rss 推荐阅读 wap

半岛生活网,半岛新闻网,青岛信息网!

热门关键词: 
首页 焦点关注 城市新闻 财经资讯 衣食住行 求职创业 消费维权 旅游攻略 创新科技 物流商贸 娱乐体育

2017国家技术发明奖推荐项目公示材料

发布时间:2020-02-14 09:42:16 已有: 人阅读

  2017 年度国家技术发明奖推荐项目 公示材料 一、项目名称 深厚含水复杂岩土层冻结法凿井井筒支护关键技术 二、推荐单位意见 深井井筒开凿是我国深部矿产资源开发的重要技术途径。我国深厚富水岩层下 有超过万亿吨煤炭资源因冻结法凿井井筒支护技术瓶颈制约未能开发。由杨维好、 王衍森等人共同研发的“深厚含水复杂岩土层冻结法凿井井筒支护关键技术”成果, 攻克了表土段井壁破裂灾害防治、岩层段双层复合井壁施工困难、漏水严重等技术 难题,发明了深厚土层中内层可缩双层复合冻结井壁技术、深厚岩层中新型单层冻 结井壁技术、深部冻土成套实验装置与技术和冻结孔固管充填缓凝水泥浆液及施工 技术,实现了深厚含水复杂岩土层冻结法凿井技术的重大突破。 该项成果获授权国际发明专利 3 件、中国发明专利 23 件,获批部级工法 1 部; 出版专著 1 部;发表论文 111 篇(SCI 收录 14 篇,EI 收录 63 篇) ;获江苏省科学技 术一等奖 2 项、中国煤炭工业科学技术一等奖 1 项、生产监督管理总局安 全生产科技成果一等奖 1 项,经专家鉴定,该项目技术达到国际领先水平。 该项成果已经应用于山东、河南、安徽和内蒙自治区等矿区的 80 余个深厚含水 复杂岩土层中的井筒, 最大主井井筒净直径达到 9.6m, 单层冻结井壁最深达到 785m, 最大固管深度达到 894m,应用效果良好,取得了显著的经济和社会效益。 根据国家技术发明奖授奖条件,推荐该项目为 2017 年度国家技术发明二等奖。 1 三、项目简介 该项目属矿山支护工程领域。 由于浅部资源日趋枯竭, 深层矿体采矿技术被 《国 家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》列为重点领域及其优先主题研究 内容之一。我国 400~800m 深厚土层和 500~1000m 深厚富水岩层下的大量铁、铜及 超万亿吨煤炭等矿产资源,因凿井技术瓶颈制约一直未能开发。 冻结法是深厚含水复杂岩土层中最主要的凿井方法,其核心是永久井壁和临时 冻土壁支护技术。为突破凿井技术瓶颈制约,在国家科技支撑计划等资助下,该项 目全面突破冻结法凿井井筒支护关键技术难题,取得以下重要发明: 1.发明了内层可缩双层复合井壁技术,攻克了深厚土层中井壁破裂灾害防治关键 技术难题。揭示了冻土融化下沉压裂井壁新机理;提出了预防井壁破裂灾害新方法, 首创了适应土层沉降的内层可缩双层复合井壁技术,建立了该种井壁的设计理论; 研发了井壁竖向承载力及阻尼调控技术,用于深达 587.5m 土层中井筒。与国外最先 进的 AV 型井壁技术比,该技术工艺简洁、井壁造价低逾 50%、施工速度高逾 1 倍。 2.发明了新型单层冻结井壁技术,破解了深厚岩层中双层复合井壁厚度过大且开 裂漏水严重的关键技术难题。提出合理减薄井壁方法,创新了冻结岩层段井壁结构; 掌握了井壁—冻结壁—富水岩层相互作用规律,建立了新型单层冻结井壁设计理论 与方法;发明了模板绳张力检测及自动调控装置以防模板下沉致裂井壁,研发了控 温、预应力和补偿冷缩等防温度裂缝技术,开发了井壁接茬强化及检漏、堵漏工艺, 形成了井壁防裂漏综合工艺技术体系。 该技术创造了单层冻结井壁支护深度 785m 的 世界纪录,与此前技术比,井壁厚度减薄约 50%,造价低逾 30%。 3.发明了深部冻土原位力学特性成套科学实验装置与技术,解决了深井冻土壁设 计理论严重偏离实际的难题。创新实验装置与技术,实现了高地压下原位非均温冻土 力学性状的逼真实验,为揭示深部冻土原位力学特性提供了科学手段,为深部冻土壁 设计提供了科学数据;考虑冻土壁原位力学特性及其与围土的相互作用,首次建立了 适于 600m 深厚土层的冻土壁设计理论与方法。 