所属领域:煤炭地下开采、矿山岩体力学与岩层控制、矿区资源与环境保护等交叉学科领域。

成果简介:

1.成果的基本情况

该项技术主要解决我国煤炭开采过程中造成的水资源流失问题，经历了多年的产、学、研联合攻关，获国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目、国家自然科学基金项目、教育部新世纪人才资助项目和多项企业联合攻关项目的资助，是一项我国具有完全独立自主知识产权的高效保水采煤创新技术。该项技术于2018年12月22日经由中国煤炭工业协会组成的专家组评价鉴定认为，核心技术成果达到国际领先水平；获国内外授权发明专利31项，申请发明专利12项。研究成果可解决垮落式采煤方法难以实现的生态脆弱区保水开采，也可提高建筑物下、铁路下及水体下等“三下”采煤的资源回收率，以及可应用到地表沉陷控制等煤炭绿色开采领域。研究成果在内蒙古裕兴矿业有限公司、山西晋煤集团王台铺煤矿、新汶矿业集团有限责任公司孙村煤矿，以及枣庄矿业（集团）有限责任公司高庄煤矿进行了现场工业性试验，实现了水资源保护性高效采煤。并且该项核心技术在鄂尔多斯、晋城、新汶以及枣庄等矿区进行了推广应用，共计多回收煤炭260余万吨，新增利润超过4亿元，取得了良好的经济效益。

2.主要技术指标

（1）提出了壁式连采连充高效保水采煤方法，解决了极薄阻隔层低损伤控制难题，实现了极近距含水层条件下，以及近距离煤层群的高效保水采煤。该方法从本质上融合了壁式体系采煤法和房式体系连续采煤法的优点，对传统的充填采煤方法进行变革，建立了“多支巷布置、采充并行”的开采模式，形成了壁式布置、负压通风的壁式连采连充高效保水采煤方法。实现采区采出率不低于80%，单面产量不低于1.2Mt/a，增加成本小于60元/t。

（2）研发了采场支巷“采装运支充”一体化高效保水采煤工艺及作业线，克服了长壁充填采煤工艺存在的充填时间和空间不足、采煤与充填作业协调困难，以及充填体难以主动接顶等问题。目前，普遍采用的长壁综采充填采煤工艺及作业线设备投资超过1亿元，但由于充填作业影响开采进度，工作面日产一般不超过2500t；而采用本项采煤工艺及作业线，工作面投资不超过1000万元，吨煤充填成本低于60元，工作面日产超过4500t。

（3）研究了等效隔水保护层变形特征及其保护机理，为采场支巷开采参数的确定提供了理论支撑。提出了等效隔水保护层渗透性计算原理，建立了采动应力应变与岩层渗透性的量化关系，并确定了充填体结构稳定性和等效隔水保护层渗透稳定性控制目标，阐述了等效隔水保护层变形特征及其保护机理。

（4）发明了采掘面涌水无损实时监测方法，实现了采掘面承载煤岩体裂隙发育和微渗流动态演变过程的实时红外遥感监测。其应用效果表明，该方法简单，易操作，精确度较高，是一种高效监测采掘面涌水的矿山无损监测新技术，实时监测结果是保水采煤过程中采掘面涌水预警的重要实测依据。

3.应用范围

该项成果应用于煤炭绿色开采领域。

4.市场需求及经济效益分析:

研究成果在晋煤集团下属矿井进行了现场工业性试验，实现了水资源保护性高效采煤。随后，壁式连采连充高效保水采煤核心技术应用到鄂尔多斯、晋城、新汶以及枣庄等矿区，取得了良好的经济和显著的环境效益。

经济效益分析见下表：

项目投资总额			回收期（年）
自然年	新增销售额	新增利润	新增税收
2016	27068	10363	2073
2017	33912	16516	3303
2018	27510	13650	2730
累 计	88490	40529	8106

以2018年为例，对本表所填各项效益额的计算方法和依据进行说明：

应用单位新增产量分别为60万t和15万t，煤炭平均售价分别为296元/t和650元/t，平均成本为161元/t和280元/t。

新增销售额为：

296×60+650×15=27510万元。

新增利润为：

（296-161）×60+（650-280）×15=13650万元。

新增税收为：

（296-161）×60×0.2+（650-280）×15×0.2=2730万元。

5.合作方式:技术转让 技术入股 专利权转让 合作开发 技术服务 双方协商

6.联系方式：

负责人姓名：马立强

电话：13645201296

E-mail：4225@cumt.edu.cn