度的目的。

第3条：

震波综合探测技术的运用，对于探测落差0.8m～3m的断层、破碎带、及其他瓦斯富集构造等，具有重要意义，同时为地质填补小构造探测空白和开展地质预报奠定手段基础。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

中国矿业大学

9.9

防爆电气开关模块化产品研制与故障快速排除技术研究

H12-009

主要研究内容:

1.电气开关模块化设计研究;2.电气模块快速插拔机构设计研究;3.模块故障诊断和显示技术研究;4.开门（盖）断上级电源技术研究;5.隔爆外壳的设计研究

主要预期目标:

1.开发研制出应用模块化技术的新型防爆馈电开关;2.开发研制出应用模块化技术的新型磁力启动器。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

中国矿业大学

10.10

深部矿井动力灾害危险性分级预测与防治技术体系研究

H12-010

主要研究内容：

1.平顶山矿区动力区划、地质动力环境评价方法与区域动力特征研究；首山一矿、十三矿动力灾害模式识别与危险性评价；2.东部矿区（首山一矿、十三矿、八矿、十矿、十二矿）深井动力灾害影响因素分析、分级管理、防治技术体系研究；3.东部矿区（首山一矿、十三矿、八矿、十矿、十二矿）钻屑温度、电荷监测技术应用研究；八矿在线监测系统优化研究；4.十二矿己15～17200、十矿己15—24080采面评价、监测、防治工程示范研究，形成突出煤层安全回采技术规范；5.冲击倾向性测试，包括首山一矿、一矿、四矿、五矿、六矿、十一矿、十三矿；十一矿矿井动力灾害危险性分析与评价；主要预期目标：

1.构建深井动力灾害统一理论体系，为预测防治提供科学依据2.研制钻屑温度、电荷监测设备、在线监测技术体系，共同拥有知识产权，实现产业化；现场应用，预测动力灾害发生的准确率达到80%；3.针对平顶山东部矿区五个矿井动力灾害的特点，形成一套完整的动力区划和统一预测体系4.建立平顶山矿区深井动力灾害危险评价、分级管理与防治技术体系；5.工程示范确保安全生产，形成突出煤层安全回采技术规范。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

11.11

平顶山矿区深部低透气性突出煤层抽压交替瓦斯治理新技术体系研究

H12-011

主要研究内容：

1.瓦斯抽采孔钻护一体化技术2.抽压交替式瓦斯治理技术3.温压惰气增透技术4.二次封孔技术

主要预期目标：

1.试验巷道2000m，试验钻孔抽采浓度平均提高30%以上，百米钻孔瓦斯抽采量平均提高1.5～2倍，煤层瓦斯抽采达标时间缩短1/3～1/2；2.使深部松软低透煤层钻孔抽采半径增加2～3m，达到5m以上；3.形成并提交深部松软低透煤层瓦斯高效抽采企业标准及相关行业标准；4.提供成套技术装备和操作技术规范，培训一批瓦斯抽采专业技术人员。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

12.12

深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术及示范

H12-012

主要研究内容：

1.煤与瓦斯突出危险性区域预测技术及装备研究

2.深孔压风取样煤层瓦斯含量快速测定技术及装备研究；井下钻孔及坑道突出危险区透视探测技术研究

3.煤与瓦斯突出灾害监控预警技术及系统研究

4.煤与瓦斯突出灾变判识技术及方法研究；动态监测传感器合理布置方式研究；事故发生源辨识技术研究；

5.深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术示范

主要预期目标：

1.开发1套瓦斯含量快速测定装备，该装备取样深度达到120m，能实现瓦斯含量1小时内的快速测定。

2.建立1套自动监控、动态判识、自动测距、隐患管理、灾变联动为一体的监控预警系统，该系统中声发射信号不同频响规律的传感器不少于3个系列，自动测距传感器最长测距50m，精度误差不大于0.2m。

3.建立起适用于深部无保护层开采条件的“两个四位一体”和防突综合管理及预警的防突技术体系示范矿井1~2个。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