应用该成果, 冻土壁厚度减薄约 30%。 4.发明了超深冻结孔固管充填缓凝水泥浆液及施工技术,根除了冻结孔导水淹井 灾害。该种水泥浆适用于千米深井和 45℃地温条件且冻融后封水性能良好。提出了 冻结管下沉安全性判别方法, 研发了固管充填成套技术; 用于 28 个井筒(冻结孔固管 充填深度最大达 894m,地温最高达 42℃),杜绝了冻结孔导水淹井灾害。 该项目实现了冻结法凿井技术的重大突破,为开发 400~800m 深厚土层和 500~ 1000m 深厚富水岩层下的矿产资源扫除了凿井技术障碍。该项目成果经鉴定达到国 际领先水平;已应用于河南能源化工集团、中国中煤能源集团、山东能源集团、兖 矿集团等煤与非煤企业的 80 余个深厚含水复杂岩土层中的井筒,经济和社会效益显 著,应用前景广阔;获授权国际发明专利 3 件、中国发明专利 23 件;获批部级工法 1 部;出版专著 1 部;发表论文 111 篇(SCI 收录 14 篇,EI 收录 63 篇) ;获江苏省 科学技术一等奖 2 项、中国煤炭工业科学技术一等奖 1 项、生产监督管理 总局安全生产科技成果一等奖 1 项。 2 四、客观评价 该项目通过了中国煤炭工业协会等的技术鉴定。研究成果得到了同行专家的高 度评价,部分评价如下: 1)中国煤炭工业协会对 “竖向可缩井壁设计理论和关键技术研究与应用” 项目的 鉴定意见为:研究获得了冻融附加力的变化规律,揭示了其致裂井壁新机理,深化 了对井壁破裂机理的认识,对防治冻结井壁破裂灾害有重要意义;首创内层可缩冻 结井壁结构及施工技术,获得了该井壁的轴向承载性能,并建立了设计计算理论和 方法,该井壁充分利用了外层井壁这一临时支护结构,同时保护了内壁不受破坏, 技术工艺成熟、可靠;成果于成功应用于 30 多个冻结井筒设计与建设中,冻结井筒 内层可缩井壁的可缩装置设置深度达到 587.5m,为国内外最深。该研究成果达到国 际领先水平。 2)中国煤炭工业协会对“深厚含水岩层中新型单层冻结井壁关键技术研究与应 用”项目的鉴定意见为:(1)发明了带接茬板的新型单层井壁支护技术,建立了考虑 水平地应力场的不均匀性、孔隙水压作用和能充分利用基岩承载力的单层冻结井壁 设计理论。(2)研究揭示了孔隙水压致使多孔介质体积膨胀—水压致胀机理、孔隙含 水岩石中地下结构水力荷载的形成机理和冻结基岩段新型单层冻结井壁的力学特 性,得到了冻结壁解冻前、后井壁的受力与变形规律解析解。(3)研究获得了井壁水 化热温度场分布规律及其与各影响因素之间的关系,研发了壁后无泡沫板保温严苛 条件下的新型单层冻结井壁防冻害技术。(4)研究揭示了传统单层井壁开裂机理,开 发了现浇混凝土控温、井壁竖向预应力施加、混凝土冷缩补偿等新型单层冻结井壁 综合防裂技术。(5)研发了接茬钢板加固井壁上下段界面的抗渗新技术,发明了井壁 接茬环形注浆新工艺,提出了在冻结壁解冻前进行井壁检漏与注浆堵漏的方法。 (6) 项目成果成功应用于中天合创能源有限责任公司葫芦素和门克庆煤矿主井、副井和 风井 6 个井筒的冻结凿井工程, 创造了冻结井筒采用单层井壁支护深度 785m 的世界 纪录。研究成果达到了国际领先水平。 3)中国煤炭工业协会对 “近 700 米厚表土层冻结法凿井关键技术研究” 项目的鉴 定意见为:研究了径卸载情况下冻结壁与围岩(土)的力学相互作用规律,建立了 新的冻结壁弹塑性设计理论。 该理论更符合实际的冻土力学特性和冻结壁受力特点, 为合理设计近 700m 厚表土层冻结壁提供了理论依据。 项目成果成功应用于龙固煤矿 3 北风井冻结凿井工程,创造了冻结法凿井通过表土厚度世界纪录( 675.6m)。研究 成果达到了国际领先水平。 