各相关单位：

根据《陕西省科学技术厅关于做好2021年度陕西省科学技术奖提名工作的通知》（陕科函[2021]55号）。对我校参与的项目“冻结法凿井斜井井筒井壁结构及施工技术研究”在校内进行公示，公示内容包括项目名称、完成人、完成单位、项目简介、主要知识产权、完成人合作关系说明、完成单位合作关系说明等信息。公示期为：2021年4月25日—2021年5月1日（7天），任何单位和个人如果对项目的主要内容有异议，请在公示期内实名向科技处（临潼校区骊山校园办公楼103）反映。匿名异议不予处理。

联系人：薛力猛 刘畅 联系电话：83858201

                                              科技处

                                             2021年4月25日

附件：

 

1、项目名称

冻结法凿井斜井井筒井壁结构及施工技术研究

2、主要完成人

刘清宝、任建喜、郭光乔、宫守才、张琨、孙书亮、华召文

3、提名单位

陕西省煤炭学会

4、拟申报奖项及等级

该项目拟申报陕西省科学技术进步奖三等奖。

5、项目简介

项目属于矿山建设工程基础科学及应用领域，方向是斜井冻结法施工技术。

我国在冻结法施工理论及技术方面取得重要进展，但由于问题的复杂性，在冻结法施工、设计方面依然存在诸多亟待解决的问题。主要表现在三个方面：一是冻结法施工应用主要在立井，斜井冻结施工建设经验缺乏，随着冻结斜长和冻结垂深的增大，斜井冻结基础理论研究远远滞后于工程要求，特别对深埋-冻土力学特性研究工作还缺乏系统的研究，还未提出适用于人工冻结斜井冻结壁厚度设计及其强度和稳定性的评价方法；二是冻结法施工研究对象以冻结基岩居多，而针对风积沙或冲积土层冻结，富水沙很少；三是没有斜井井壁结构设计和井壁结构施工工艺规范。

通过对冻结法凿井斜井井筒井壁结构技术研究立项专题研究，基于国内外煤炭行业建井相关理论研究，编制了斜井井筒井壁结构力学分析软件，获得现场实践验证，对解决我国西部煤炭资源开发建井工程方面安全问题有重要的实际意义；对完善我国斜井井筒井壁结构设计体系和施工技术规范，提高我国建井工程设计理论与现场施工技术相结合分析的水平，促进我国建井工程技术发展及企业技术进步、提升企业原始创新能力和设计竞争能力有重要的实际意义。项目研究得出了以下创新点：

（1）通过建立的冻结壁-井壁相互作用水-热-力耦合的分析模型和自制的人工冻结斜井试验系统室内试验分析了冻结壁变形机理，提出了冻结压力和温度变化的关系式。

（2）考虑冻结压力、冻结温度、土压力、冻结沙土的物理力学特性、斜井角度等因素的影响，得到了冻结斜井井壁厚度计算公式。
 （3）构建了人工冻结斜井安全快速施工成套工艺体系。包括合理的施工步距和施工段高，井壁间防水施工接茬位置的选择，壁后注浆关键技术，冻结壁融化后施工缺陷治理施工关键技术，冻融灾害预测预报与控制关键技术。

6、客观评价

项目以袁大滩矿井主、副斜井工程为背景，针对饱和砂层长距离斜井冻结法凿井工程，采用室内实验、理论研究、有限元模拟机现场实测相结合的方法开展研究工作，对斜井冻结法凿井冻结壁温度场、应力场、水分场及其变形规律和厚度设计的研究，给出了斜井冻结施工井筒井壁厚度计算方法和施工关键技术，可为相关设计提供技术支撑，具有较好的推广应用价值。

7、应用情况

项目研究成果理论依据充分，实施简便，可操作性强，经济效益显著，有利于提高设计研究单位设计水平和质量，确保井筒结构设计安全可靠，在煤矿或其他矿山斜井井筒井壁结构设计中良好的推广应用前景；目前已在袁大滩煤矿主、副斜井冻结段井壁支护，郭家滩煤矿主、副斜井松散层及风化基岩段井壁支护，里必煤矿主斜井冻结段井壁结构等设计中推广应用，经验证，采用本项目科研成果设计的井筒井壁质量优良、安全可靠，封水效果良好。计算结果可靠，对施工工序进行了详细要求，提供安全可靠的井壁结构，缩减施工工期约20%，节省井壁工程投资约5%，取得了良好的经济和社会效益。