13.13

近距离突出危险煤层工作面防突技术研究与应用

H12-013

主要研究内容：

1.近距离煤层群工作面煤与瓦斯突出危险性评价；通过测试煤层瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯放散初速度等参数，预测分析保护层掘进工作面煤层突出危险性。

2.近距离煤层群开采条件下煤层底板岩体应力状态与变形破坏规律研究。

3.掘进工作面和回采面区域性卸压解危及防突技术研究。

4.近距离突出危险煤层群保护效果评价指标研究。

主要预期目标：

1.确定近距离煤层掘进巷道底板防突岩柱安全厚度；

2.研究得出超近距离保护层开采工作面突出的影响因素，提交超近距离煤层防治煤与瓦斯突出技术方案；

3.确保项目实施区段采掘安全，掘进期间掘进速度不低于90m/月，杜绝煤与瓦斯突出事故。

2011.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

中国矿业大学

14.14

煤样快速采集装置的研制与应用

H12-014

主要研究内容：

1.研究射流混合冷媒涡旋冷却技术,研制具有自冷却系统的取芯装置。

取样过程中，消除取芯管与煤芯摩擦起热，避免煤芯局部焦化，保持煤样的原始状态，提高取样速度；2.研究应用剪切锁止技术，封闭煤样达到下行孔采样防脱落效果，在取样结束后顺利将煤样取出，满足实验检测要求；3.研究回切技术，研制取芯管回切合金钻头。

在采样完成退钻过程中，防止因钻孔塌孔、夹钻导致取芯钻头、取芯管丢失，提高采样工作效率。

主要预期目标：

1.钻孔煤芯取样符合国家安全生产AQ1046～2007标准规定（采样时间小于30min）；2.现场取样不少于10个，成功率90%以上；3.研制一套适合井下软煤层和下行孔煤样快速采样装置；4.在八矿进行工业性试验，出具试验报告。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

15.15

掘进工作面煤与瓦斯突出光纤传感监测技术研究

H12-015

主要研究内容：

1.研究开发适用于煤矿生产现场的光纤应力传感技术，对掘进工作面前方待掘区域的煤层压力、瓦斯压力进行连续实时的检测，对掘进工作面或钻场进行视频监视。

2.光纤光栅应力传感器的研究，开发适于工程应用的应力传感器。

3.光纤瓦斯压力传感器的研究。

4.光纤应力、瓦斯压力多参数实时监测系统与装备研究。

主要预期目标：

1.开发出适于煤矿工程应用的光纤应力传感器和光纤瓦斯压力传感器。

2.建立掘进工作面前方待掘区域的应力和瓦斯压力信息采集监测系统。

3.建立掘进工作面钻场视频监视系统。

2012.01～2014.06

中国平煤神马能源化工集团技术中心

山东省科学院激光研究所

16.16

高瓦斯低透气性松软煤层安全快速钻进技术和可控导喷装置研究与应用

H12-016

主要研究内容：

1.突出区域打钻现场情况调查分析；2.研究低透气性松软煤层安全快速钻进技术方案；3.研制突出煤层钻孔孔口可控导喷装置。

主要预期目标：

1.单台钻机月度功效不小于3600米；2.打钻期间杜绝3%以上高浓度瓦斯超限。

2012.01～2012.10

中国平煤神马能源化工集团技术中心

17.17

复杂网络多风机耦合运行通风稳定性及保障技术研究

H12-017

主要研究内容：

1.矿井通风阻力测定2.主要通风机性能测试分析。

对己二、北山主要通风机进行性能测试，并对测定结果进行分析，为进行通风系统分析和优化改造提供准确的通风机基础数据参数；3.对现行通风系统进行网络解算，与真实风量、风机工况进行对比校正。