4)中国煤炭工业协会对“复杂岩层全深冻结法凿井冻结孔固管充填关键技术研 究”项目的鉴定意见为:研发了适用于深冻结孔固管充填的缓凝水泥浆材料,缓凝 水泥浆具有良好的稳定性,与一定比重的冻结孔造孔泥浆具有良好的相容性,掌握 了泥浆置换充填条件下冻结管下沉的可行性以及冻融条件下固管充填段的封水可靠 性,提出了冻结管外径与孔径的匹配关系;研发形成了以“精准控制缓凝水泥浆及 后续泥浆压注量”为核心,通过各关键环节施工质量控制,提高冻结管下沉成功率 及充填质量的深井冻结孔固管充填施工工艺。成果达到了国际领先水平。 4 五、推广应用情况 该项目发明成果已应用于河南能源化工集团、中国中煤能源集团、山东能源集 团、 兖矿集团等企业的 80 余个深厚含水复杂岩土层中的井筒, 经济和社会效益显著, 具体如下: 内层可缩井壁技术已应用于山东省、河南省、安徽省和内蒙自治区等地区的 36 个冻结井筒。其中,煤矿井筒 35 个,铁矿井筒 1 个;郭屯煤矿主井井壁可缩装置安 设于埋深 587.5m 处的粘土层中,为世界最深,目前已发挥让压作用,井壁完好。 新型单层冻结井壁技术已应用于河南省和内蒙古自治区的 15 个冻结井筒。 其中, 位于鄂尔多斯市的门克庆煤矿主井井筒(净直径 9.6m),冻结基岩深度达 800m,是世 界上应用新型单层冻结井壁最深的井筒(785m) 。 借助发明的深部冻土成套科学实验装置与技术,实现了高地压下原位非均温冻 土卸荷性状模拟,深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开展了大量深部冻土物 理力学特性实验,为深厚土层中冻结壁设计提供了关键科学数据。深厚土层中冻土 壁的设计理论与方法已应用于 11 个深厚土层井筒冻结工程。 冻结孔缓凝水泥浆固管封水技术已应用于 28 个冻结井筒,成功杜绝了冻结孔导 水淹井重大安全隐患,避免了重大损失。应用地点包括山东、河南、河北、内蒙、宁 夏等地,最大固管深度达 894m,最高地温达 42℃,最大允许沉管时间 30h。 5 六、主要知识产权证明目录(不超过 10 件) 知识 序 产权 号 类别 知识产权 具体名称 国家 (地区) 发明专 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 利有效 状态 一种轴向可伸缩井 ZL031528 2007.06.06 329251 中国矿业 杨维好,黄家会, 发明 1 壁 中国 19.8 大学 王衍森,宋雷, 有效 专利 任彦龙 发明 带接茬板的单层井 ZL200610 2009.08.12 536135 中国矿业 杨维好,黄家会, 2 中国 有效 专利 壁及其施工方法 08812.3 大学 王衍森 一种空心冻土试验 ZL201410 2016.01.20 2602433 中国矿业 赵 晓 东 , 周 国 庆 , 发明 3 装置及其使用方法 中国 112371.9 大学 路 贵 林 , 赖 泽 金 , 有效 专利 吕长霖 超深冻结孔固管封 ZL201110 2014.6.18 1422291 中国矿业 王衍森,张成银, 发明 4 水的缓凝水泥浆液 中国 392697.8 大学 陈国庆,王空前, 有效 专利 张春虎 发明 钢板钢骨混凝土井 ZL201310 2014.10.29 1505655 中国矿业 王衍森,杨维好, 5 中国 有效 专利 壁 046617.2 大学 杨然,黄家会 发明 双钢板局部约束混 ZL201310 2015.03.11 1601436 中国矿业 王衍森,杨维好, 6 中国 有效 专利 凝土井壁 043543.7 大学 杨然,黄家会 一种带钢板隔水层 ZL200610 2010.05.12 615025 中国矿业 杨维好,黄家会, 发明 7 的井壁及其施工方 中国 096290.x 大学 杨志江 有效 专利 法 System and method for 曹国华,王彦栋, automatically 朱真才,彭维红, 发明 regulating tensions of 澳大 201425346 20142534 