主要应用单位情况如下表：

主要应用单位情况表
序号	单位名称	应用的技术	应用对象及规模(MW)	应用起止时间	单位联系人/电话
1	袁大滩矿井	井壁结构设计及施工工序	5.0	2012年至2018年	吕文宏/13891278125
2	郭家滩矿井	井壁结构设计及施工工序	8.0	2019年至2020年	周党文/13809123829
3	里必矿井	井壁结构设计及施工工序	5.0	2016年至2020年	李良山/18803463380

8、主要知识产权和标准规范

序号	知识产权类别	知识产权 具体名称	国家 (地区)	授权号	授权日期	证书编号	权利人	发明人
1	实用新型	一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测结构	中国	CN212808125U	2021-03-26	CN202020231984.5	陕西陕煤陕北矿业有限公司；中煤西安设计工程有限责任公司；西安科技大学	吴群英; 申斌学; 任建喜; 郭光乔; 张琨
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9、主要完成人情况

排序号	完成人	行政职务	技术职称	工作单位	完成单位	对本项目的贡献
1	刘清宝	总工程师	教授级高工	中煤西安设计工程有限责任公司	中煤西安设计工程有限责任公司	在项目中担任项目负责人，为本项目的第1完成人，负责项目总体技术攻关，对3个创新点均有重要贡献。
2	任建喜	建工学院院长	教授	西安科技大学	西安科技大学	担任项目主要完成人之一，建立了冻结壁-井壁相互作用水-热-力耦合的分析模型，提出了冻结压力和温度变化的关系式，给出了合理的施工步距和施工段高。对创新点1、3有重要贡献。
3	郭光乔	无	高级工程师	中煤西安设计工程有限责任公司	中煤西安设计工程有限责任公司	担任项目主要完成人之一，给出了冻结斜井顶板、底板及直墙的厚度计算公式，提出了井壁间防水施工接茬位置的选择及壁后注浆关键技术，对创新点2、3有重要贡献。
4	宫守才	副总经理	教授级高工	中煤能源研究院有限责任公司	中煤能源研究院有限责任公司	担任项目主要完成人之一，给出了冻结壁融化后施工缺陷治理施工关键技术，对创新点3有重要贡献。
5	张琨	岩土系副主任	高级工程师	西安科技大学	西安科技大学	担任项目主要完成人之一，通过自制的人工冻结斜井试验系统室内试验分析了冻结壁变形机理。对创新点1有重要贡献。
6	孙书亮	副总经理	教授级高工	中煤西安设计工程有限责任公司	中煤西安设计工程有限责任公司	担任项目主要完成人之一，考虑斜井不同于主井的各种制约因素及顶板、底板及直墙受力条件不同，得到了冻结斜井井壁厚度计算公式，对创新点2有重要贡献。
7	华召文	矿井所所长	教授级高工	中煤西安设计工程有限责任公司	中煤西安设计工程有限责任公司	担任项目主要完成人之一，给出了冻融灾害预测预报与控制关键技术，对创新点3有重要贡献。

10、主要完成单位及创新推广贡献

排序	完成单位	对本项目的贡献
1	中煤西安设计工程有限责任公司	项目主体完成单位，负责项目研究与实施的整个过程。组织了该项目的立项、论证工作，制订了项目的研究路线、方法和整体方案。主持研究了冻结斜井顶板、底板及直墙的厚度计算公式。为本项目提供配套经费支持，组织实施了项目工业性试验，考察了现场应用效果，并推广应用，主持编写了项目研究报告。
2	西安科技大学	项目完成单位之一。提供了本项目所需的实验条件、图书资料和数据库等资源，重点建立了冻结壁-井壁相互作用水-热-力耦合的分析模型和自制的人工冻结斜井试验系统室内试验，提出了斜井冻结法施工冻结壁变形机理。
3	中煤能源研究院有限责任公司	项目完成单位之一。重点构建了人工冻结斜井安全快速施工成套工艺体系。

11、完成人合作关系说明

项目第一完成人刘清宝、第三完成人郭光乔、第六完成人孙书亮、第七完成人华召文均属同一单位（中煤西安设计工程有限责任公司），与第四完成人宫守才（中煤能源研究院有限责任公司）曾共同立项（中煤集团2017年度重点科研项目，编号17-34）。

项目第二完成人任建喜、第五完成人张琨均属同一单位（西安科技大学），曾共同立项、合著论文。

项目项目第二完成人任建喜、第三完成人郭光乔、第五完成人张琨曾共同完成了实用新型专利。