确定通风网路各分支的风阻参数。

为通风系统分析和优化改造提供准确的基础数据；4.提出现有通风稳定性及保障技术方案。

针对当前通风系统存在的问题，进行分析及网络解算，提出优现有通风稳定性及保障技术方案，保证现有通风系统的稳定；5.提出后期通风稳定性及保障技术方案。

主要预期目标：

1.通过对五矿通风系统及主要通风机全面的通风技术测定，掌握矿井巷道和通风机主要技术参数；2.针对己四采区投产前后、三水平己二采区投产前后和三水平己五采区投产前后等不同时期，提出最优的通风系统优化调整方案，保证通风系统的稳定及矿井的安全生产。

2011.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

河南理工大学

18.18

无煤柱巷道充填技术研究和Y型通风技术

H12-018

主要研究内容：

1.采空区顶板充填开采下压力显现规律和无煤柱留巷巷内围岩支护参数研究；

2.无煤柱留巷施工工艺技术及配套设备研究；

3.Y型通风条件下对本煤层回采期间上隅角和回风流瓦斯治理技术；

4.临近被保护层瓦斯卸压抽采及消突治理技术研究。

主要预期目标：

1.完成试验巷道留巷充填支护工业性试验500m；

2.无煤柱留巷材料强度不小于5MPa；

3.留巷到复用前，两帮位移不超过15%，顶底板移近量不超过25%，经拉底等处理后即可复用；

4.巷旁充填留巷速度不影响充填回采工作面正常推进；

5.本煤层采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过0.5％，月产8万吨以上；保护层开采后被保护层工作面瓦斯压力低于0.5MPa，瓦斯含量在5m3/t以下。

2012.01～2013.10

中国平煤神马能源化工集团技术中心

瓦斯治理国家工程研究中心

19.19

水力冲孔技术在突出煤层底板掩护掘进中的研究和应用

H12-019

主要研究内容：

1.搜集试验区瓦斯地质资料，测试瓦斯基础参数；2.建立水力冲孔措施的力学模型，进行理论分析及数值模拟；3.研制水力冲孔喷嘴，进行水力冲孔设备选型；4.现场试验考察冲孔半径及有效影响半径，确定合理水力冲孔间距；5.现场试验考察不同参数的冲孔结果，确定试验区合理的水力冲孔技术参数及工艺过程现场试验考察水力冲孔增透及消突效果，确定总体评价方法和指标。

主要预期目标：

1.水力冲孔后钻孔抽采量提高20～40%；2.水力冲孔后抽采时间缩短20%；3.增透效果考察，安全掘进500米；4.提交水力冲孔技术规程；5.培养水力冲孔工艺的技术人员。

2011.03～2012.10

中国平煤神马能源化工集团技术中心

河南理工大学

20.20

监控系统数据可靠性和挖掘技术研究及示范

H12-020

主要研究内容：

1.煤矿监控系统伪数据产生原因和滤除方法研究；

2.监测点数据异常识别技术。

3.煤矿井下电磁干扰测量研究；

4.第二代矿用GEPON系统研究；

5.提高KJ95监控系统关键设备的抗干扰能力。

主要预期目标：

1.提供具有伪数据滤除功能的新一代KJ95监控系统软件；

2.提供监测点数据异常识别软件；

3.提供庇山矿煤矿井下电磁干扰测量结果；

4.提供第二代矿用GEPON系统一套，实现KJ95煤矿监控系统利用第二代矿用GEPON系统进行信息传输；

5.提供抗干扰能力达到AQ6201标准的要求的KJ95监控系统分站和瓦斯传感器等8台（个）。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

21.21

气润湿反转方法在提高煤层瓦斯抽采率中的研究与应用

H12-021

主要研究内容：

1.分析、总结现有地面压裂井的瓦斯抽采效果及存在问题；研究适合矿区煤层赋存特点的压裂技术参数；2.不同垂深条件下煤样孔隙率、透气性系数测定与分析；目标区块煤样润湿性的测定与分析；3.利用扫描电镜等先进设备研究目标区块煤样非均质性；研究适合于目标区块的气润湿反转剂新型材料；4.气润湿反转前后瓦斯排采量、衰减系数等效果评价；瓦斯排采动态预测方法的研究；5.松软煤层压裂支撑剂新材料研究