中国矿业 8 2016.3.27 王进杰,刘志, 有效 专利 guide ropes of flexible 利亚 7 67 大学 刘善增,沈刚, cable suspension platform 夏吉山,张磊 Device and method for 曹国华,王彦栋, 发明 detecting the tension 澳大 201428088 20142808 中国矿业 朱真才,彭维红, on a guide rope of a 9 2016.3.10 有效 专利 hanging scaffold in a 利亚 1 81 大学 王进杰,刘善增, 沈刚,卢昊 construction shaft 赵晓东,周国庆, 发明 一种温度梯度冻土 ZL201310 中国矿业 10 中国 2015.07.29 1701476 鲍强,阴琪翔, 有效 专利 单轴蠕变试验方法 010431.1 大学 李瑞林,陈阳光 6 七、主要完情况 排 姓 技术 工作 完成 名 名 职称 单位 单位 对该项目技术创造性贡献 (栏中专利号对应“主要知识产权证明目录”中的编号) 1)是发明点 1 的主要发明人、技术研发负责人和推广应用负责 人;是 1 号专利的第一发明人和专利创意提出人,其他专利合作者 参与了 1 号专利技术的研究工作;参与了 5、6 号专利技术的研究 工作。 杨 中国矿业 1 维 教授 2)是发明点 2 的主要发明人、技术研发负责人和推广应用负责 大学 好 人;是 2、7 号专利的第一发明人和专利创意提出人,其他专利合 作者参与了 2、7 号专利技术的研究工作。 3) 建立了适用于 400~800m 深厚土层的冻土壁设计理论与方 法,为发明点 3 做出贡献。 1)是发明点 4 的主要发明人、技术研发负责人和推广应用负责 人;是 4 号专利的第一发明人和专利创意提出人,其他专利合作者 参与了 4 号专利技术的研究工作。 王 中国矿业 2 衍 教授 2)作为主要参加者,参与了发明点 1 的技术研发和推广应用工 大学 森 作;是 1 号专利的第三发明人和 5、6 号专利技术的第一发明人。 3)作为主要参加者,参与了发明点 2 的技术研发和推广应用工 作;是 2 号专利的第三发明人。 沈 副教 中国矿业 作为主要参加者,参与了发明点 2 的技术研发工作;负责其中 刚 授 大学 新浇筑混凝土井壁防坠裂技术研究,是 8、9 号专利的发明人之一。 张 教授 河南能源 负责发明点 1 和发明点 2 的现场施工技术研究, 并负责组织在 4 世 级高 化工集团 本单位现场实施。 芳 工 有限公司 谢 高级 中天合创 负责发明点 2 的现场施工技术研究, 并负责组织在本单位现场 5 树 工程 能源有限 实施。 鹏 师 责任公司 3 是发明点 3 的主要发明人、 技术研发负责人和推广应用负责人; 赵 副教 中国矿业 6 晓 是 3、10 号专利的第一发明人和专利创意提出人,其他专利合作者 授 大学 东 参与了 3、10 号专利技术的研究工作。 7 八、完合作关系说明 该项目完之间的合作关系说明如下: 1.杨维好、王衍森、赵晓东是该项目专利的发明人,同是中国矿业大学深 部岩土力学与地下工程国家重点实验室研究人员。 2.沈刚是该项目专利的发明人,为中国矿业大学机电学院教师,与杨维好、 赵晓东合作研究,共同鉴定项目。 3.张世芳、谢树鹏是该项目专利应用单位工作人员,负责研究各自单位应 用该项目专利所面临的施工技术问题,并负责组织现场实施,与杨维好合作研 究,共同鉴定项目。 8

首页 | 焦点关注 | 城市新闻 | 财经资讯 | 衣食住行 | 求职创业 | 消费维权 | 旅游攻略 | 创新科技 | 物流商贸 |免责声明

Copyright2008-2020 半岛生活网 www.info0532.cn 版权所有 业务QQ:121390454 Power by DedeCms 京ICP备13004639号

电脑版 | wap