主要预期目标：

1.煤样孔隙率测定不少于15样次，透气性系数测定不少于15样次；煤样润湿性测定不少于15样次，煤样扫描电镜测定不少于15样次；瓦斯抽采衰减系数测定不少于5样次；2.建立适合于研究区块瓦斯抽采动态预测模型；3.研制气润湿反转剂与松软煤层压裂支撑剂新材料；4.实验压裂井不少于3个；井下压裂钻孔戊、己组煤层分别不少于10个；5.（7）采用气润湿反转法后，单井抽采量提高20％。

2012.01～2012.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

22.22

复合动力灾害下底位巷穿层钻孔水力增透及网络高效抽采技术研究

H12-022

主要研究内容：

1.试验工作面煤层的煤体力学性质研究；

2.研究底板巷道与上部煤层巷道的空间布置，同时研究穿层钻孔不同布置条件下的扰动应力场的相互叠加及其对裂隙网的影响机制，实现整体卸压增透；

3.水力增透技术及水力增透成套装备与煤层的适应性研究；

（1）气渣分离装置研究；

（2）水力增透自动切换装置研究；

（3）切割钻头与煤层的适应性研究；（4）形成成套的高压水射流切割装备。

4.适应煤体钻割装置的影响半径考察；

（1）高压水射流切缝钻孔切割半径的现场测试；

（2）高压水射流切缝钻孔影响半径的现场测试；

（3）现场开展高压水射流钻割参数研究，包括切缝时间、水射的压力及流量等。

5.研究水力增透卸压评价指标体系，包括残余压力、残余含量及定性指标等。

主要预期目标：

1.新技术试验巷道500m，推广应用巷道1500米；

2.每孔平均出煤量达到3吨以上，掘进工作面区域消突措施达标100%；

3.瓦斯抽采浓度提高10~15%，预抽率提高25%；

4.预抽钻孔数量减少20%以上，预抽时间缩短20%以上；

5.采取冲孔措施之后，平均进尺量达到100m/月。

2012.01～2013.12

中国平煤神马能源化工集团技术中心

23.23

平顶山矿区深部巷道围岩变形破坏机理及稳定控制关键技术研究

H12-023

主要研究内容：

1.深部巷道围岩变形破坏模式及失稳机理研究：

①深部巷道围岩原位强度衰减特征研究；②深部煤岩体流变特性及变形机理研究；③深部软岩流变巷道围岩破坏模式及失稳机理研究；

2.深部巷道围岩变形破坏模式及失稳机理研究：

④深部强动压巷道围岩破坏模式及失稳机理研究；⑤深部高应力碎裂巷道围岩破坏模式及失稳机理研究；

3.深部巷道围岩分类及不同类型巷道支护设计：

①深部巷道围岩松动圈智能预测系统及围岩分类研究；②深部巷道围岩锚固体强度和变形特征研究；③深部不同类型巷道支护设计专家系统研究；

4.深部巷道围岩分类及不同类型巷道支护设计：

④深部强动压巷道围岩稳定控制关键技术研究；⑤深部高应力软岩流变巷道围岩稳定控制关键技术研究；⑥深部高应力碎裂围岩巷道稳定控制技术研究

5.煤矿深部岩巷围岩稳定性分级与支护的技术规程。

主要预期目标：

1.项目以深部巷道围岩变形破坏机理及工程安全控制为核心，采用室内试验、三维相似模拟、现场测试、理论分析和数值模拟方法，揭示深部巷道围岩强度衰减特征、破坏模式、灾害形成机理及稳定控制理论；

2.建立安全性的动态调控模型，提出深部巷道失稳破坏发生过程的围岩变形表征方法，研制深部不同类型巷道支护设计专家系统，制订平煤集团公司企业标准“深部巷道围岩分类及支护技术规程”；

3.提出平煤矿区深部巷道不同围岩稳定控制的系列成套技术，使本项研究成果成为指导今